蓬莱电厂用上四种“充电宝”

本刊(běnkān)记者 孙庭阳 | 山东报道 6月12日，国家能源集团山东(shāndōng)蓬莱公司10.1 万千瓦/20.5万千瓦时(shí)（功率 10.1 万千瓦，容量20.5 万千瓦时）复合(fùhé)储能电站(diànzhàn)项目（下称“蓬莱复合储能电站”）通过验收。建设者欢呼雀跃。 蓬莱(pénglái)复合储能电站是国内(guónèi)首个集成4种新型储能技术的(de)复合型智慧储能示范项目，要协同发挥4种储能技术最大效力，为储能行业做出示范。 约3个月前，蓬莱(pénglái)复合储能电站一次并网成功(chénggōng)。从那时起，该项目开始试运行，如今终于正式商用。 近期(jìnqī)，本刊记者一行(yīxíng)走进蓬莱复合储能电站，了解这一项目的最新进展。 国能集团蓬莱复合储能电站(diànzhàn) “储能电站立项之初，目的是消纳山东新能源电力波动。现在(xiànzài)看来(kànlái)，恰好契合了电力市场发展态势。”国家能源蓬莱(pénglái)发电有限公司（下称“蓬莱发电”）副总经理王军海介绍。 作为排名靠前的经济大省，山东省(shāndōngshěng)的电力供应端和(hé)用户端(yònghùduān)有着“甜蜜的烦恼(fánnǎo)”。2024年10月，山东省新能源发电装机规模历史性超过煤电；今年5月，山东省新能源和可再生能源装机占比超过51%。新能源发电有随机性、波动性、间歇性的特点，出力(chūlì)与电网负荷需求难以实时匹配。 例如，光伏发电(fādiàn)机组在午间阳光充足时(shí)，发电量高，此时恰逢用电低谷。晚间，光伏发电到了低谷，此时到了用电高峰。风力发电机组的发电效率与风速大小和稳定性有(yǒu)直接关系。 电网(diànwǎng)需要实时电量平衡，山东省内现有机组运行(yùnxíng)调整(tiáozhěng)能力已发挥至极致，但仍有时段性弃电情况发生，迫切需要调节性电源发挥调峰、调频作用，保障电力系统安全稳定运行。 为解决这类问题，国家发展改革委和国家能源局在《“十四五”新型储能发展实施方案》里明确，积极支持(jījízhīchí)各类主体开展共享储能、云储能等创新商业模式(shāngyèmóshì)的(de)应用示范。这些储能设施，被人们形象的称为大型(dàxíng)“充电宝”。 结合地区电力系统的(de)调节需求和国家能源集团(jítuán)的发展规划，作为储能应用先行军(jūn)的山东与国家能源集团协作，蓬莱复合储能电站项目建设启动。 多技术路线的(de)产业实践 “与部分电站最多两三种储能(chǔnéng)方式(fāngshì)不同(bùtóng)，蓬莱复合储能电站肩负着科研项目产业化落地的(de)重任，创新性融合了飞轮、磷酸铁锂、钠离子和全钒液流4种储能方式，成为目前业内技术路线最多的储能电站。”蓬莱发电总经理李智华告诉记者。 飞轮调频反应速度快，可达毫秒级；磷酸铁锂电池技术成熟(chéngshú)、能量密度高；钠离子电池低(dī)温性能好、安全性较高；全钒液流电池可深度放电(fàngdiàn)而自身损害较低，寿命可长达10～20年。 该项目是国家能源局及国家级新型储能试点示范项目、国家能源集团科技项目，需要国能(guónéng)(guónéng)信控技术股份有限公司（下称“国能信控”）做好协同控制关键技术，让各种储能方式都(dōu)发挥各自优势。 “项目设计实现4种多技术协同作战，目的是能弥补单一储能技术能量密度和寿命的不足(bùzú)，扬长避短，全面覆盖短时(duǎnshí)调频、中(zhōng)长时调峰等多种需求场景。”蓬莱发电副总经理李跃林介绍，“我们这个项目，就是要在实际运转中积累经验，为同行(tóngháng)做出示范。” 试运行两个月，4种储能方式协同的优势得到了充分(chōngfèn)验证。 飞轮调频可以(kěyǐ)在收到调度指令信号后100毫秒以内达到满功率充电或放电(fàngdiàn)状态。据蓬莱发电电气专工孔令勃介绍，他们采用了(le)全球单体最大的(de)磁悬浮飞轮装置，能(néng)辅助蓬莱电厂燃煤机组快速、准确跟随调频指令，有效提升机组的综合调频性能，释放火电机组自身发电能力，提升设备可靠性。 