Прокласти новий шлях для індустрії накопичення енергії та прискорити демонстрацію та застосування технології накопичення енергії в енергосистемах (1)

Зберігання енергії є важливою технологією та основним обладнанням для підтримки нової енергосистеми. Дуже важливо сприяти екологічній трансформації енергії, реагувати на екстремальні події, забезпечувати енергетичну безпеку, сприяти розвитку високоякісної енергетики та досягати вуглецевої нейтральності на піку вуглецю. У липні 2021 року Національна комісія з питань розвитку та реформ і Національна енергетична адміністрація оприлюднили «Керівні думки щодо прискорення розробки нових систем зберігання енергії», енергійно сприяючи будівництву проектів зберігання енергії на стороні влади, активно сприяючи раціоналізації енергосистеми накопичення енергії та активна підтримка зберігання енергії на стороні користувача Диверсифікований розвиток. До 2025 року встановлена ​​потужність досягне понад 30 мільйонів кіловат, реалізація трансформації нових накопичувачів енергії від початкової стадії комерціалізації до широкомасштабного розвитку. «Біла книга про дослідження індустрії накопичення енергії в 2021 році» показує, що серед нових проектів, введених в експлуатацію в 2020 році, встановлена ​​потужність накопичувачів енергії на стороні нової генерації електроенергії є найбільшою, з річним збільшенням на 438%. У майбутньому нові накопичувачі енергії продемонструють вибухове зростання. Шанхаю необхідно терміново захопити новий шлях індустрії зберігання енергії, енергійно активізувати цінність ресурсів зберігання енергії та сприяти широкомасштабному розвитку передових технологій зберігання енергії. показує, що серед нових проектів, введених в експлуатацію в 2020 році, встановлена ​​потужність накопичувачів енергії з боку нової генерації електроенергії є найбільшою, збільшившись у порівнянні з аналогічним періодом минулого року на 438%. У майбутньому нові накопичувачі енергії продемонструють вибухове зростання. Шанхаю необхідно терміново захопити новий шлях індустрії зберігання енергії, енергійно активізувати цінність ресурсів зберігання енергії та сприяти широкомасштабному розвитку передових технологій зберігання енергії. показує, що серед нових проектів, введених в експлуатацію в 2020 році, встановлена ​​потужність накопичувачів енергії з боку нової генерації електроенергії є найбільшою, збільшившись у порівнянні з аналогічним періодом минулого року на 438%. У майбутньому нові накопичувачі енергії продемонструють вибухове зростання. Шанхаю необхідно терміново захопити новий шлях індустрії зберігання енергії, енергійно активізувати цінність ресурсів зберігання енергії та сприяти широкомасштабному розвитку передових технологій зберігання енергії.

Технологія зберігання енергії є важливою частиною шести ланок «видобуток-генерація-передача-розподіл-використання-зберігання» в процесі роботи електромережі. Після того, як зв’язок накопичення енергії введено в енергосистему, він може ефективно реалізувати керування попитом, усунути різницю між піком і долиною між днем ​​і ніччю та згладити навантаження. Він може не тільки більш ефективно використовувати енергетичне обладнання, зменшити витрати на електропостачання, але й сприяти застосуванню відновлюваної енергії. Його можна використовувати як засіб для підвищення стабільності роботи системи, регулювання частоти та компенсації коливань навантаження.

1. Типове застосування технології накопичення енергії в енергосистемі

Міністерства енергетики, транспорту, електроенергетики, телекомунікацій та інші відомства різних країн завжди цінували дослідження та розробки технологій зберігання енергії. Електричну енергію можна перетворити на хімічну енергію, потенціальну енергію, кінетичну енергію, електромагнітну енергію та інші форми зберігання. Відповідно до конкретних методів його можна розділити на чотири типи: фізичне, електромагнітне, електрохімічне та фазове накопичення енергії.

