儲能電站關鍵技術與應用2022-9-12

11

儲能電站設計關鍵技術2

政策與收益模式分析3

工程案例分享CONTENTS目

錄1儲能電站設計關鍵技術加入星球獲取更多更全的數(shù)智化解決方案儲能電站設計關鍵技術

平面布置方案：儲能電站的總平布置根據(jù)儲能電池類型、站址條件、應用場景、建設工期等條件確定。

磷酸鐵鋰電池儲能電站為例，一般宜采用預制艙全戶外布置或半戶外布置，部分電站也采用全戶內(nèi)布置方式。45儲能電站設計關鍵技術

平面布置方案，全戶外布置。

電池采用預制艙形式布置于室外，儲

能變流器及升壓升壓設備采用戶外一體機形式布置于室外。

預

制

艙

之

間間

隔

3m

作

為防

火

間隔，并作為檢修通道。6儲能電站設計關鍵技術

平面布置方案，半戶外布置。

電池采用預制艙形式布置于室外，儲能變流器及升壓升壓設備布置于室內(nèi)。

預制艙采用背靠背布置，

中間采用防火墻

間隔，

防火墻應超出設備外輪廓1m。

不同儲能區(qū)域被升壓樓及環(huán)形道路隔開。

綜合樓位于場站中心。12.2.5

：

鋰

離

子

電

池

設

備

布

置

宜

分

區(qū)

布置，

單層電池廠房單個電池室額定能量

不宜超過

30MWh

，多層電池廠房單個

電池室額定能量不宜超過

15MWh

。屋

外電池預制

艙（柜）

布置分區(qū)內(nèi)儲能系

統(tǒng)額定能量不宜超過

50MWh

，相鄰分

區(qū)的間距不應小于

10m。當間距不能滿

足時，

應設置耐火極限不應低于4.00h的防火墻，防火墻應超

出設備外輪廓1m。7儲能電站設計關鍵技術

平面布置方案儲能電站設計關鍵技術

安全設計，熱失控背景介紹

電池熱失控都是由于電池的生熱速率遠高于散熱速率，且熱量大量累積而未及時散發(fā)出去所引起的。從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的導致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱后高，又反過來讓系統(tǒng)變得更熱。9滅火劑滅火機理七氟丙烷隔絕氧氣全氟己酮隔絕氧氣、蒸發(fā)吸熱細水霧隔絕氧氣、蒸發(fā)吸熱儲能電站設計關鍵技術

安全設計，預防為主，防消結合在線監(jiān)測

電

壓

、

溫

度在線監(jiān)測

煙

感

、

溫

感

、

可

燃

氣

體探測器。熱失控早期預警

故障告警

聯(lián)

動斷

開

電

氣

連接

啟動事故風機電池本體安全

選

擇

性

能良

好具備認證產(chǎn)品，

通

過G

B/

T

36276認證儲能電站設計關鍵技術

安全設計，消防技術第一級第二級第三級第四級第五級氣體消防

氣

體

消防

裝

置啟動后備消防

水

消防

啟

動

，艙體全浸沒10儲能電站設計關鍵技術

關鍵技術，電池一致性11閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷卻媒介一般采用乙二醇水溶液，電池的熱量通過冷卻液帶出，并通過換熱器進行換熱。液冷電池預制艙內(nèi)最大3℃左右

，保證電芯的一致性水平，液冷系統(tǒng)具有能量密度高、站用電損耗低、放電深度高、電池衰減小等特點。儲能電站設計關鍵技術儲能電站設計關鍵技術大型儲能電站數(shù)據(jù)量異常龐大，

同時需滿

足

多個管理單元數(shù)據(jù)傳輸需要。一般采取

分層

分區(qū)的監(jiān)控結構，

網(wǎng)絡架構一般采用

冗余配

置，

數(shù)據(jù)傳輸滿足多通道數(shù)據(jù)傳輸要求。2政策及收益模式分析職責分工：原國家能源局與原國家電監(jiān)會重新組建了國家能源局。在中央層面，重組后的國家能源局實現(xiàn)了政監(jiān)合一

，原來兩個部委人員完全融合。在地方層面

，原來各省源主管部門

，原來國家電監(jiān)會在各省設有派出機構

，負責電力行政

執(zhí)

