陈满:储能技术在新型电力系统中的应用与展望
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陈满:储能技术在新型电力系统中的应用与展望
发布日期:2025-04-13 07:24    点击次数:132

  4月7日至9日,由南方电网公司承办的2025年国际特大电网运营商组织理事会年会及储能工作坊会议在深圳召开。7号上午,全国电力储能标准化技术委员会委员,南方电网公司战略级技术专家,南网储能(600995)公司储能科研院党支部书记、副院长陈满参加会议。会上,他分享了储能技术在新型电力系统中的应用及南方电网公司的相关实践。

  新型电力系统面临的挑战

  面向双碳目标,我国风电与光伏装机容量快速增加,预计到2030年,新能源装机容量在电网中占比48%,到2060年碳中和时将达到78%。高比例新能源成为新型电力系统的关键特征。

  新能源具有随机性、波动性、间歇性特点,大规模并网后系统呈现高度电力电子化特征,因此高比例新能源并网对电网的稳定运行带来了挑战。图示云南风电场1小时内出力波动高达38%,广东海上风电反调峰天数超过200多天,也曾出现连续7天出力不超20%的情况,光伏在每天运行中也有反调峰特性,而曾经在南方极端气候条件下,新能源无法出力,而国外也曾发生过高比例新能源电网大停电事故,因此,如何确保电力供应平衡,保证可靠供电已成为新型电力系统中的难题。

  储能技术在电力系统中的作用

  针对新型电力系统面临的挑战,长时储能、中短时长储能、短时高频储能在不同应用场景中将发挥重要作用

  在小时间级应用场景中,针对局部电网尖峰负荷带来的困难,可发挥调峰作用,延缓输变电投资;针对新能源富集区域网络受限,可发挥缓解阻塞,增加新能源消纳的作用。

  针对台风、寒潮等极端气候对电力系统的影响,储能可作为保底电源,提升系统供电可靠性。去年在台风重创海南电网时候,储能在个别区域发挥了重要的应急救援作用。

  在分钟级应用场景中,可发挥平抑新能源波动、二次调频、快速爬坡、调压等快速调节作用;在秒级/毫秒级应用场景中,主要发挥一次调频、紧急功率支撑等稳定支撑作用。

  南方电网储能创新实践

  为了构建新型电力系统,南方电网公司高度重视储能技术的研究及应用工作。

  自2016年以来,跨内部单位协同,南方电网公司组建新型储能技术方向重大科研团队,覆盖新型储能装备、运维及调度运营等方向,持续攻关新型储能重大技术难题。

  公司注重抽水蓄能的创新发展,引入法国、德国设备,建成国内首座大型抽水蓄能电站(广蓄),已可靠运行30余年。30多年来,无论是与国外合作开发或者推动新技术应用都取得多项突破及重要创新成果,荣获多项高水平奖励,包括国家科技进步二等奖、菲迪克奖、鲁班奖、优质工程奖等,公司在2021年完成了海水抽水蓄能及可变速抽水蓄能的可行性研究,当前正在推进300MW级、400MW级可变速抽水蓄能机组的建设研发。

  南方电网公司自2009年来,在大容量电池储能技术及应用方面持续开展创新探索,主要围绕电池本体、能量转换、电站运维、电池安全、调控管理等方面展开技术研究。

  围绕相关技术难点,化学储能方向,公司重点布局锂离子电池储能、钠离子电池储能、液流电池储能、液态金属电池储能、氢储能方向相关研究。物理储能方向,公司重点布局压缩空气储能、重力储能、飞轮储能相关研究。

  南方电网依托高水平科研与应用示范,积极参与新型储能标委会筹建与各类型标准制定。

  01

  联合IEC国际标准促进中心,成立“机械储能系统”国际标准化组织(ISO)技术委员会,填补该领域国际标准化组织的空白,提升我国在新型储能领域的国际影响力;