При введенні в експлуатацію гідроакумулюючої електростанції вона повинна бути обладнана двома водосховищами (верхнім і нижнім басейнами) вище і нижче за течією. Під час періодів низького навантаження насосно-акумулююче обладнання працює в режимі двигуна, перекачуючи воду з нижнього резервуару в резервуар вище за течією для зберігання, а також перекачуючи та зберігаючи воду під час пікових навантажень. Обладнання працює як генератор, використовуючи воду, що зберігається у резервуарі вище за течією, для виробництва електроенергії. Накопичувач енергії є найбільш широко використовуваною технологією накопичення енергії в енергосистемах. Його основні сфери застосування включають зменшення піків і заповнення впадин, частотну модуляцію, фазову модуляцію, аварійне резервне копіювання, аварійний запуск і забезпечення резервної потужності системи. Це також може покращити ефективність роботи системи середніх теплових електростанцій та атомних електростанцій.

Енергоакумулююча електростанція на стисненому повітрі (КАЕС) — газотурбінна електростанція пікового регулювання. Він в основному використовує залишкову потужність для стиснення повітря, коли навантаження на мережу низьке, і зберігає його в герметичному приміщенні під високим тиском із типовим тиском 7,5 МПа та випускає його під час пікового споживання електроенергії. Вийдіть, щоб привести газову турбіну для виробництва електроенергії. Інвестиції в будівництво CAES і витрати на виробництво електроенергії нижчі, ніж витрати на гідроакумулюючі електростанції, але його щільність енергії низька та обмежена умовами рельєфу, наприклад скелями. Імовірність витоку газу та розтріскування газового сховища CAES надзвичайно мала, з високим коефіцієнтом безпеки та тривалим терміном служби. Резервна система виробництва електроенергії.

Система накопичення енергії маховика складається з високошвидкісного маховика, опорної системи підшипників, двигуна/генератора, перетворювача потужності, електронної системи керування та додаткового обладнання, такого як вакуумний насос і аварійний резервний підшипник. При навантаженні в долину система накопичення енергії маховика живиться від електромережі, щоб рухати маховик обертатися з високою швидкістю, накопичувати енергію у формі кінетичної енергії та завершувати процес перетворення електричної енергії в механічну; коли виникає пікове навантаження, високошвидкісний обертовий маховик діє як основний двигун для перетягування. Двигун генерує електроенергію, а перетворювач живлення видає струм і напругу для завершення процесу вивільнення енергії механічного перетворення енергії в електричну.

Надпровідна магнітна система зберігання енергії використовує котушки, виготовлені з надпровідників, для накопичення енергії магнітного поля, і не потребує перетворення форм енергії під час передачі енергії. Він має швидку швидкість відгуку (рівень мс), високу ефективність перетворення (≥96%) і велику питому ємність/питому потужність тощо. Переваги: ​​можна реалізувати обмін енергією великої ємності в режимі реального часу та компенсацію потужності за допомогою системи живлення. Надпровідна магнітна система накопичення енергії є відносно простою за технологією, не має обертових механічних частин і проблем із динамічним ущільненням, і може повністю відповідати вимогам підтримки напруги в мережі передачі та розподілу, компенсації потужності, регулювання частоти та покращення стабільності системи та потужності передачі електроенергії .

Суперконденсатор накопичення енергії розроблено відповідно до теорії електрохімічного подвійного шару, який може забезпечити потужну імпульсну потужність. Коли поверхня електрода перебуває в ідеально поляризованому стані під час заряджання, заряд притягуватиме іони протилежної статі в навколишньому розчині електроліту, змушуючи його прикріплюватися до поверхні електрода, утворюючи Подвійний електричний шар становить ємність подвійного електричного шару. Завдяки дуже малій відстані між шарами заряду (зазвичай менше 0,5 мм) і особливій структурі електрода площа поверхні електрода збільшується в десятки тисяч разів, що призводить до величезної ємності. Однак через низьку витримувану напругу діелектрика та наявність струму витоку енергія накопичення та час утримання обмежені,

Система накопичення енергії батареї - це в основному система, яка використовує літієві батареї/свинцеві батареї як носії накопичення енергії для зберігання електричної енергії та постачання електроенергії протягом певного періоду часу, а надана електрична енергія має функції плавного переходу, пікового зменшення та заповнення долини, частотна модуляція та регулювання напруги тощо. Він має можливість контролювати потік активної потужності та може одночасно регулювати активну та реактивну потужність точки доступу, забезпечуючи швидку реакцію високовольтної системи передачі. Оскільки накопичувач енергії батареї має відносно розвинену технологію, велику ємність, безпеку та надійність, низький рівень шуму, низьку вартість, сильну адаптивність до навколишнього середовища, легке встановлення тощо.