法工作。機構重組后，

地方（?。?/p>

層面兩個機構并沒有融合，基本保持了原來的管理方式。省能源局對本省府負責

，接受國家能源局業(yè)務指導，

其人財物歸省里管，

主要負責省里能源項

目的規(guī)劃、計劃

，業(yè)務偏宏觀。能源監(jiān)管辦為國家

能源派出機構

，直接對國家能源局負責

，其人財物

歸國家能源局管，主要業(yè)務仍為電力

，兼顧油氣管

網(wǎng)公平開放

，業(yè)務偏微觀。體系一：國家能源局（

1、國家能源局區(qū)域監(jiān)管局華北能源監(jiān)管局/東北能源監(jiān)管局/西北能源監(jiān)管局/華東能

源監(jiān)管局/華中能源監(jiān)管局

南方能源監(jiān)管/局2、省級監(jiān)管辦公室山西能源監(jiān)管辦/山東能源監(jiān)管辦/源監(jiān)管辦/新疆能

源監(jiān)管辦/浙江能源監(jiān)管辦/江蘇能源監(jiān)管辦/福建能源監(jiān)管辦/河南能源監(jiān)管辦/湖南能源監(jiān)管辦/四川能源監(jiān)管辦/云南能源監(jiān)管辦/貴州能源監(jiān)管辦體系二

省（省級能源局）

政策發(fā)布機構

強制配儲政策國家能源局：超過某著名企業(yè)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例（時長4

小時以上，下同）配建調(diào)峰能

力

，按照20%以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。配建比例2022年后根據(jù)情況適時調(diào)整

，每年公布一次。江蘇：蘇北不低于10%

，蘇南不低于8%

，時長2小時。青海：不低于新能源項目裝機量的10%

，儲能時長2小時以上。對儲能配比高、時間長的一體化項目給予優(yōu)先支持。新

建、新投運水電站同步配置新能源和儲能系統(tǒng)，使新增水電與新能源、儲能容量配比達到1︰

2

︰

0.2

，實現(xiàn)就地平衡。陜西：關中、陜北新增10萬千瓦（含）以上集中式風電、光伏發(fā)電項目按照不低于裝機容量10%配置儲能設施

，其中榆林

地區(qū)不低于20%

。山東：原則上按照不低于10%比例配建或租賃儲能設施，連續(xù)充電時間不低于2小時。福建：不低于開發(fā)規(guī)模的10%

。河北：企業(yè)承諾按項目申報容量15%以上配置儲能裝置的，得10分，儲能配置比例不低于15%按插值法得分。儲能設置要求按連續(xù)儲能時長2小時及以上，且須與發(fā)電項目同步投運。寧夏：力爭到2025

年全區(qū)儲能設施容量不低于新能源裝機規(guī)模的10%

、連續(xù)儲能時長2小時以上。湖南：電、集中式光伏發(fā)電項目應分別按照不低于裝機容量15%、5%比例(儲能時長2小時)配建儲能電站。共享儲能

/

獨立儲能l新型儲能可作為獨立儲能參與電力市場；配建形式存在的新型儲能項目，可轉(zhuǎn)為獨立儲能項目。l鼓勵配建新型儲能與所屬電源聯(lián)合參與電力市場。l加快推動獨立儲能參與電力市場配合某著名企業(yè)調(diào)峰

，參與中長期市場和現(xiàn)貨市場。河北：全省“十四五”期間某著名企業(yè)側(cè)獨立儲能總體需求規(guī)模約1700萬千瓦

，其中冀北某著名企業(yè)需求900

萬千

瓦，河北南網(wǎng)需求800萬千瓦。內(nèi)蒙古：索推廣獨立共享儲能模式，獨立共享式新型儲能電站應集某著名企業(yè)設，電站功率原則上不低于5萬千瓦，時長不低于4

小時。市場化并網(wǎng)消納的新能源項目要通過自建、合建共享調(diào)峰資源或購買服務等市場化方式落實并網(wǎng)條件，按照負荷需求增加并網(wǎng)規(guī)模。河南：容量租賃200元

