8月14日，《中國(guó)能源報(bào)》記者從國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程獲悉，截至目前，該工程累計(jì)發(fā)電量已超過2億千瓦時(shí)。說起國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，許多人認(rèn)為儲(chǔ)能電站只是把風(fēng)能、光伏發(fā)出的電儲(chǔ)存起來以后再送出，其實(shí)并非如此，而是儲(chǔ)能電站通過實(shí)時(shí)充放電使得風(fēng)電、光伏發(fā)電在接入電力系統(tǒng)時(shí)變得穩(wěn)定可靠。那么，這種實(shí)時(shí)充放電是如何操作的呢？如何統(tǒng)籌平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電呢？8月14日，記者到國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程的核心和大腦——儲(chǔ)能電站和聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控中心進(jìn)行了采訪。

　　探索多種電池儲(chǔ)能技術(shù)

　　8月14日，塞外高原天氣有些陰，從河北省張北縣向西約半小時(shí)車程后，就可看到一排排風(fēng)電機(jī)組高聳在地平線上，白色的風(fēng)機(jī)與一望無際的高原形成一道美麗的風(fēng)景線。體型龐大的垂直軸風(fēng)機(jī)、永磁直驅(qū)型風(fēng)機(jī)以及多晶硅、單晶硅、非晶薄膜等多類型光伏電站正源源不斷地輸送著電能……這里就坐落著目前世界上規(guī)模最大，集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及智能調(diào)度輸電于一體的新能源友好并網(wǎng)綜合示范項(xiàng)目——國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程。

　　其中，最神秘且著名的莫過于儲(chǔ)能電站和聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控中心。記者隨即先來到儲(chǔ)能電站3號(hào)廠房，首先映入眼簾的是一排排有序排列著的白色電池柜，當(dāng)中的磷酸鐵鋰電池單體模塊格外醒目。

　　“這里一共有4種單體電池，最小容量20安時(shí)，最大容量200安時(shí)。大家所看到的電池室采用的是200安時(shí)電池構(gòu)成的模塊，整個(gè)房間有1890 個(gè)模塊，整個(gè)儲(chǔ)能電站3號(hào)廠房共有6萬8千多個(gè)單體電池，整個(gè)磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電站共有27.5萬節(jié)電池?！眹?guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司儲(chǔ)能專責(zé)牛虎介紹，“200安時(shí)的單體容量相當(dāng)于100多塊我們常用的手機(jī)鋰離子電池。如果能把這種電池容量應(yīng)用在手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)月待機(jī)就較容易了?！?/p>

　　據(jù)了解，儲(chǔ)能電站采用磷酸鐵鋰電池14兆瓦、鈉硫電池4兆瓦、液流電池2兆瓦，總?cè)萘?5兆瓦時(shí)，多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)應(yīng)用規(guī)模居世界首位。?；⒄f：“目前液流電池和鈉硫電池還沒有投運(yùn)，但未來肯定要把這三種電池放在儲(chǔ)能電站里綜合使用。當(dāng)然，未來三種電池一起使用后如何和風(fēng)光配合，如何聯(lián)合運(yùn)行，都還需要探索。而且，未來儲(chǔ)能電站可能還會(huì)引用新型電池。”其中，液流電池?cái)U(kuò)容性好，充放電壽命長(zhǎng)，循環(huán)次數(shù)多；鈉硫電池是高溫電池，比能量高，占地小。

　　有研究表明，沒有任何一種儲(chǔ)能技術(shù)可以全面滿足智能電網(wǎng)接納分布式能源的需求，單一的儲(chǔ)能技術(shù)很難同時(shí)滿足能量密度、功率密度、儲(chǔ)能效率、使用壽命、成本等性能指標(biāo)，如果將兩種或兩種以上性能互補(bǔ)性強(qiáng)的儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合，可以取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

　　智慧的“大腦”運(yùn)籌帷幄

　　國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程最重要的創(chuàng)新技術(shù)之一，是將風(fēng)電、光伏發(fā)電與儲(chǔ)能進(jìn)行智能互補(bǔ)，再送至220千伏智能變電站，使平穩(wěn)的電能送到千家萬戶。國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司副總經(jīng)理徐明強(qiáng)調(diào)：“國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程的技術(shù)路線就是讓風(fēng)電、光伏發(fā)電在接入電力系統(tǒng)時(shí)變得穩(wěn)定可靠，其中儲(chǔ)能電站的作用并不單純是把風(fēng)能、光伏發(fā)出的電儲(chǔ)存起來以后再送出，而是通過實(shí)時(shí)充放電對(duì)風(fēng)電、光伏所發(fā)出的電進(jìn)行平抑，甚至接近常規(guī)的火電，使得對(duì)電力系統(tǒng)的影響會(huì)越來越低。同時(shí)，風(fēng)電和儲(chǔ)能可以互補(bǔ)，光伏發(fā)電和儲(chǔ)能可以互補(bǔ)，三者也可以互補(bǔ)，測(cè)點(diǎn)會(huì)檢測(cè)到該時(shí)間需要電池如何運(yùn)行才能保證出力平滑?！?/p>

