7月24-25日 ,由中国化学与物理电源行业协会主办,十七家企业联合主办,五十家企业联合支持的第二届中国新型储能产业高质量发展大会暨第二届全国虚拟电厂技术高层研讨会在上海万豪虹桥大酒店成功举行。
来自政府、企业界、科研机构和学术界的专家和学者350余位代表参加了本次会议,共同探讨储能技术的最新发展、应用和未来趋势。
乐创能源董事长&CEO潘多昭
乐创能源董事长&CEO潘多昭在致辞中表示,国家相关部门近年来推出的政策对于推进储能和虚拟电厂发展的重要作用,特别是用户侧储能、电动汽车充电设施、分布式发电等可调资源的应用,以及负荷聚合商、虚拟电厂运营商、综合能源服务商参与直购电交易和系统运行调节等方面的指导意见,为企业发展提供了明确的发展方向。
潘多昭表示,乐创能源将以其强大的技术优势,推动储能和虚拟电厂在全球范围内的发展,特别是在实现源网荷储的高效互动、提升项目规模效益和运行经济性等方面,为储能发展新格局做出贡献,推动产业实现跨越式发展。
中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇
中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇在致辞中表示,在国家和地方系列政策的助力下,在资本市场及新能源行业红利推动下,在储能企业不断深耕努力下,中国储能行业正以前所未有的发展韧性实现快速增长。
刘勇指出,目前全产业面临机遇与挑战并存、优势与短板同在、竞争与合作交织的复杂局面,价格竞争以及同质化产品尤为突出,产品性能与技术水平仍有待提高,供应链产业链安全稳定可控亟待加强等问题突出,与智能化、数字化等交叉融合的新技术、新业态也需进一步加强。
刘勇指出,近年来,在系列国家及地方政策助力下,在资本市场、新能源降本增效以及电池产业发展红利推动下,我国新型储能产业以前所未有的发展韧性,实现市场快速增长、自主品牌不断崛起、在海外市场也赢得更多认可,加快驶入发展快车道。但更应清晰地看到,目前全产业面临机遇与挑战并存、优势与短板同在、竞争与合作交织的复杂局面,价格竞争以及同质化产品尤为突出,产品性能与技术水平仍有待提高,供应链产业链安全稳定可控亟待加强,售后服务与安全运维等配套体系急需完善,与智能化、数字化等交叉融合的新技术、新业态也需进一步加强。突破“卡脖子”技术,深入贯彻践行高质量发展,就是我们面对产业竞争和服务全球市场的最大自信与底气。
刘勇指出在技术创新上,要加强技术攻关和突破,虚拟电厂主要基于先进的通信和协调控制技术,并结合网络安全防护技术及智能计量技术,系统交互复杂。协调控制技术作为虚拟电厂的核心和基础技术,根据不同的目标策略实现云-管-边-端的协调互动和响应是主要实现的手段,也是难点,需要结合气象信息、用户需求、电价信息、调度信息等建立完善的数字模型和优化算法。同时,协调控制器作为承上与云平台以及启下与分布式资源交互的中枢,作为最主要的执行设施,其性能的好坏决定了系统的整体性能水平,因此,需开展多元素同步控制以及快速控制响应等方面的技术攻关。
在商业模式上,刘勇表示,要逐步完善虚拟电厂参与电力市场机制,推动虚拟电厂参与需求侧响应、中长期、现货、辅助服务等不同交易品种,明确虚拟电厂参与电力市场的主体地位和参与类型。要在相应规则下探索更广泛参与电力市场,发挥虚拟电厂对内的“互济”和对外的支撑作用,不断丰富交易品种,通过获取合理收益促进虚拟电厂的建设。
国网四川省电力公司电力科学研究院高级工程师王曦
国网四川省电力公司电力科学研究院高级工程师王曦在报告中指出,四川清洁能源资源丰富,水电装机规模全国第一。随着水电资源的快速开发利用,四川已成为我国清洁能源的生产大省和输出大省。四川是全国最大的清洁能源送出基地,特高压直流送出规模全国前列。但是电网“大而不强、大而不优、大而不稳”的特点仍然较为突出。
王曦指出,四川电网水电集群远离负荷中心,长距离送电导致水电通道暂态稳定、动态稳定水平较低,制约清洁能源消纳。其中主网架以雅安、康定暂稳以及西藏-四川弱阻尼振荡问题。
王曦表示,随着成都地区负荷持续增长,成都城市电网的电源/负荷比已经下降至15%左右,该比例不足国内典型受端电网北京(约40%)、上海(约56.58%)的一半;“电源空心化”带来的暂态电压支撑不足问题凸显,导致严重故障下电网稳定水平下降。
