汝會通--《電化學(xué)獨(dú)立儲能電站安全思考》

發(fā)布日期:2022-08-22

核心提示:8月22-24日,由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦,上海賀勵展覽
 8月22-24日,由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦,上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會,簡稱:金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設(shè)置“論壇峰會+展示臺展示”,既有企業(yè)細(xì)致入微的分析,也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設(shè)想與方案,助力落實(shí)國家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求,積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。

中國三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司山東分公司 副總經(jīng)理 汝會通出席論壇并發(fā)表主題演講——《電化學(xué)獨(dú)立儲能電站安全思考》 。

 

以下為演講實(shí)錄:

汝會通:謝謝大家參與這個會議,講個笑話活躍一下氣氛。爸爸給兒子講故事,說:從前有一個青蛙,兒子說,我想聽科幻的。爸爸說,從前在太空里有一個青蛙。兒子說,有沒有限制級的?爸爸說,別讓你媽媽聽見,從前有一只沒有穿衣服的青蛙。笑話有點(diǎn)冷,外面很熱,正好中和一下,開始我們的講解。

    我今天主要以我們?nèi)龒{能源的慶云儲能電站為例,給大家介紹一下獨(dú)立儲能電站,尤其是電化學(xué)儲能電站安全方面的思考。

    三峽慶云三峽慶云儲能電站位于山東省德州市慶云縣,是山東省首批儲能示范項(xiàng)目之一,項(xiàng)目一期100兆瓦/200兆瓦時項(xiàng)目已于去年年底投產(chǎn)發(fā)電,總投資約4億元。二期200兆瓦/400兆瓦時也已列入山東省第二批儲能示范項(xiàng)目名錄。建成后300兆瓦/600兆瓦時獨(dú)立電站,將成為國內(nèi)目前規(guī)模最大的電網(wǎng)側(cè)共享儲能電站。

    項(xiàng)目的建設(shè)從2021年5月份備案,10月份開工建設(shè),大家都知道去年整個北方雨水很多,10月份基本沒怎么干活,真正開始干就是11月份,到年底就建成并網(wǎng),速度還是很快。

    獨(dú)立儲能電站的規(guī)模構(gòu)成基本上跟剛才幾位專家講的差不多,主要是3S系統(tǒng),BMS、PCS、EMS,這是主要的系統(tǒng)。還有一些輔助支撐系統(tǒng),再加上匯流升壓系統(tǒng),主要由這幾部分組成。

    項(xiàng)目今年1月27日正式投運(yùn),在春節(jié)期間參與了山東省削峰填谷春節(jié)期間保供的任務(wù),基本做到每日一充一放,充放電的深度是0-100%,我們用的是寧德時代的電池,跟我們系統(tǒng)控制還是非常好及可以做到100%的充電。整個運(yùn)行以來,整個綜合運(yùn)行效率是86.12%,在山東省首批5個獨(dú)立儲能電站里面,我們的數(shù)據(jù)還是比較好看的。

    我們這個項(xiàng)目作為山東省“源、網(wǎng)、荷、儲”智能友好互動系統(tǒng)的重要資源,在電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰這方面,發(fā)揮了重要作用。調(diào)頻和黑啟動都是我們電站本身可以實(shí)現(xiàn)的,但是在山東省不需要,我們目前只實(shí)現(xiàn)了調(diào)峰的作用,也可以做到毫秒級的快速響應(yīng)。

    為什么在慶云縣建這個儲能電站呢?因?yàn)閼c云的電網(wǎng)構(gòu)架特別有意思,它基本上沒有火電,基本全部是新能源,新能源的裝機(jī)發(fā)電量已經(jīng)超過了它縣域的全社會社會用電量。所以說,它特別缺這么一個儲能的電站作為一個中間的轉(zhuǎn)換。

    我們這個電站建成之后,它就可以對外宣稱說“建成了,山東省第一個全縣域純綠色電網(wǎng)的一個體系”。我們這個“故事”講出來之后,也得到了上上下下各方面的高度認(rèn)可。

    我們這個項(xiàng)目的特點(diǎn)有幾點(diǎn)。

    第一,采用了液冷儲能熱管理技術(shù)。

    現(xiàn)在來講,已經(jīng)是基本上成為一種標(biāo)配,前幾年大家還有一些采用風(fēng)冷的技術(shù)。

    第二,采用非步入式全球最先進(jìn)的1500V液冷集成方案。

    非步入式的也就是把集裝箱大門開開以后,人不進(jìn)去,最早的設(shè)計方案是集裝箱開開之后,里面留一個檢修通道,人還要進(jìn)去,現(xiàn)在電池是背靠背地布置,人所有的巡檢都在外部進(jìn)行,一是提高了電能密度,再一個確實(shí)是安全各方面都得到了保證。整個利用效率還是比較高的。