　　那么，如何實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出、計(jì)劃跟蹤、削峰填谷等控制目標(biāo)呢？為此，記者隨后來到國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程另一個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)和難點(diǎn)——示范工程聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控中心，看到大屏幕上清楚的顯示著“當(dāng)天總發(fā)電量：336MWH”等數(shù)據(jù)，同時(shí)全景控制系統(tǒng)正全方位的控制著示范工程內(nèi)的所有信息，掌握每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、出力情況等數(shù)據(jù)，對(duì)每一塊光伏電池板、每一節(jié)儲(chǔ)能電池的運(yùn)營(yíng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)電源、電網(wǎng)的全景監(jiān)控、實(shí)時(shí)互動(dòng)，就像是智慧的大腦，做到了足不出戶，運(yùn)籌帷幄。

　　在其中一塊監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電腦屏幕上，一副衛(wèi)星遙感地圖上標(biāo)注著紅色和藍(lán)色的風(fēng)機(jī)標(biāo)志。工作人員向記者介紹：“紅色的代表正在正常運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，藍(lán)色的就是沒有正常運(yùn)行的風(fēng)機(jī)?！敝灰娦烀鬏p點(diǎn)其中一個(gè)紅色光標(biāo)，一臺(tái)風(fēng)機(jī)的詳細(xì)運(yùn)行數(shù)據(jù)立即呈現(xiàn)出來。工作人員只要坐在電腦前，就可以通過視頻清楚地掌握這臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)的風(fēng)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電壓等多個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù)。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)變化即時(shí)監(jiān)控這臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，極大提高了工作效率。

　　全景控制能量配比

　　據(jù)介紹，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程投產(chǎn)的一期工程由10萬千瓦風(fēng)電、4萬千瓦光伏發(fā)電和2萬千瓦儲(chǔ)能組成。對(duì)此，徐明介紹：“風(fēng)、光、儲(chǔ)容量的配比，是通過科學(xué)研究張北地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)、其他風(fēng)場(chǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)等后再仿真計(jì)算出來的，10∶4∶2的容量比例是比較經(jīng)濟(jì)的。如果在甘肅建風(fēng)光儲(chǔ)項(xiàng)目，容量比例可能會(huì)更小。”

　　研究顯示，在張北地區(qū)的風(fēng)光資源條件下，單純輸出風(fēng)電的出力波動(dòng)為30%，而風(fēng)電與光伏發(fā)電以1：1比例一起發(fā)電時(shí)的聯(lián)合出力波動(dòng)為12%。這大大降低了出力波動(dòng)。如果再加上儲(chǔ)能電站的作用，波動(dòng)會(huì)更小。當(dāng)儲(chǔ)能在整個(gè)項(xiàng)目中的配比容量小于10%時(shí)，聯(lián)合發(fā)電出力波動(dòng)超過9%；當(dāng)儲(chǔ)能配比大于 20%時(shí)，出力波動(dòng)偏差小于5%；當(dāng)儲(chǔ)能容量配比達(dá)30%時(shí)，出力波動(dòng)基本由儲(chǔ)能系統(tǒng)吸收，出力偏差小于3%。

　　據(jù)了解，風(fēng)到正午時(shí)，隨著空氣中溫度基本一致，風(fēng)速變化越小，出力就會(huì)小，風(fēng)電就難以支撐電網(wǎng)所需要的負(fù)荷，此時(shí)光伏正好出力大發(fā)。風(fēng)在晚上、凌晨溫度變化較大，風(fēng)電大發(fā)，此時(shí)光伏不出力。工作人員進(jìn)一步介紹，當(dāng)風(fēng)力較大或陽光較強(qiáng)時(shí)，儲(chǔ)能裝置可以把多余的能量?jī)?chǔ)存起來，儲(chǔ)能顯示的就是負(fù)數(shù)；反之，儲(chǔ)能顯示的是正數(shù)，就需要釋放能量，這么做有助于整體電能輸出更加平穩(wěn)。

　　?；⒈硎荆骸爱吘故鞘痉俄?xiàng)目，從容量來看沒有優(yōu)勢(shì)，但其反應(yīng)速度快，且具有彈性。相比之下，如果火電機(jī)組出力壓低到一定程度，不僅將對(duì)火電機(jī)組的安全運(yùn)行產(chǎn)生危害，且煤耗也不經(jīng)濟(jì)，而儲(chǔ)能則不存在這個(gè)問題。從小規(guī)模來看，儲(chǔ)能比火電安全，在不考慮建設(shè)成本的前提下，經(jīng)濟(jì)性要高一些。我們預(yù)期鋰離子電池壽命在10—15年后，電池還具有70%—80%的容量。”

　　此外，就儲(chǔ)能技術(shù)而言，目前抽水蓄能技術(shù)相對(duì)成熟，功率和儲(chǔ)能容量規(guī)?？梢宰龅煤艽?，但受地勢(shì)影響大，多建在南方有山有水的地方，且響應(yīng)速度較慢、建設(shè)周期長(zhǎng)。相比之下，儲(chǔ)能電站建設(shè)周期較短。據(jù)悉，目前甘肅、內(nèi)蒙古都在做一些風(fēng)光儲(chǔ)的規(guī)劃，但儲(chǔ)能投資還較高，如果未來價(jià)格降下來后，將更具潛力。國(guó)家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪近日也指出：“目前儲(chǔ)能成本較高，達(dá)3.5—5萬人民幣/千瓦時(shí)，因此大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有待發(fā)展。”