东南大学电气工程学院电力经济技术研究所所长高赐威
东南大学电气工程学院电力经济技术研究所所长高赐威在《基于储能应用的虚拟电厂资源优化配置》主题报告中指出,对虚拟电厂和储能系统的研究对可再生能源的采用和电网稳定性的未来具有重要意义,通过优化分布式资源的配置,虚拟电厂可以为实时平衡供需提供具有成本效益和可靠的解决方案。
高赐威表示,虚拟电厂的构建,需要以盈利为目标是如何聚合不同类型分布式资源从而形成虚拟电厂的依据。虚拟电厂的资源配置包括类型、规模、地理或电气位置、成本和收益。市场缺什么应该反映到价格上,同时也决定了虚拟电厂的资源。
高赐威指出,能源存储通过提供灵活性和平衡可再生能源的间歇性,在虚拟发电厂中发挥着至关重要的作用。高赐威所长表示,储能系统可以在低需求期储存可再生能源产生的多余能源,并在高需求期释放,从而有助于保持电网的稳定性。
西安交通大学教授叶洪兴
西安交通大学教授叶洪兴在《面向虚拟电厂的云边协同负荷管理系统》主题报告中提到,虚拟电厂通过整合各种分布式资源以促进低碳电力的潜力,可以打破分布式能源的地域和范围限制、整合各种资源,是进一步发展分布式能源、促进低碳电力的必要条件。
叶洪兴指出,电力系统对于灵活性资源的需求更为急迫,各类灵活性资源具备良好的调节特性,可通过灵活调节,应对系统调峰、爬坡等不同类型需求。叶洪兴教授提到多虚拟电厂的概念,举例来说,同样是一度电排放多少碳,和当时接入系统起到作用的资源有关,如果是煤油发电碳排放就会高,如果是可再生能源发电碳排放就低,所以虚拟电厂中时空不同,结点不同,可以用联合优化的方式进行降碳。
叶洪兴介绍到,云边协同系统的稳定性好,不因个别智能体通信异常而停滞,即便出现异常,可以很快定位和修复。同样具备准确性好、信息交互量小、信息传达准确度高等优势。而自主开发云边协同优化平台的特点明显,算法高效、硬件性能要求低、成本低。可以计量节点碳排放,可以规模化,适用于虚拟电厂、分布式能源、综合能源系统等,还可以隐私保护,不泄漏本地重要信息。
国网上海能源互联网研究院副主任朱越
国网上海能源互联网研究院副主任朱越在报告中指出,“十三五”末,我国分布式光伏发电装机规划达7000万千瓦,建设重点是工业园区和农村地区。大量分散、间歇性、随机性的分布式电源接入电网,极大地增加了电网复杂性和管控难度,对电网的安全、可靠、经济运行产生重大影响,对电网的规划、装备、调控等带来巨大挑战。
朱越指出,如何保障分布式发电能够规模有序、安全可靠、经济高效地接入电网,实现可再生能源与电网友好协调及高效消纳,成为能源与电网领域的重大科学命题与迫切需求。
朱越建议,首先,深入研究并网型微电网,建立面向台区微电网的基本模型,研究分散自律控制和协同优化等技术,实现大规模分布式能源的最大化就近消纳;
其次,结合我国电力体制改革和国网公司的发展需求,研究基于台区微电网的运营模式、运维模式以及新的商业模式;
最后,结合智慧能源系统的构建,进行面向台区微电网的示范工程建设,验证相关技术和模式的可行性,推动相关产业的发展。
纬景储能科技有限公司产学研高级专家谢滨欢
纬景储能科技有限公司产学研高级专家谢滨欢在报告中指出,储能是构建源网荷储互动的新型电力系统的重要环节。
谢滨欢指出,储能通过调峰调频,为系统提供更多可靠性;根据净负荷需求的不同,以及可再生能源装机规模的不同,所需要的储能功率和时长不同;更大功率的储能布置,能够消除更多的净负荷需求,同时所需储能时长越长。4-10小时储能将是新能源的最佳搭档。
谢滨欢表示,得益于原料价格的低廉与稳定,锌铁液流电池的电解液成本占比可以控制在10%~15%。
厦门海辰储能中央研究院副院长方晨旭
厦门海辰储能中央研究院副院长方晨旭在报告中指出,202年,全球新增储能出货规模预计达到678GWh,2022-27年复合增长率54%,美国、中国、欧洲将是最大增量市场,合计占比超过80%。
方晨旭指出,电芯过充致热失控的过程中外界电能的输入、电能及化学能向热能的转化问题:如何降低外界电能输入?电芯具备较高化学能存储量时,提升化学体系稳定性--降低电能及化学能向热能转化的功率及能量问题,如何扼制静置过程中的焦耳热产热速率?
