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再谈电池储能对电网的作用与价值

北极星智能电网在线  来源:中国储能网    2016/12/22 11:26:09  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:前不久,比亚迪张子峰曾在【比亚迪储能】微信公众号上发表了《关于电池储能商业模式的一点思考》,并在文中初步阐述了电池储能的经济价值和社会价值。最近看到一些储能相关报道和文章,对储能的作用和在电网中的价值不置可否,吞吞吐吐,顾左右而言他,甚至是欲盖弥彰…本文拟就电池储能的作用特别是对电网的部分价值作进一步阐述,欢迎大家围观讨论!

这里所说的电池储能,特指包含储能电池(动力电池)、电池管理系统(BMS)、功率转换系统(PCS)以及能量管理系统(EMS)在内的电池储能系统(简称BESS)。

一般来说,并网型BESS应具备以下特性:1.长时间工作的安全可靠性(不会爆炸,连续工作,使用率大于95%);2.快速响应调度指令(通讯与动作时间小于200ms);3.较长的使用寿命(标准工况下大于5,000次循环);4.较高的系统效率(大于抽水蓄能的效率75%);5.较低的价格(KWh造价相当或低于抽水蓄能)。其它如能量密度,环保性能等并非不重要,而是需要根据项目情况,酌情考量。

一、电池储能对电网调度的意义

众所周知,传统电网是一个发输配用瞬间完成的动态供需平衡系统。需要注意的是,除去功率(包括有功功率和无功功率)上平衡之外,为保证电网安全(包括用电负荷的安全),电网的电压波动和频率波动也要控制在一定的范围之内,同样重要的电能质量参数还有电网谐波、三相平衡度等。维持这种供需平衡和控制电能质量水平在很大程度上依赖于各级调度部门(我国采用的是国调、区调、省调和地调四级调度体制)。在大规模电池储能应用技术出现之前,电网调度的可调度资源主要是旋转发电设备,例如火力发电机组,水电机组,燃气机组以及抽水蓄能电站等。

如所周知,作为一种电力电子技术与动力电池技术相结合的新型电能装置,电池储能电站并不是传统意义上的发电站,但是在某个特定的时间和空间里,BESS完全可以充当发电站的角色;并且由于其无可比拟的响应速度和控制精准度,其调频调峰效果远远超过了所有传统旋转发电设备;AGC与AVC功能对于电池储能系统来说是与生俱来的能力,使用起来毫无悬念和压力;并且BESS具有的模块化设计、配置灵活、可分布式使用的特点更使其大规模的并网应用成为可能。同时,BESS还可方便地充当可控负荷来使用,也就是说,BESS具备电源和负荷两种角色特征,可以依据需要瞬间转换身份。

总之,在电网中配置大规模(独立式或分布式)电池储能电站,可以全部或部分替代火电调峰机组、调频机组、事故备用机组、无功发电机组、可控负荷等……这种BESS的经济价值非常之大。

因此,我们可以肯定地说,电池储能系统必将成为电网调度的优质资源,没有之一!

当然,这种由电网调度来使用的BESS资源,其资产形态可以是多样化的。早期可采用租赁或联合持有(股份制公司)方式。

二、电池储能对传统电网设计的改变

传统电网的建设与改造设计有一个基本原则---最大负荷法,其主要含义是,当设计一个新的局部电网或者对原有局部电网进行增容改造时,为了保证电网和负荷的安全,该电网中的变压器、开关设备以及电缆的选取必须考虑最大负荷的需求容量,即使该最大负荷出现的几率不大持续时间不长。在此原则下设计的电网物理结构,难免会造成原材料成本和施工成本的过度增加以及电力设备较低的利用率。

大规模电池储能技术的出现,已经颠覆了传统的电网设计理念,最大负荷法已经不再是百年不变的设计法条。由此而来,在包含了BESS的新电网设计以及旧电网增容改造中会节省多少材料成本和施工成本以及其它隐形成本,其数额之大恐怕是很难估量的…

(这样的储能系统,它的经济价值该怎样去计算呢?)

三、电池储能对于可再生能源发电的作用

可再生能源发电对环境保护的好处自不必说,我们国家的可再生能源发电装机总量在全球范围内已经名列前茅,可是在我们国家的电源结构中,可再生能源发电的装机比例还很小,煤电占比依然高达70%左右,在可再生资源非常好的西北部地区,即使已经安装并网的新能源发电站,弃风弃光现象非常严重。今年入冬以来北方地区的连续雾霾天气已经严重影响到了老百姓的日常生活和出行,作为储能人,面对此情此景,我们不得不想到如何利用储能技术减少弃风弃光,更多地使用新能源电力,减少雾霾天气。

根据北美和英国的发展情况,我们判断未来与新能源发电配套的储能电站,会以独立型BESS为主,整合型的BESS也会有一些。无论独立型还是整合型的BESS,都会接受当地电网的调度,在平滑波动和电力辅助服务(调峰调频)上发挥作用并取得报酬。

理想情况下,对于配置合适的整合型BESS,在特定时间段内,甚至可以与本体电站一起打包成为电网的可调度资源(无论是光储系统还是风储系统),即电网调度可以把它当作传统的旋转发电机组来使用。(这样的储能系统其价值该如何计算?)

多么希望在不远的未来,我们所使用的每一度电都来自于可再生能源;一年之中所有的日子都是蓝天白云;我们去到的所有地方都是河清海晏,时和岁丰…

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