    第三,采用全氟己酮作為滅火劑。

    傳統(tǒng)意義上,大家都知道儲能電站,包括電池間都采用七氟丙烷的比較多,全氟己酮這個技術(shù)應(yīng)用以后,大家普遍采用這些東西,它的滅火性比較好,環(huán)境友好型突出。

    儲能電站還有幾個特點(diǎn),我個人總結(jié)出來的。

    第一,建設(shè)周期短。兩到三個月就形成產(chǎn)能,剛才大家看我們電站建設(shè)的橫道圖,也就是這么一個時間。

    第二,模塊化、單元化設(shè)計。在發(fā)生熱失控的時候,可以將損失限制在單個單元。

    第三,工廠化/作業(yè)。電池集裝箱、PCS集裝箱全部都是在工廠里面安裝完成,現(xiàn)場僅僅是做一些基礎(chǔ),還有就是吊裝,簡單的插接線,施工效率、施工質(zhì)量、安全性都得到了很大保證。

    第四,系統(tǒng)集成性高,數(shù)字化程度高。電化學(xué)儲能電站發(fā)電是以化學(xué)反應(yīng)的形式展現(xiàn)的,不像傳統(tǒng)發(fā)電有機(jī)械傳動部分,所以它不直觀,基本上都是以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn),這就是整個電站的特點(diǎn)。

    運(yùn)行情況,我們作為第一批獨(dú)立儲能示范項(xiàng)目,電站今年3月份就開始進(jìn)入現(xiàn)貨市場,這個也是全國首批。

    我們參與現(xiàn)貨市場主要的操作模式,上午有老師已經(jīng)講過了。我們在前一天12點(diǎn)之前通過山東省電力交易平臺申報第二天的96點(diǎn)自調(diào)度曲線,在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行和新能源優(yōu)先消納的條件下優(yōu)先出清,并接受現(xiàn)貨市場價格。

    大家可能對現(xiàn)貨市場不是很清楚,簡單講講為什么現(xiàn)貨對儲能非常重要呢?也就是說在今年春節(jié)期間,我們參與的是“調(diào)峰”活動,但是那個時候我們充電執(zhí)行的是工商業(yè)的價格,這個價格很貴,電價組成包括本身的現(xiàn)貨價加各種稅費(fèi),還有容量補(bǔ)償,這樣加下來,一度電電價最便宜在3毛錢,貴的時候就更貴了,有時候5毛多充的,可能6毛多放電,基本上你算不過賬,進(jìn)入現(xiàn)貨之后,現(xiàn)在輸配電價也不收了,就是市場里的價格。山東現(xiàn)貨市場價格是負(fù)8分到1塊3毛3之間,根據(jù)現(xiàn)場的情況來(當(dāng)日的負(fù)荷情況)。這樣算下來之后,每天充放電之間的價差會得到一個比較好的保證。

    電站目前主要收益來自三個方面:

    (1)現(xiàn)貨市場博價差。這個風(fēng)險還是比較大,需要一個專業(yè)的團(tuán)隊做支撐,甚至還需要一些輔助的系統(tǒng),像上午融和元儲的領(lǐng)導(dǎo)講的他那套系統(tǒng)還是比較好的,可以給我們提供很好的充電時段和放電時段的選擇,我們現(xiàn)在的電站是自調(diào)度模式,我們每天充電時間和放電時間是我們自己選擇。

    (2)容量市場獲補(bǔ)償。容量電價在山東省用戶側(cè)用電,每用一度電要交9分9厘1的容量電價,收上來的錢由電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)配,只要你參與了這個容量市場,都會得到一定的補(bǔ)償。獨(dú)立儲能電站目前在這方面還可以得到一些補(bǔ)償,最初3月份的時候,系數(shù)是1,整個還是比較好,到后來就不停地調(diào)整,其中有的時候系數(shù)就變成二十四分之二,你儲能提供的服務(wù)是兩個小時的,那就是你在24小時里面,2除以24,就變成十二分之一了,這個就很少了。現(xiàn)在獨(dú)立儲能電站又把充電的時段也算進(jìn)去了,也就變成六分之一,這塊受政策的影響性很大。

