蓬莱电厂用上四种“充电宝”

本刊记者(jìzhě) 孙庭阳 | 山东报道 6月12日，国家能源集团山东蓬莱公司(gōngsī)10.1 万千瓦(wànqiānwǎ)/20.5万千瓦时（功率 10.1 万千瓦，容量20.5 万千瓦时）复合储能(chǔnéng)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。 蓬莱复合储能(chǔnéng)电站是国内首个集成4种新型储能技术的复合型智慧储能示范项目，要协同发挥(fāhuī)4种储能技术最大效力，为储能行业做出(zuòchū)示范。 约(yuē)3个月前，蓬莱复合储能电站一次并网成功。从那时起(cóngnàshíqǐ)，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(chǔnéng)电站立项之初，目的是消纳山东新能源电力波动。现在看来，恰好契合(qìhé)了电力市场发展态势。”国家能源蓬莱发电有限公司（下称“蓬莱发电”）副总经理王军海(wángjūnhǎi)介绍。 作为排名靠前的经济(jīngjì)大省，山东省(shāndōngshěng)的电力供应端和用户端有着“甜蜜的烦恼”。2024年10月，山东省新能源(xīnnéngyuán)发电装机规模历史性超过(chāoguò)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(suíjīxìng)、波动性、间歇性的特点，出力与电网负荷需求难以实时匹配。 例如，光伏发电机组在午间(wǔjiān)阳光充足(yángguāngchōngzú)时，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(fēngsù)大小和稳定性有直接关系。 电网需要实时电量平衡，山东省(shāndōngshěng)内现有机组运行调整能力已(yǐ)发挥至极致，但仍有时段性弃电情况发生(fāshēng)，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(jiějué)这类问题，国家发展(fāzhǎn)改革委和国家能源局在《“十四五”新型储能(chǔnéng)发展实施方案》里明确，积极支持各类主体开展共享(gòngxiǎng)储能、云储能等创新商业模式的应用示范。这些储能设施，被人们形象的称为大型“充电宝”。 结合地区电力系统的调节需求和国家能源集团的发展规划，作为储能(chǔnéng)应用(yìngyòng)先行军的山东与国家能源集团协作(xiézuò)，蓬莱复合储能电站项目建设启动。 多技术路线(lùxiàn)的产业实践 “与部分电站(diànzhàn)最(zuì)多两三种储能方式不同，蓬莱复合储能电站肩负着科研项目产业化落地的重任，创新性融合了飞轮、磷酸铁锂、钠离子和全钒(fán)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(fādiàn)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(tiě)锂电池(diànchí)技术成熟、能量密度高；钠离子电池低温(dīwēn)性能好、安全性较高；全钒液流电池可深度放电而自身损害较低，寿命可长达10～20年。 该项目是(shì)国家(guójiā)能源局及国家级新型储能(chǔnéng)试点示范项目、国家能源集团科技项目，需要国能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，让各种储能方式都发挥各自优势。 “项目(xiàngmù)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，全面覆盖短时调频、中长时调峰等多种需求场景。”蓬莱发电副总经理李跃林介绍(jièshào)，“我们这个项目，就是要(yào)在实际运转中积累经验，为同行做出示范。” 试运行两个(liǎnggè)月，4种储能方式协同的优势得到了充分验证。 飞轮调频可以在收到调度指令信号后100毫秒以内达到满(mǎn)功率(gōnglǜ)充电(chōngdiàn)或放电(fàngdiàn)状态。据蓬莱发电电气专工孔令勃介绍，他们采用了全球单体最大的磁悬浮飞轮装置，能辅助蓬莱电厂燃煤机组快速、准确跟随调频指令，有效提升(tíshēng)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(yuè)，4MW级磁悬浮飞轮入选国家能源局第四批首台（套）重大(zhòngdà)技术装备名录。 国能信控项目工程师翟飞飞介绍，项目使用新一代磷酸铁锂电芯，比前(bǐqián)一代更节能、装配(zhuāngpèi)简化程度更高、施工量更少。“公司(gōngsī)在江苏有(yǒu)专业的储能生产基地，组装集成后运送到这里，接线后就能使用，比在现场集成效率更高、质量更稳定。” “我国全钒液流电池储能技术水平处于国际领先地位，但受到成本(chéngběn)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(hé)北京低碳(dītàn)清洁能源(néngyuán)研究院合作研发的液流电池系统设备，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(dàfú)提升。“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(jìnchéng)。” 钠离子因技术壁垒(jìshùbìlěi)和商业化进程较慢，国内应用并不多。蓬莱复合(fùhé)储能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，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(piān)，其中5篇发表在核心期刊。 本刊(běnkān)记者 孙庭阳I摄 国能集团蓬莱复合储能电站工作人员监控设备(shèbèi)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，如何为客户创造价值，使储能项目“建得好(hǎo)、用得好、管得(guǎndé)好”。在蓬莱(pénglái)复合储能电站设计之初，这个问题就被充分考虑。 “实现电价低谷时(shí)充电，电价高峰(gāofēng)时放电，为电网‘削峰填谷’稳定运行贡献力量(gòngxiànlìliàng)的同时，获得经济效益。”张传升解读储能电站的盈利模式。 据蓬莱发电设备管理部副主任(zhǔrèn)李松涛(sōngtāo)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(gāofēng)时电价约0.6元/度，能利用好这个时段才能让储能电站实现效益最大化。 国能信控新能源业务(yèwù)中心总经理(zǒngjīnglǐ)张毅博告诉本刊记者，作为电厂智能化解决方案的提供商，多年的经验让他们对(duì)电厂经营模式理解得更深，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(de)综合(zōnghé)能效最优化以及(yǐjí)保障运行(yùnxíng)安全可靠为目标，综合考虑锂电池、钠电池、液流电池的寿命、健康度、荷电状态、运行成本等，在各种电池间合理分配功率。当然，还要参考市场预测信息(xìnxī)，以经济效益最优为目标，寻找充放电(chōngfàngdiàn)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(diànchǎng)收益又主动支撑(zhīchēng)电网安全稳定运行的效果。”李松涛说。 项目每年充放电次数越多，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(měitiān)约(yuē)9万元的盈利。 为了(le)对储能(chǔnéng)电站多形式储能系统进行全面的、深入的综合管控，蓬莱复合储能电站还配置了一套储能综合运维(yùnwéi)管控平台，能够从电池运行机理方面对热失控等故障提供及时(jíshí)、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(zhēnzhèng)实现了降本增效。 有(yǒu)了储能电站，机组响应速度(xiǎngyìngsùdù)和调节能力都(dōu)会提高。项目提升了机组支撑电网安全稳定运行的能力，还能通过现货交易、容量(róngliàng)补偿和辅助服务等提升相关收益。”李智华说，“健全储能收益机制，是引导产业健康发展的必要条件。”