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独立电池储能电站应用于新能源发电领域探讨

北极星智能电网在线  来源:高工锂电网    2016/9/5 16:05:50  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:中国与可再生能源相关的储能应用,主要分为两种类型。一类是用户端分布式发电及微电网中储能的应用,另一类是集中式风光电站(可再生能源并网)储能应用。

一、中国储能在新能源发电中的应用现状

1.中国储能在新能源发电中的应用现状

中国与可再生能源相关的储能应用,主要分为两种类型。一类是用户端分布式发电及微电网中储能的应用,另一类是集中式风光电站(可再生能源并网)储能应用。根据中关村储能产业技术联盟的不完全统计,截至2015年底,这两类应用累计装机规模已超过中国市场的80%,从项目个数上看,也遥遥领先其他应用。

▲图 1中国运行项目应用累计装机分布(资料来源:CNESA数据库,2015)

▲图2中国运行项目应用累计个数分布(资料来源:CNESA数据库,2015)

我国风电、光伏消纳困难的“三北”地区,主要为集中式风光电站,储能应用于这一领域,主要的作用为削峰填谷、平滑出力、跟踪计划出力、辅助电网安全稳定运行等。目前较为大型的集中式风光电站储能项目有:

张北风光储输示范工程(一期)

位于河北省张家口市张北县,一期计划建设风电10万千瓦,光伏发电4万千瓦,储能2万千瓦。2011年12月开始,储能系统陆续投运,目前以投运的储能19万千瓦,具体为:比亚迪,磷酸铁锂6000kW/36000kWh;东莞新能源,磷酸铁锂,4000kW/16000kWh;万向,磷酸铁锂,1000kW/2000kWh;中航锂电,磷酸铁锂,3000kW/9000kWh;奥泰,钛酸锂,1000kW/500kWh;普能,全钒液流电池,2000kW/8000kWh;南都电源,铅酸电池,1000kW/6000kWh;双登,铅酸电池,1000kW/6000kWh。

国电和风北镇风场储能项目

位于辽宁省锦州市北镇市,风电装机规模9.9万千瓦,储能8000千瓦。2015年1月投运,储能系统具体为:东莞新能源,磷酸铁锂,3000kW/6000kWh;力神,磷酸铁锂,1000kW/2000kW;中航锂电,磷酸铁锂,1000kW/2000kWh;大连融科,全钒液流电池,2000kW/4000kWh;超级电容,集星科技,1000kW/83.33kWh。

龙源法库卧牛石风电场项目

位于辽宁省沈阳市,风电装机规模5万千瓦,储能5000千万。2013年2月投运,采用的储能系统为:全钒液流电池,大连融科,5000kW/10000kWh。

科陆电子风光储项目

位于甘肃省玉门市,光伏装机规模1.5万千瓦,风电装机规模1万千瓦,储能规模1万千瓦。2016年6月投运,采用的储能系统为:磷酸铁锂,6000kW;磷酸铁锂(移动式储能电站)4000kW。

2.中国储能在新能源发电应用中面临的问题

目前中国储能在新能源发电中应用时,面临的最主要的问题是缺乏盈利模式。

理论上,储能可以改善风电质量,减轻电网压力,参与电力市场提供辅助服务等,但这些应用,目前都没有明确的参与机制与结算方式,因此价值不能正确衡量,并获得相应回报。

在目前情况下,参与风电场削峰填谷,是比较能清晰计算的储能应用,以1kwh的锂离子电池系统为例,简要计算表明,削峰填谷尚不能使储能获得足够的经济收益:

1kwh的锂离子电池储能系统,包含电池本体、电池管理系统、PCS等在内,国内造价大约为2500-3000元,按3000次循环,每次80%充放电深度计算,则不考虑其他本,生命周期内度电成本大约为1.04元-1.25元

储能参与削峰填谷,购电电价为弃风电价,售电电价为风电上网电价,假设弃风电价为零,系统充放电效率为90%,则储能充放一度电的收益即为风电上网电价

根据最新发布的《关于完善陆上风电光伏发电上网标杆电价政策的通知》,2016年,我国风电上网电价按地区不同分别为0.47元/千瓦时、0.5元/千瓦时、0.54元/千瓦时。

储能应用于风电场削峰填谷,其度电成本高于上网电价至少0.5元,如没有相关补贴政策,则完全没有经济利益可言。因此要推动储能在风电场中应用,需要进步拓展储能的应用,例如参与服务价值较高的电力辅助服务市场,为电网提供备用服务,收取容量费用等。

另外,整合性储能系统也为储能电站的建设运营带来了一定的困难。

目前中国集中式风光电站储能应用,基本上全部与某一风光电站配套建设(这里称为整合型储能系统)。整合型储能系统,一方面投资建设由风光电站业主负责,大量投资成本的增加有可能会减缓储能电站的建设步伐;另一方面,其生产运营由风光电站运营,因此电网不能从全局最优化的角度调度储能资源,储能可实现的功能大打折扣;再者,与风光电站捆绑运营时,还需区分风光电站和电网的收益,才能正确结算,因此对最后的付费机制的设定,也造成了一定的困难。

为了解决以上难题,比亚迪提出了在集中式风光电站区域建设独立电池储能电站的构想,希望通过协调区域内风光电站和储能电站的运行,在目前成本较高的前提下,最大程度上发挥储能电站的价值,促进储能商业化应用,帮助新能源解决消纳难题。

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