    (3)租賃市場賺租金。目前市場的活躍度有待提高,主要的原因雖然是有政府強(qiáng)配的政策要求,但是以前批的一些電站,該配的也都配了,今年整個新能源的市場又不是很活躍,上半年基本就沒怎么開工,等下半年新能源市場統(tǒng)一開起來之后,我個人的判斷,租賃市場還是可以做的。因?yàn)閺默F(xiàn)在我們算帳來看,如果沒有租賃市場,整個獨(dú)立儲能沒法做,必須要靠租賃把這個成本壓下來。租賃的價格基本上就是330萬10兆瓦,10萬的一年就3300萬,在我整個收入里面占到一半以上,這塊還是非常大的。如果說沒有這個東西,整個獨(dú)立儲能電站是巨虧的。

    談?wù)劙踩芾?,我們電站到現(xiàn)在執(zhí)行的還是輪班倒休的,24小時值守的模式,人工監(jiān)測和計算機(jī)監(jiān)測相結(jié)合的方式。遠(yuǎn)期我們看看能不能再上一些手段,對于一些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析,找出它的規(guī)律,看能不能做到“少人值班”,現(xiàn)在還是不行。從我看到的時間段,現(xiàn)場還必須有人。為什么是24小時?因?yàn)橛袝r候要晚上充電。

    在自調(diào)度的模式下,電站的運(yùn)行組織框架應(yīng)做到前方、后方聯(lián)動,集控中心統(tǒng)一調(diào)度,前方運(yùn)行人員負(fù)責(zé)執(zhí)行落實(shí),后方營銷人員提供充放電策略?,F(xiàn)場團(tuán)隊僅僅是參與現(xiàn)場管理,不再是運(yùn)維核心。這和其他的新能源電站有很大的區(qū)別。

    對現(xiàn)場運(yùn)行人員提出了很高要求,首先它要熟悉整個系統(tǒng)設(shè)計,要了解我這個模塊化、單元化的設(shè)計特點(diǎn),要了解器件選型的安全管理思路,熟練掌握消防方案市、保護(hù)與失效對策,知曉通訊系統(tǒng)設(shè)計原理。還要熟悉材料特點(diǎn);還要熟悉儲能規(guī)范。

    最主要的是要加強(qiáng)溫度的監(jiān)測,目前電站的安全從設(shè)計到整個運(yùn)行,都是以溫度控制作為要點(diǎn)。

    還要加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析,從現(xiàn)在這個情況來看,數(shù)據(jù)分析這塊還需要做大量的工作,100兆瓦的電站它的數(shù)據(jù)量就達(dá)到70萬多組數(shù)據(jù),這么多的數(shù)據(jù)你要靠人工去監(jiān)測,基本做不到,靠系統(tǒng)的自動報警,它目前由于這個電站還是初期,它規(guī)律性還沒怎么找出來。

    這是我們自己運(yùn)行以來,對一些故障的分析,基本上還處在一個控制系統(tǒng)的階段,也就是多個系統(tǒng)之間的融合有待加強(qiáng)。

    最后談幾點(diǎn)思考,第一,電池?zé)崾Э厝匀皇菓以陬^頂上的達(dá)摩克利斯劍。

    這里面有幾點(diǎn):

    (1)電池?zé)崾Э卦缙诒O(jiān)測技術(shù)缺乏,現(xiàn)有規(guī)范沒有提及。電化學(xué)反應(yīng)是不可逆的,不像一些物理反應(yīng)可以進(jìn)行物理阻斷、物理隔絕。

    (2)電池管理技術(shù)存在盲區(qū)。

    (3)電池火災(zāi)控火、滅火技術(shù)仍需要攻關(guān)?,F(xiàn)有的消防系統(tǒng)并不能阻止電池火災(zāi)復(fù)燃爆炸,氣體等化學(xué)滅火劑不能抑制電池復(fù)燃。現(xiàn)有的火災(zāi)報警系統(tǒng)是基于熱失控已經(jīng)發(fā)生。這是非常重要的,山東省目前正在做的一個規(guī)范,熱失控已經(jīng)發(fā)生了怎么辦?就是把電池包弄出來,然后在旁邊建個水池。前兩天我跟一個專家交流的時候,他也有這種思路,但是這種思路能不能實(shí)現(xiàn)?有待于現(xiàn)場大家進(jìn)一步的努力。

    謝謝大家!


 
 
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