  02

  南方电网主持和参与编制电化学储能国际标准4项、国家标准32项。

  03

  主持编制储能领域首个国家标准《电化学储能电站设计标准》,奠定我国大容量电池储能电站设计基础。

  南方电网2021年成立新型电力系统储能技术标准工作组,完成《新型电力系统储能技术标准专业体系表》编制,策划编制新型电力系统储能技术标准31项。

  南网储能公司是南方电网公司旗下唯一的抽水蓄能和电网侧独立储能专业化子公司,是国内储能行业上市龙头公司,主要业务为抽水蓄能、调峰水电和电网侧独立储能的开发、投资、建设和运营。公司在运机组总装机容量1296.42万千瓦,其中抽水蓄能1028万千瓦、新型储能65.42万千瓦(含调试)、调峰水电203万千瓦。

  公司目前投运7座抽水蓄能电站,总规模1028万千瓦;在建电站9座,总装机容量1080万千瓦。

  这是国内首个大型抽水蓄能电站-广州蓄能水电厂,装机容量240万千瓦,是当时世界装机容量最大的电站。

  这是惠州抽水蓄能电站,装机容量240万千瓦,是目前一次建成装机容量最大的抽水蓄能电站。

  这是清远抽水蓄能电站,装机容量132万千瓦,采用长短叶片和整体磁轭机组技术,世界首次开展一洞四机甩负荷试验。

  这是深圳抽水蓄能电站,装机容量120万千瓦,是国内首个在超大城市中建设的大型抽蓄电站。

  这是海南琼中抽蓄电站,是我国首个海岛抽水蓄能电站。

  这是梅州抽水蓄能电站,装机容量132万千瓦,电站主体工程开工到首个机组投产仅用了41个月,创国内工期记录,机组运行稳定性在国内首次实现摆度参数达0.05毫米。

  这是阳江抽水蓄能电站,拥有国内单机容量最大的机组400兆瓦,700米超高水头,拥有世界首条800米水头级钢筋混凝土衬砌水道。

  南方电网公司系统内目前在运、在建新型储能项目约59个,合计规模约91万千瓦,储备规模超过100万千瓦。

  深圳宝清电池储能站(10兆瓦/22兆瓦时)是国内首座兆瓦级锂电池储能站,建成世界首套无变压器直挂高压级联电池储能系统;验证了多种储能技术拓扑在电网中应用的可行性。

  梅州宝湖电池储能站(70兆瓦/140兆瓦时),南方电网首个百兆瓦时级电网侧独立电池储能项目,首次试点入市,在全国率先实现独立储能以“报量报价”方式参与现货市场交易。

  佛山宝塘电池储能站(300兆瓦/600兆瓦时)是粤港澳大湾区规模最大的新型储能电站,9种技术路线示范,包括空冷、板式液冷、浸没式液冷及主流7种不同集成拓扑,电池来自5家厂家,在同一电站同一调度方式下对比验证。

  南宁伏林钠离子电池储能站(2.5兆瓦/10兆瓦时)是全国首座大容量钠离子电池储能电站,全球首套电力储能电站用钠离子电池储能系统。

  云南文山丘北电池储能电站 (200兆瓦/400兆瓦时),这是全国最大的多技术路线构网型储能电站,目前正在并网调试。该电站建有全球首套支撑弱电网的钠电构网型储能系统,与锂电不同的是,系统可以根据系统需要0.5P、1P、1.5P高低倍率运行,在构网运行工况提供有功支撑;还建有全球单机容量最大的直挂35kV构网型高压级联电池储能系统。

  2024年春节期间,南网区域储能电站积极参与电网调节,广东区域,最大为电网提供了71万千瓦削峰填谷能力,为系统提供63万千瓦一次调频能力;广西新型储能单日最大充电功率62.5万千瓦,最大充电电量163.3万千瓦时。贵州新型储能供调用126次,最高日调用24次。

  前景展望

  全球能源绿色低碳转型加速,世界各国都在加快新型储能布局,新型储能已成为重要发展领域。

  多国咨询机构预测,新型储能未来将保持高速发展态势,据国内预测数据,中国2027年新型储能装机将达到97GW至138GW之间。

  随着可再生能源比例不断增大,公司将坚持以需求导向,推动储能在电网中安全、经济、高效和规模化应用,支撑绿色新型电力系统的建设,助力双碳目标的实现。



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