李湘旗-湖南电网侧规模化储能发展规划及应用思考-solarbe文库

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国网湖南电力公司经济技术研究院李湘旗湖南电网侧规模化储能发展规划及应用思考国网湖南经济技术研究院办公室（党委办公室）党委党建部（监察部）党委组织部（人力资源部）计划财务部规划评审中心技术经济中心设计中心（湖南经研电力设计有限公司）国网湖南经研院国网湖南经研院成立于 2012年 5月，是国网湖南省电力有限公司直属单位，主要负责为湖南公司在电网规划研究、能源电力研究、评审技经把关、设计咨询业务等方面提供全方位的技术支撑与优质服务。国网湖南经研院现有 4部门 4机构 1集体企业，正式员工 142 人，博士研究生 14人、硕士研究生 62人，副高及以上职称 79 人，设计院拥有送变电工程设计、咨询和勘察“三甲”资质。负责全省电网规划归口管理、全省电网发展总体规划和专项规划的研究与编制；指导地市经研所编制配电网规划，并进行评审评价；负责智能化规划及二次规划编制；负责主干通信网规划编制；开展配电自动化发展规划、现代通信技术、信息技术发展趋势与电网融合研究电网规划研究负责全省宏观经济、能源发展、电力需求以及公司和电网发展战略重大问题研究，负责新能源、分布式能源、储能技术等技术经济特性以及技术应用研究，开展企业战略、电力体制改革、电力市场建设运营研究。能源电力研究负责电源（用户）接入系统方案、省公司 35-500千伏电网项目、技改大修、小型基建、独立二次、营销、信息通信、科技、环保、零购、服务类项目可研和初设的评审和结算监督。评审技经把关承担全省 220千伏及以上电网工程可研、设计和电源（用户）接入系统设计工作。设计咨询业务 1 2 3 4 数据部湖南电网发展概况 01 湖南电网储能发展现状 02 湖南电网储能规划思考 03 湖南电网储能发展展望 04 目录页 PAGE DIRECTORY 6898 万 5916 万 9603 万 4651 万 0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0 2 1 .1 8 万 1 8 .5 9 万 1 6 .7 万 1 6 .6 9 万 0 5 10 15 20 25 湖南湖北河南江西一、电网发展概况经济长沙株洲湘潭岳阳张家界常德益阳吉首怀化娄底邵阳衡阳永州郴州国民经济湖南省总面积 21.18万平方公里，占全国国土面积 2.21。 2018年全省地区生产总值约 3.64万亿元（全国第 8位）；人口约 6898万。湘北湘东湘南湘西北湘西湘中 5.28 6.65 5.0 4.72 6.45 1 2 3 4 5 华中各省人均 GDP 情况湖南是一个地广、人多、经济发展较好的华中大省湖南人口面积一、电网发展概况电源能源资源 “缺煤、无油、乏气、水资源开发殆尽，新能源开发潜力有限”。电源装机截至 2018年底，湖南省内电源总装机 4522万千瓦，其中水电（含抽蓄） 1598万千瓦、火电 2284万千瓦（全国第 19位），风电 348万千瓦、光伏发电 292万千瓦。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819 2018年全国火电装机排名单位万千瓦 10367 2284 人均装机水平低（华中最后一位），火电规模小，不确定性能源比例占比高，能源对外依存度大。 46 44 40 49 59 68 72 78 0 50 100 0 10000 20000 1 2 3 4 5 6 7 8 湖南能源对外依存度一、电网发展概况负荷用电水平 2018年，全社会用电量 1745.2亿千瓦时，同比增长 10.4（全国第 9位）；全社会最大负荷 3550万千瓦，同比增长 12.7。近期用电增速较快，后续提升空间较大。负荷特性典型日负荷曲线也呈现 “双高峰” 特征，午高峰出现在中午 11点左右，晚高峰出现在傍晚 20 点左右。高峰持续时间一般不超过 2小时用电结构， 2018年湖南二产用电比重低、三产和居民生活用电比重相对较高。