《规模化分布式电化学储能电站多目标应用关键技术及工程示范》
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中图分类: | TM619 |
完成/联系人 | 李文启 李相俊 王骅 刘韶林 陈来军 高东学 田刚领 李朝晖 惠东 张景超 饶宇飞 宋宁希 李程昊 白雪杰 贾学翠 |
来源省份: | 河南 成果说明 ➫ |
完成单位: | 国网河南省电力公司电力科学研究院 中国电力科学研究院有限公司 清华大学 平高集团有限公司 国网河南省电力公司 |
所属部门: | 河南省电力公司 |
科研日期: | 2019 |
研究行业: | 电力生产 |
研究主题: | 电化学储能电站,新能源发电,直流输电工程, |
联系地址: | 河南省郑州市二七区嵩山南路85号 |
传媒
该项目属于储能技术学科,涉及储能技术、电气工程、新能源发电多学科交叉。
能源清洁化转型是世界各国能源战略的重要方向,中国提出了构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统的核心目标。为了实现能源资源大范围优化配置和清洁能源替代,中国大力发展特高压输电和新能源发电技术。但是,大容量特高压直流输电工程的不断建成投产和具有强随机波动性的新能源发电并网容量逐步增加,导致电网可调电源占比显著下降,电网应对紧急故障的稳定控制手段相对不足,弃风弃光压力增大。
电化学储能具有能量密度大、动态支撑能力强、响应速度快等优势,能够为电网提供优质可调资源,其规模化应用是破解中国特高压交直流混联电网运行安全性和灵活性及新能源消纳等难题的有效手段。
国内外现有研究多以单个变流器或储能电站的单一功能展开,无法有效发挥电化学储能全方位技术优势,成为限制其规模化应用的主要瓶颈。该项目从分布式电化学储能在电网侧多点布局、规模化聚合及智能化运行需求出发,研究和解决了选址定容、电站设计、系统集成、协同调度和多目标控制等关键技术问题,实现了百兆瓦级工程应用。
主要技术创新为:
1、提出了支撑电化学储能电站运行控制、能量管理和系统集成的核心方法和技术,为电化学储能电站在电网中高效应用奠定了基础。优化了电化学储能电站的能量管理策略,实现了大规模分布式储能电站的储能电站的单元式接入,平均缩短工程建设时间3个月。
2、提出了规模化分布式电化学储能电站选址定容与集群多目标控制方法,通过“分散布局,聚合控制”,解决了电化学储能电站群在电网中应用的关键技术难题。实现了分布式电化学储能电站辅助调峰、调频、调压,丰富紧急控制手段,及提升新能源消纳和特高压直流输电能力的多目标、多时间尺度优化运行。
3、建立了分布式电化学储能电站在电网中应用的完整技术体系,设计了就地自治与广域协同的分层监控架构,研制成功世界首套集群式电化学储能电站调度控制系统,建成了世界首个百兆瓦级分布式电化学储能电站示范工程,开创了电化学储能电站在电网中规模化应用的新局面。
项目建成了总容量100.8兆瓦/125.8兆瓦时的16个分布式电化学储能电站,实现了200ms内的快速功率支撑。提升华中-华北联网系统稳定运行极限100兆瓦,提高哈密-郑州特高压直流输电能力60兆瓦;提升了兰考等地区扶贫光伏消纳能力,保障了国家战略实施。
项目成果经黄其励院士鉴定,整体达到国际领先水平。项目成果支撑了电化学储能运行控制相关6项行业标准编制,引领了行业发展;在河北、湖南、福建等多个储能电站工程项目及多家储能产业链单位的推广应用,促进了河南平高集团等电力制造企业的转型升级以及江苏中天科技等国内多家电池储能企业的产品研发,推动了电化学储能及相关产业的健康发展。项目近三年新增直接经济效益5.83亿元,间接经济效益超20亿元。
项目获得发明专利授权12项,颁布国家标准1项,获得软件著作权5项,发表论文8篇,其中SCI论文2篇,出版专著1部。
成果说明
(1)电化学储能电站设计与集成方法。平高集团应用项目开发的储能变流器控制技术,简化了变流器系统控制算法,提高了变流器的稳定性和快速响应能力,在6个工程项目中应用。 平高集团有限公司、沧州万控电气设备有限公司储能集成技术,平高集团完成集装箱式锂离子电池储能系统项目1个,沧州万控电气设备有限公司建设,累计完成工程项目16个。 (2)电化学储能电站多目标控制技术。北京海博思创科技有限公司利用项目开发的电化学储能综合考虑调频、调峰、调压的多目标控制技术,累计完成工程项目12个。 (3)分布式电化学储能电站的
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