2024年11月，4MW级磁悬浮飞轮入选国家能源(néngyuán)局第四批(dìsìpī)首台（套）重大技术装备名录。 国能信控项目工程师(gōngchéngshī)翟飞飞介绍，项目使用新一代(xīnyídài)磷酸铁锂电芯，比前一代更节能、装配简化程度更高、施工量更少。“公司在(zài)江苏有专业的储能生产基地，组装集成后运送到这里，接线(jiēxiàn)后就能使用，比在现场集成效率更高、质量更稳定。” “我国全钒(quánfán)液流(yèliú)电池(diànchí)储能技术水平(jìshùshuǐpíng)处于国际领先地位，但受到成本制约，目前尚未大规模产业化。”据国能信控副总经理张传升介绍，国能信控和北京低碳清洁能源研究院合作研发的(de)液流电池系统设备，首次应用了国家能源集团自主研制的大功率电堆，能量效率大幅提升(tíshēng)。“相信随着全钒液流电池的广泛应用，成本能更快地降下来，推动全钒液流电池储能技术产业化进程。” 钠离子因技术壁垒和(hé)商业化进程较慢，国内应用并不多。蓬莱复合储能(chǔnéng)电站的钠离子电池使用了一组电池，用于提高储能电站的安全性。 截至目前，蓬莱复合储能项(xiàng)目已经获得20项发明专利(fāmíngzhuānlì)，实用新型专利受理4项，软件著作权登记3项，论文发表7篇，其中5篇发表在核心(héxīn)期刊。 本刊记者 孙庭阳I摄(shè) 国能集团(jítuán)蓬莱复合储能电站工作人员监控设备运行 充放电次数越(yuè)多，电站效益越好 科研项目产业化落地的另一个关键是(shì)，如何为客户创造价值(jiàzhí)，使储能项目“建得好、用得好、管得好”。在蓬莱复合(fùhé)储能电站设计之初，这个问题就被充分考虑。 “实现电价(diànjià)低谷时充电，电价高峰时放电，为电网‘削峰填谷’稳定运行贡献力量的同时，获得经济效益。”张传升(zhāngchuánshēng)解读储能电站(diànzhàn)的盈利模式。 据蓬莱发电设备管理部副主任李松涛介绍，今年“五一”期间，山东省午间时段的上网电价是-0.08元/度，晚间用电高峰时电价约0.6元/度，能(néng)利用好这个时段才能(cáinéng)让储能电站实现(shíxiàn)效益最大化。 国能信控新能源业务中心总经理张毅博告诉本刊(běnkān)记者，作为电厂智能化解决方案的提供商，多年的经验让他们对电厂经营模式理解(lǐjiě)得更深(gēngshēn)，在搭建涉及交易决策的协同调度系统时，作出了合理决策。 据张毅博介绍，调度系统(xìtǒng)包含能量调控与交易决策两大模块，以山东电力市场交易规则为前置条件，以复合储能系统的综合能效(néngxiào)最优化以及(yǐjí)保障运行(yùnxíng)安全可靠为目标，综合考虑锂电池(diànchí)、钠电池、液流电池的寿命、健康度、荷电状态、运行成本等，在(zài)各种电池间合理分配功率。当然，还要参考市场预测信息，以经济效益最优为目标，寻找充放电计划的最优解，实现多形式复合储能优势互补和高水平运营。 “这样，才能达到既保障电厂收益又主动支撑电网安全稳定运行的效果(xiàoguǒ)。”李松涛说(shuō)。 项目每年充放电(chōngfàngdiàn)次数(cìshù)越多，电站的经济效益会越好。据悉，项目转入商业运营后，储能电站可实现每天约9万元的盈利。 为了对储能(chǔnéng)电站(diànzhàn)多形式储能系统进行全面的(de)、深入的综合管控(guǎnkòng)，蓬莱复合储能电站还配置了一套储能综合运维管控平台(píngtái)，能够从电池运行机理方面对热失控等故障提供及时、准确的早期预警信息，以帮助管理人员及时采取措施，预防事故发生。平台预警诊断准确率大于95％，运维成本降低20%，真正实现了降本增效。 有了储能电站，机组响应速度(xiǎngyìngsùdù)和调节能力都会提高。项目提升了机组支撑(zhīchēng)电网安全稳定运行的(de)能力，还能通过现货交易、容量补偿和辅助服务等提升相关收益。”李智华说，“健全(jiànquán)储能收益机制，是引导产业健康发展的必要条件。”