随着湖南产业转型升级，产业结构将持续优化，三产用电比重将持续上升。一、电网发展概况网架至葛换岗市至江陵澧州韶山换甘肃酒泉对外联络经葛换～岗市、孱陵～澧州双回等 3回 500千伏联络线与湖北电网联系；祁韶特高压直流投运，与甘肃电网点对点联络。受现有网架结构的制约， 2019年祁韶直流最大受电能力为 5500兆瓦，湖南地区最大外受电能力不足 6000兆瓦 , 还远不足终期最大受电规模。一、电网发展概况运行电网运行特性湖南电网水电装机占比较高，且水电、风电等清洁能源大多位于西部地区，湖南电网存在水、火两张网的季节运行特性；电源和负荷分布不均衡，丰水期 “ 西电东送 ”、枯水期 “ 北电南送 ”特征明显，电网建设和运行压力较大。水电大发月份（ 4、 5、 6月），调峰与外送压力大；大负荷月份（ 7、 8、 12、 1 月），保供压力大。益阳市长沙市湘潭市常德市株洲市郴州市岳阳市永州市衡阳市娄底市邵阳市怀化市湘西自治州张家界市西部地区负荷占比 33电源占比 63 东部地区负荷占比 67 电源占比 37  2018年电网最大峰谷差为 14830兆瓦（ 12月 29日），平均峰谷差 8008兆瓦，最大峰谷差率达 54.69％； 2018年最大错避峰负荷 2010兆瓦（ 1月 29日）， 2018年有序用电总电量为 22011万千瓦时。湖南地区调峰缺口、电力供应缺口并存的问题严重。  在考虑煤电灵活性改造、直流深度调峰后， 2025年湖南电网仍存在 160万千瓦的调峰缺口，电力缺口规模则更大。  湖南中长期调峰思路一是进一步挖掘本省统调水电调峰能力。二是推进本省煤电机组灵活性改造。三是要求外电深入参与调峰。四是适时启动抽水蓄能电站建设。五是适时分批次启动电化学储能建设。一、电网发展概况运行湖南电网发展概况 01 湖南电网储能发展现状 02 湖南电网储能规划思考 03 湖南电网储能发展展望 04 目录页 PAGE DIRECTORY 2018年省公司策划并启动电网侧储能建设项目 7月江苏调研储能建设情况，湖南正式启动电网侧储能建设项目长沙电网电池储能示范工程，可研和初步设计。长沙储能一期示范工程设备租赁和采购招标长沙储能一期示范工程正式开工（榔梨、芙蓉、延农） 1月 27日，榔梨储能站成功实现 10kV并网 7月 -8月 6月底编制策划湖南电网电池储能技术应用总体方案、长沙电网电池储能示范工程初步实施方案和湖南公司电网侧电池储能示范工程投资分析报告三项成果 9月 10月 18日 1月二、储能发展现状 4月，榔梨、延农、芙蓉全部并网 4月 6月 20日省委书记调研湖南省电力有限公司芙蓉站（ 26MW/52MWh）榔梨站（ 24MW/48MWh）延农站（ 10MW/20MWh）二、储能发展现状二、储能发展现状湖南首批电网侧电池储能站国内首次采用电池租赁建设电网侧首次采用全室内布置目前单体容量最大功能最全面的电池储能站毫秒级电源响应系统项目特点总容量 60MW/120MWh（芙蓉，榔梨，延农）功能提高长沙电网调峰能力、提升新能源消纳能力、提升祁韶直流消纳能力和直流闭锁时电网应对能力。序号所属地区工程名称站址位置建设规模 1 五一商圈芙蓉储能站 220kV芙蓉变旁空地 26MW/52MWh 2 星沙榔梨储能站 220kV榔梨变旁防灾减灾中心停车场 24MW/48MWh 3 岳麓区延农储能站 220kV延农变内空地 10MW/20MWh 总计 60MW/120MWh 长沙电池储能站一期示范工程湖南电网发展概况 01 湖南电网储能发展现状 02 湖南电网储能规划思考 03 湖南电网储能发展展望 04 目录页 PAGE DIRECTORY 三、湖南电网储能规划思考  提高高峰负荷供电能力；  提高新能源的消纳；  提高系统调峰能力；  替代传统电力设备。  提高暂态电压稳定；  提高频率支撑能力；  提高功角稳定；  提高断面输电极限。三、湖南电网储能规划思考  自动发电控制（ AGC） ;  自动电压控制（ AVC） ;  辅助二次调频（ ACC）。 