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(guójiā)能源集团山东蓬莱公司10.1 万千瓦/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)电站项目(xiàngmù)（下称“蓬莱复合储能电站”）通过验收(yànshōu)。建设者欢呼雀跃。 蓬莱复合储能电站是国内首个集成4种(zhǒng)新型(xīnxíng)储能技术的复合型智慧储能示范项目，要(yào)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，蓬莱复合储能电站(diànzhàn)一次并网成功。从那时起，该项目开始(kāishǐ)试运行，如今终于正式商用。 近期，本刊记者一行走进蓬莱复合储能电站，了解这(zhè)一项目的(mùdì)最新进展。 国能集团蓬莱复合储能(chǔnéng)电站 “储能电站立项之初，目的(mùdì)是消纳山东新能源电力波动。现在(xiànzài)看来，恰好契合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(fùzǒngjīnglǐ)王军海介绍。 作为排名靠前(qián)的经济大省，山东省的电力供应(diànlìgōngyìng)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、波动性、间歇性的特点，出力与电网负荷需求难以(nányǐ)实时匹配。 例如，光伏发电机组在午间阳光充足时，发电量高，此时恰逢用电低谷。晚间，光伏发电到(dào)(dào)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。 电网需要(xūyào)实时电量平衡，山东省内现有机组运行调整能力已发挥至极致，但仍(réng)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。 为解决这类问题，国家(guójiā)发展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(jījízhīchí)各类主体开展共享储能、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(dàxíng)“充电宝”。 结合地区电力系统的调节需求(xūqiú)和国家能源集团的发展规划，作为储能应用先行军的山东(shāndōng)与国家能源集团协作，蓬莱复合储能电站项目建设启动(qǐdòng)。 多技术路线的产业实践(shíjiàn) “与部分电站最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(kēyánxiàngmù)产业化落地的重任，创新性融合了飞轮、磷酸铁锂(tiělǐ)、钠离子和(hé)全(quán)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(kě)达毫秒级；磷酸铁锂电池技术成熟、能量密度高；钠离子电池低温性能好、安全性较(jiào)高；全钒液流电池可深度放电而自身损害较低，寿命(shòumìng)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(guānjiànjìshù)，让各种储能方式都发挥各自优势。 “项目设计实现4种多技术(jìshù)协同作战，目的是能弥补单一储能技术能量密度和(hé)寿命的不足，扬长避短，全面(quánmiàn)覆盖短时调频、中长时调峰等多种(duōzhǒng)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，为同行做出示范。” 试运行两个月，4种储能(chǔnéng)方式协同的优势得到了充分验证。 飞轮调频可以在收到(shōudào)调度指令信号后100毫秒以内达到满功率充电或放电状态。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(cíxuánfú)飞轮装置，能辅助蓬莱电厂燃煤机组(jīzǔ)快速、准确跟随(gēnsuí)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(shèbèi)可靠性。 2024年11月，4MW级磁悬浮飞轮入选国家(guójiā)能源局(jú)第四批首台（套）重大技术装备名录。 国能信控项目工程师翟飞飞介绍，项目使用新一代(yídài)磷酸铁(tiě)锂电芯，比(bǐ)前一代更节能、装配简化程度更高(gènggāo)、施工量更少。“公司在江苏有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(wǒguó)全钒液流电池(diànchí)储能(chǔnéng)技术水平处于国际(guójì)领先地位，但受到(shòudào)成本制约，目前(mùqián)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。“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商业化进程较慢，国内应用并不多。蓬莱复合储能电站的钠离子电池(diànchí)使用了一组(yīzǔ)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(fābiǎo)7篇，其中(qízhōng)5篇发表在核心期刊。 本刊记者 孙庭阳(sūntíngyáng)I摄 国(guó)能集团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，如何为客户创造价值，使储能项目“建得(dé)好、用得好、管得(guǎndé)好”。在蓬莱复合储能电站设计(shèjì)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(fàngdiàn)，为电网‘削峰填谷’稳定运行贡献力量的同时，获得经济效益。”张传升解读储能电站的盈利模式。 据蓬莱发电设备管理部副主任李松涛介绍，今年(jīnnián)“五一”期间，山东省(shāndōngshěng)午间时段(shíduàn)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中心总经理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(tāmen)对电厂经营(jīngyíng)模式理解得更深，在搭建涉及交易决策(juécè)的协同调度系统时，作出了合理决策。 据(jù)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(chǔnéng)系统的综合能效最优化以及保障运行安全可靠为目标，综合考虑锂电池、钠电池、液流(yèliú)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，以经济效益最优为目标，寻找充放电(chōngfàngdiàn)计划的最优解(jiě)，实现多形式复合储能优势互补(yōushìhùbǔ)和高水平运营。 “这样(zhèyàng)，才能达到(dádào)既保障电厂收益又主动支撑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(shāngyè)运营后，储能电站可实现(shíxiàn)每天约9万元的盈利。 为了对储能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(fùhé)储能电站还配置了一套储能综合运维管控平台，能够从电池运行机理方面对热失控等故障提供及时、准确的早期预警信息，以(yǐ)帮助管理人员及时采取措施，预防(yùfáng)事故(shìgù)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。 有了储能(chǔnéng)电站，机组响应速度和调节能力都会提高。项目提升了机组支撑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(xiāngguān)收益(shōuyì)。”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。”