/kwh年。

山東：容量租賃300元

/kw年

國家能源局：

容量補償山東：參與電力現(xiàn)貨市場的獨立儲能容量補償費用=機組月度可用容量

×0.0991元

/kwh安徽蕪湖：新建分布式光伏發(fā)電項目配套建設儲能系統(tǒng)，項目投運次月起對儲能系統(tǒng)按實際放電量給予0.3

元

/kwh

補貼，同一項目年度最高補貼100萬元。補貼項目為至2023年12月31日期間投產(chǎn)的項目，單個項目補貼年限為5年。

共享儲能案例分析u統(tǒng)一建設，新能源場站租賃費用低于自建，收

取租金u參與調(diào)峰等輔助服務市場獲取收益u容量補償根據(jù)建設投資、經(jīng)營成本以及租金水平200元/kwh·年的條件，計算共享儲能項目的資本金收益率為6.01%

。

山東省輔助服務市場1、政策依據(jù)《山東電力輔助服務市場運營規(guī)則(試行)(2021年修訂版)(征求意見稿)》

（山東能源監(jiān)管辦）2、技術條件儲能設施：具備電力、電量數(shù)據(jù)分時計量與傳輸條件，數(shù)據(jù)準確性與可靠性滿足要求

，充電功率暫定為不低于5兆瓦

，持續(xù)充

電時間不低于2小時。3、輔助服務交（1）發(fā)電側(cè)有償調(diào)峰發(fā)電側(cè)有償調(diào)峰輔助服務是指市場主體按照某著名企業(yè)調(diào)峰需求，通過平滑穩(wěn)定地調(diào)整出力、改變運行狀態(tài)等所提供的服務。l

第三十七條參與輔助服務的儲能設施在日前申報次日最大充放電功率、可調(diào)用時段（調(diào)用持續(xù)時長不低于1小時）和交，可根

據(jù)不同調(diào)用時段申報不同交

，每日最多可申報3

個調(diào)用時段。試運行初期，儲能設施有償調(diào)峰報價上限暫按400元

/

兆瓦時執(zhí)

行。l

第三十八條儲能示范應用項目參與有償調(diào)峰交量不報價，按照200元

/

兆瓦時給予補償。l

第九十七條儲能設施獲得的補償費用根據(jù)儲能設施充電電量所對應的出清價進行統(tǒng)計，計算公式如下：儲能設施有償調(diào)峰補償費用＝充

電電量×實際出清電價l

第九十九條并網(wǎng)火電廠、儲能設施、虛擬電廠有償調(diào)峰輔助服務補償費用由火電廠、集中式風電場、集中式光伏電站、核電廠、送入山

東的跨省區(qū)聯(lián)絡線、地方公用電廠、分布式光伏（戶用、扶貧項目除外）等共同分攤。

山東省輔助服務市場3、輔助服務交（2）調(diào)頻（自動發(fā)電控制AGC）調(diào)頻（自動發(fā)電控制

AGC）輔助服務是指發(fā)電機組或儲能設施在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，跟蹤電力調(diào)度指令

，按照一定調(diào)節(jié)速率實時調(diào)整出力

，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡線功率控制要求的服務。l

第五十四條

參與調(diào)頻輔助服務市場的機組或儲能設施須滿足下述條件：1.按并網(wǎng)管理有關規(guī)程規(guī)定裝設AGC裝置；2.AGC裝置性能指標滿足調(diào)度運行管理規(guī)定相關要求。電力調(diào)度機構按季度發(fā)布AGC裝置的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)性能綜合指標及

AGC

建議投運方式。l

第五十五條

調(diào)頻輔助服務市場采用日前申報、集中優(yōu)化出清的方式開展。電力調(diào)度機構負責根據(jù)某著名企業(yè)運行情況確定次日某著名企業(yè)調(diào)頻輔助服務總需求量，市場主體通過競價方式提供調(diào)頻輔助服務。l

第五十六條

調(diào)頻輔助服務交日前市場出清價格結算

，市場出清價格是指當日中標調(diào)頻輔助服務的AGC裝置（機組或儲能設施）的最高報價。試運行初期，設置調(diào)頻輔助服務報價上、下限，上限暫按8元

/

兆瓦執(zhí)行，下限為0元

/

兆瓦。l

第一百〇四條

調(diào)頻輔助服務補償費用由火電廠、風電場、光伏電站、核電廠以及送入山東的跨省區(qū)聯(lián)絡線按當日發(fā)和受電量比例分攤。三、青海省1、政策依據(jù)《青海省電力輔助服務市場運營規(guī)則（征求意見稿）》（國家能源局西北監(jiān)管局）2、共享儲能調(diào)峰三、青海省2、共享儲能調(diào)