方晨旭表示,高热稳定性的材料设计、安全的结构设计、严格的制程工艺做好本征安全。主要体现在设计上,要从高热稳定正负极材料、安全隔膜设计、电解液安全添加剂以及电芯安全结构设计;在制程上,要从标准化培训、严格的工艺参数以及实时工序控制等方面;在被动安全上,要注意防热蔓延(NTP)、抑爆/泄爆设计以及消防安全;在主动安全上,要注意实时状态监控、安全预警以及大数据/云平台建设。
广州智光储能科技有限公司技术总监汤旭
广州智光储能科技有限公司技术总监汤旭在报告中指出,电网侧、用户侧储能时长大概2~4h;调频项目时长大概0.5~1h;新能源强制配储时长大概1~4h。
汤旭表示,2022年电化学储能平均综合效率77.95%、平均转换效率80.83%。投运5年以上的电站能效情况远低于其他投运年限电站。
汤旭认为,电力市场交易技术挑战面临品种多、规则杂等难题,独立储能按自愿原则参与现货市场,采用自调度(山东)/报量报价(山西)/未开展(广东)的模式;在日前申报96点量(山东)/量价(山西),按照市场出清价格进行结算。储能参与二次调频,主要为独立储能(山东)/火-储联调(广东)两种模式。1MW储能参与一次调频(山西),目前年收益为800次×300天×5元/MW×5.5=660 万元。
汤旭认为,储能按自愿原则,在电网调峰需求时段,为电网提供削峰/填谷(深度调峰)服务,促进新能源消纳,优于省内火电机组深调辅助服务市场开展。
汤旭表示,储能租赁费用预估200-300元/kWh·年(山东/山西)。储能容量补偿0.0991元/千瓦时补偿电费(山东),按高峰时段发电情况补偿给发电企业。
国网山东综合能源服务有限公司专责朱国梁
国网山东综合能源服务有限公司专责朱国梁在报告中指出,储能参与电力市场收益主要来自上网电量电能量费用、容量补偿收入、容量租赁收入、需求响应收入等四部分。
朱国梁指出,费用支出主要包括用网电量电能量费用(低谷充电费用)、输配电费、政府性基金与容量电费四部分。
朱国梁指出,储能可以单独或以虚拟电厂代理的形式参与需求响应,参与需求响应可按2档分别获得不同的容量补偿和能量补偿。其中容量补偿,分别为不超过2元/kW·月、4元/kW·月。电能量补偿费用,根据实际响应量和现货市场价格确定。
朱国梁指出,用网电量电能量费用与上网电量电能量费用的计算方式基本相同,但山东现货市场规则中,在日前市场中申报的用电需求曲线与其实际用电曲线之间的偏差不得超出允许偏差范围。当实际偏差率高于允许最大申报偏差率20%且因此获得额外收益时,需要按照规则将产生的部分利润进行回收。
朱国梁指出,储能市场化交易支出包括输配电费、政府性基金及容量电费三部分。根据现有政策,按照单一制35千伏及以上输配目录电费171.7元/兆瓦时收取损耗电量的输配电费用;按照27.16875元/兆瓦时的单价收取损耗电量的政府性基金费用;按照99.1元/兆瓦时及对应用电时段的峰谷系数收取全额充电量的容量电费。
朱国梁指出,由于现货市场采取偏差结算的方式,储能同样可通过日前现货市场与实时现货市场的价格差套取价差利润。首先通过电价预测系统对次日的日前与实时价格进行预测,根据日前价格的峰谷时段确认充放时间段,比较该时段内日前与实时价格之间的高低;对于低谷时段,如果预测实时价格低于日前价格,在日前市场申报次日充电电量时就需要减少充电电量的申报,对于高峰时段,如果预测实时价格低于日前价格,在日前市场申报次日放电电量时就需要增加放电电量的申报,反之亦然。