2. Типові випадки демонстраційних проектів зберігання енергії в братніх провінціях і містах

(1) Чжецзян досліджує сценарії застосування накопичувачів енергії та бізнес-моделі

У листопаді 2021 року Комісія з питань розвитку та реформування провінції Чжецзян і Енергетичне бюро провінції оприлюднили «Погляди щодо впровадження прискорення демонстраційного застосування нового накопичувача енергії в провінції Чжецзян». У найближчі три роки в мережі буде побудовано новий демонстраційний проект накопичувача енергії потужністю 1 мільйон кіловат. П'ять" і прагнути досягти мети розвитку нових демонстраційних проектів накопичувачів енергії близько 2 мільйонів кіловат. Чжецзян активно будує демонстраційну зону на рівні провінції для нової енергетичної системи державної мережі, досліджуючи нову модель розробки накопичувачів енергії, адаптуючи до розвитку нової енергосистеми, і зосередження на підтримці будівництва нових проектів зберігання енергії, які є централізованими та великомасштабними та розподіленими на платформі для агрегування нових проектів зберігання енергії для енергосистеми. Забезпечте підтримку потужності та можливості пікового гоління. В даний час Чжецзян породив нові форми бізнесу та нові моделі, такі як спільна операція «нова енергія + накопичення енергії», спільне зберігання енергії та «єдиний» сервіс для зберігання енергії та підключення до мережі, і досяг великого успіху.

У грудні 2021 року підстанція 110 кВ Yueci та 10 кВ Qianwan Energy Storage Power Station у новому районі затоки Ханчжоу Нінбо були успішно введені в експлуатацію. Будучи першою збірною електростанцією для накопичення енергії в провінції Чжецзян, електростанція Qianwan охоплює площу лише двох баскетбольних майданчиків, але використовує літій-залізо-фосфатні батареї з високою щільністю енергії та тривалим терміном служби, які можуть досягти високого рівня Ефективне зберігання енергії. Реалізуйте зарядку та накопичення енергії під час низьких пікових періодів споживання електроенергії та розряджання в мережу через підстанції в години пік, щоб компенсувати розрив у часі та підвищити гнучкість і безпеку електропостачання.

(2) Провінція Гуандун активно сприяє інноваційному розвитку та застосуванню нових технологій зберігання енергії

У квітні 2021 року було завершено та введено в експлуатацію проект AGC (Automatic Generation Control Device) за допомогою частотної модуляції за допомогою накопичення енергії компанії Guangdong Huadian Shaoguan Thermal Power Company. Це перша система накопичення енергії на стороні живлення в Китаї, яка використовує високовольтний каскад + батарея 1C. China Southern Power Grid активно сприяє інноваційній розробці та застосуванню нових технологій зберігання енергії. Спільне частотне регулювання теплових енергоблоків із системами накопичення енергії має важливе значення для ефективного вирішення проблеми дефіциту ресурсів частотного регулювання в регіональних енергомережах, підвищення надійності та безпеки роботи електромереж. Проект оснащено системою літій-залізо-фосфатних батарей із тривалим терміном служби. Загальна потужність системи накопичення енергії становить 10 МВт/10 МВт-год. до 88%), швидка реакція та гнучке налаштування (0,604 секунди для досягнення повної вихідної потужності), чудовий ефект балансування батареї, невелика площа тощо, час безперервного заряджання та розряджання становить до 51 хвилини, а час роботи батареї становить близько 5000 разів. Основні показники Обидва досягли внутрішнього провідного рівня.