02 04 01 双向匹配电网需求电池特性加强适应电网需求的储能电池技术路线的研究筛选，重点推动符合电网不同应用场景性能要求的电池及其能量管理系统的研究、应用，推动其成本的降低，而非被动的选择市场上推销给电网公司的产品。三、湖南电网储能规划思考 -合适的电池干合适的事新能源储能水火电厂储能输配电网储能储能集中控制中心平抑发电波动提升发电效率降低弃风弃光提升稳定特性调峰调频调压动态无功支撑电网紧急控制发电跟踪控制提升供电能力抵御换相失败电网紧急控制事故备用容量多场景融合功率能量分配响应时间要求规模化发展在储能多场景融合应用情况下，根据电网安全、稳定、经济、可靠运行要求，储能集中控制中心下发控制命令（功率、能量、响应时间、控制需求），各储能电站接受命令之后立刻下发至 PCS执行。三、湖南电网储能规划思考 -多场景融合 2019年 4月，国家发改委输配电定价成本监审办法（修订征求意见稿）公开征求意见，明确指出 “ 抽水蓄能电站、电储能设施 ” 是属于电网企业输配电业务无关的费用。储能不列入输配电价成本无疑是会影响电网投资热情，但绝不是阻止储能前进的因素，反而还具有激发电网企业做出更多、更深、更实、更满工作业绩的作用。三、湖南电网储能规划思考 -经济性评价与价值模式发电侧电网侧用户侧储能投资成本增加电源隐形效益提升发电成本降低储能投资成本增加电网隐形效益提升输配电成本降低电能质量提升供电服务提升安全稳定提升电价体现挖掘价值量化分析储能经济社会效益政府认可公众认可投资认可用户认可目标储能是电力系统重要组成部分推动储能纳入输配电成本从储能投资、隐形效益、输电成本、供电服务等角度考虑储能在发电侧、电网侧和用户侧的经济社会效益，挖掘储能价值并量化分析其对销售电价的影响，达到政府和社会各界认可储能是电力系统重要组成部分的目标，推动储能投资纳入输配电价成本，鼓励电网企业加大储能投资建设，促进储能规模化发展。三、湖南电网储能规划思考 -经济性评价与价值模式锂电回收还没有很好的办法，储能规模化发展后，无法回收的退役电池会造成同样会造成污染安全性稳定性环保性稳定性不够会导致的储能难以在电网持续稳定的发挥作用，同时，会导致后期维护、更换电池的成本过高三、湖南电网储能规划思考 -最担心的问题据媒体报道，韩国、美国、国内江苏 /山西 /北京发生了多起电池燃烧事故，美国电网侧储能着火爆炸事件甚至造成了多名消防人员受伤湖南电网发展概况 01 湖南电网储能发展现状 02 湖南电网储能规划思考 03 湖南电网储能发展展望 04 目录页 PAGE DIRECTORY 电化学储能抽水蓄能投资成本低、安全性高，便于集中调度选址灵活、建设周期短、响应速度快  积极推动平江抽蓄、安化抽蓄等项目建设，发挥抽水蓄能电站投运后规模化效益；  继续积极探索电池储能技术的示范应用，积极推进长沙储能二期示范工程，容量 60MW/120MWh，分布在 6个现有 110千伏变电站。协同发展、互相补充四、湖南电网储能发展展望抽水蓄能 or 电化学储能合建模式分建模式储能电站作为独立主体，通过变电站接入系统。储能投资纳入变电站本体投资储能站建在变电站内部，控制系统与变电站融合，储能装置属于变电站的一部分，与变电站同步核准、同步建设。可建规模小，一般不宜超过本体投资 20，原站站址需扩征地。不对原变电站的立项造成影响，建设规模可根据需求、场地确定。难以核准，现阶段只能示范为主。长沙储能示范工程采用分建模式，“三站合一”试点项目为分建模式四、湖南电网储能发展展望合建模式 or 分建模式 01 湖南电网侧储能主要配置用于削峰填谷的储能站，适当配置用于事故备用的储能站，少量发展用于平抑波动的储能站应用场景 03 按照标准化、模块化、序列化思路，可配置非固定式储能技术路线 02 2019-2021年间，以锂电池为主，以全钒液流电池为辅，可考虑采用混合型电池方案电池选型 04 削峰填谷能量型电池，充放电时间 2-4h；事故备用高功率型电池，倍率特性 2- 5C；平抑波动功率型电池，倍率特性 1-2C。技术指标四、湖南电网储能发展展望演示完毕，感谢您的聆听汇报人李湘旗