朱国梁表示,目前山东独立储能仅作为价格接受者参与省内现货市场,随着未来电力市场与储能规则的不断完善,市场主体更加复杂,储能能够参与的市场品种进一步增多,储能交易难度会进一步提升。此外随着储能大规模入市,还存在着峰谷价差缩小和竞争加剧的风险,独立储能需要跟随市场规则的变化,持续调整提升自身交易策略能力,实现多时段、跨日乃至跨市场层面的协同优化,才能确保储能成本的稳定回收。
华自科技深圳创新研究院副院长张福兴
华自科技深圳创新研究院副院长张福兴在报告中指出,工商业源网荷储一体化是利用储能与智能物联技术,聚合分布式源、网、荷、储资源,服务工商业经济可靠供电及区域用能供需平衡,在大电网主导下形成区域多微网协同、源网荷储一体化的稳健可控的新型能源网络。
张福兴指出,构建以新能源为主体的新型电力系统是实现“3060双碳”目标的载体与抓手。工商业源网荷储一体化是推动新型电力系统朝向多能、绿能、节能、智能方向发展的强劲引擎,更是突破口。其核心要素是“储”,本质是“区域源网荷储协同响应、动态平衡”,实现传统“源随荷动”向“源网荷储协同互动”转型。
张福兴表示,工商业源网荷储一体化实现即插即用、需则可用、灵活组网、协同可控、动态平衡、实时在控,丰富用户接入、组网、通信、算力、管控、安全等自由体验。
杭州协能科技股份有限公司技术总监李志强
杭州协能科技股份有限公司技术总监李志强在报告中指出,电池储能系统安全事故的发生一般由内外部诱因交互作用演化发展而成,电池储能安全是一个系统性问题,涉及系统电气拓扑结构、储能电池(电芯、电池模块、电池簇、电池堆/电池阵列)、储能电池管理系统BMS、储能变流器PCS、电缆线束、空调和通风系统、热失控探测系统、消防灭火系统、能量管理系统/监控系统EMS、架构及隔离设计等,还涉及到系统的运行环境、现场管理(包括安装管理和运行管理等)、运维与检修等。
针对储能系统及BMS发展趋势,李志强谈到,核心芯片技术(POWER、AFE、MCU等),设计和工艺高可靠性、一致性;电池系统高压化,1500V逐渐成为趋势;传统储能BMS三级总控的功能扩展,逐渐向智能网关、就能能源管理系统LEMS方向发展;云端扩展,基于云端大数据管理和智能算法,真正实现电池系统全生命周期管理;通讯机制的优化,提高系统的通讯速度、实时响应及通讯的安全冗余;电池安全管理的强化,电池安全预警措施,实现多层次安全冗余管理 ;电池管理与运维相结合,强化智能运维功能;EMS功能扩展体现在碳中和、电动交通背景下,光储、充储、光储充微系统的能源管理。
浙江南都电源动力股份有限公司市场技术总监张楠
浙江南都电源动力股份有限公司市场技术总监张楠在报告中指出,大力发展风电/光伏等新能源,构建“以新能源为主体的新型电力系统”是实现“双碳”目标的必由之路。
张楠指出,随着新能源大规模接入,发电端电力电子设备比例提升,同步发电机容量比例降低,系统惯量减小。当新能源占比达到一定水平时,易造成电网电压、频率波动,甚至脱网等大规模电力事故。
张楠表示,新型储能不仅是助力风能、太阳能等间歇性、波动性、随机性可再生能源开发消纳,实现碳达峰碳中和目标的关键支撑,还是构建新型电力系统、建设新型能源体系、促进能源转型和高质量发展的重要技术和基础装备。
本次大会同期重磅发布了《2023中国虚拟电厂产业发展白皮书》。该报告深度剖析了虚拟电厂在全球和中国的市场现状,预测了其未来发展趋势,解读了相关政策,分析了技术经济性,展示了典型案例,为推动虚拟电厂的发展提供了全面而深入的参考。
本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国储能网、数字储能网联合承办,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会专家委员会的学术支持。