(3) Перший демонстраційний проект Shandong зі зберігання енергії офіційно введено в експлуатацію в Хуадяні

У грудні 2021 року електростанція з накопиченням енергії та частотною модуляцією потужністю 9 МВт/МВт-год міжнародної електростанції Laicheng Huadian International успішно завершила 168 пробну експлуатацію, ознаменувавши офіційне введення в експлуатацію першого демонстраційного проекту зберігання енергії в провінції Шаньдун. Laicheng Power Generation транспортує чотири вугільні енергоблоки потужністю 300 000 кіловат, які є важливими джерелами електроенергії для високонавантажених зон енергомережі Лучжун, а також є основними блоками для регулювання піків і частоти в енергомережі Шаньдун. З метою подальшого покращення продуктивності регулювання блоку та адаптації до конкурентних потреб ринку регулювання частоти електромережі компанія Laicheng Power Generation інвестувала в будівництво електростанції з регулюванням частоти зберігання енергії потужністю 9 МВт/МВт-год. Користуючись перевагами швидкого та високоточного регулювання накопичення електроенергії, завдяки «комбінованому регулюванню частоти вогню та накопичувача» Регулювання вихідної потужності в режимі реального часу для досягнення балансу в реальному часі між вихідною потужністю та стороною користувача навантаження. Після того, як проект буде введено в експлуатацію, це значно покращить продуктивність регулювання частоти генераторних установок Laicheng, збільшить дохід від допоміжних послуг підприємства, покращить надійність роботи енергосистеми Шаньдун, збільшить потужність споживання відновлюваної енергії та відіграє важливу роль у прискоренні побудови нової енергосистеми з новою енергетикою як основним. Хороший демонстраційний ефект. Регулювання вихідної потужності в режимі реального часу для досягнення балансу в реальному часі між вихідною потужністю та навантаженням користувача. Після того, як проект буде введено в експлуатацію, це значно покращить продуктивність регулювання частоти генераторних установок Laicheng, збільшить дохід від допоміжних послуг підприємства, покращить надійність роботи енергосистеми Шаньдун, збільшить потужність споживання відновлюваної енергії та відіграє важливу роль у прискоренні побудови нової енергосистеми з новою енергетикою як основним. Хороший демонстраційний ефект. Регулювання вихідної потужності в режимі реального часу для досягнення балансу в реальному часі між вихідною потужністю та навантаженням користувача. Після того, як проект буде введено в експлуатацію, це значно покращить продуктивність регулювання частоти генераторних установок Laicheng, збільшить дохід від допоміжних послуг підприємства, покращить надійність роботи енергосистеми Шаньдун, збільшить потужність споживання відновлюваної енергії та відіграє важливу роль у прискоренні побудови нової енергосистеми з новою енергетикою як основним. Хороший демонстраційний ефект. збільшити дохід від допоміжних послуг підприємства, підвищити надійність роботи енергомережі Шаньдун, збільшити потужність споживання відновлюваної енергії та зіграти роль у прискоренні будівництва нової енергосистеми з новою енергією як основною. Хороший демонстраційний ефект. збільшити дохід від допоміжних послуг підприємства, підвищити надійність роботи енергомережі Шаньдун, збільшити потужність споживання відновлюваної енергії та зіграти роль у прискоренні будівництва нової енергосистеми з новою енергією як основною. Хороший демонстраційний ефект.

(4) Порт Ляньюньган завершив і ввів в експлуатацію першу в Китаї інтегровану систему берегового електропостачання та зберігання енергії.

У квітні 2021 року перша вітчизняна берегова інтегрована система накопичення енергії була завершена та введена в експлуатацію в порту Ляньюньган. Велике значення має популяризація та застосування технології берегового електропостачання. У проекті є електростанція накопичення енергії потужністю 5 мегават, яка може задовольнити потребу в доступі до електроенергії з берега понад 10 мегават загалом або більше 3 мегават на одному причалі, і є достатній запас, коли берегова потужність працює на повну потужність, щоб відповідати вимогам щодо доступу різних випадкових і ударних навантажень, таких як портові крани та портальні крани. Просування технології берегового електропостачання є найкращим рішенням для зменшення забруднення суден у порту. Завдяки перетворенню «нафти в електроенергію» енергоспоживання суден може бути компенсовано під час заходу в порт,