峰

火儲聯(lián)調(diào)案例分析*

調(diào)節(jié)反向*調(diào)節(jié)偏差（超調(diào)

/

欠調(diào)）*

調(diào)節(jié)延時*機組節(jié)流，犧牲機組性

能。*機組穩(wěn)定性差?！狵p

值

1.5~5

不等。

火力發(fā)電的調(diào)節(jié)曲線里程浮動調(diào)頻里程(MWK值)出清價

格（元）日調(diào)頻

里程

（元）年運

行天數(shù)調(diào)頻補

償收益/年（萬元）收益保

底費用

（萬

元）固定分

擔費用

（萬

元）更換電

池費用

（萬元）年運維

費（萬

元）損耗電

量（萬

元）項目凈收益

/年（萬元）投資回收期

（年）10%16214140.51134983003404.9412080180801502794.942.065%15477140.51083393003250.1712080180801502640.172.18基準里程14740140.51031803003095.412080180801502485.42.32-5%14003140.5980213002940.6312080180801502330.632.47-10%13266140.5928623002785.8612080180801502175.862.64調(diào)頻里程（

MWK值浮

動K值出清價

格（元日調(diào)頻里

)

程（元）年運行

天數(shù)調(diào)頻補

償收益/年（萬元）收益保

底費用（萬元）固定分

擔費用

（萬

元）更換電池費用（萬

元）年運維費（萬

元）損耗電

量（萬

元）項目凈收益

/年（萬

元）投資回

收期

（年）1474020%16.80.55136197.63004085.9

2812080180801503475.9

281.661474010%15.40.52118037.923003541.1

37612080180801502931.1

3761.9614740基準

k

值140.51031803003095.412080180801502485.42.3214740-10%12.60.4583575.83002507.2

7412080180801501897.2

743.03)

峰谷價差國家

：要求優(yōu)化峰谷電價、尖峰電價、季節(jié)性電價等分時電價機制，上年或當年預計最大系統(tǒng)峰

谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1

，其他地方原則上不低于3:1

。

用戶側(cè)儲能案例u用戶變壓器低壓側(cè)建設儲能設施；u且用戶側(cè)儲能不可向某著名企業(yè)倒送電力、不能向其它用戶轉(zhuǎn)供

，否則違反相關法律法規(guī)；u儲能建設容量不大于用戶最大負荷或最大負荷一定

比例分散建設到各用戶專用變壓器用戶側(cè)；u以20萬千瓦

/60萬千瓦時為例，運行方式為每天

兩

充兩放

，谷時和平時利用變壓器剩余容量進行充

電、

峰時放電，

儲能可通過峰谷價差獲利，

且不額外增加用戶容量電費。3工程案例分享總體建設目標是通過實施建設“四區(qū)、四融合”，打造“兩樞紐、兩平臺”。通過能源站建設，在融合設

計、商業(yè)模式等方面形成可復制、可推廣的創(chuàng)新實踐成果

，打造功能多樣、技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新的示范樣

本。多站融合儲能電站基于能源綜合服務站的建設思路，能源站由供電區(qū)、儲能區(qū)、供冷區(qū)、數(shù)據(jù)中心區(qū)四大區(qū)域構成。同時，采用建筑融合、供電融合、通信

融合、數(shù)據(jù)融合四融合設計，實現(xiàn)多站融合節(jié)

地節(jié)能的綜合效益。多站融合儲能電站儲能電站由升壓區(qū)域和儲能區(qū)域組成，其

中儲能區(qū)域全戶外布置，

采用模塊化

設計

理念，

電池采用磷酸鐵鋰電池，

采用1500V

液冷技術。共享儲能電站火方式）

均裝設紅外測探頭。一、二次設備高度集成，采用標準預制艙體布置形式，實現(xiàn)設計方案模塊化、設備基礎通用化、施工建設標電池艙與PCS升壓艙（

2臺PCS+1臺升壓變）

一一對應，采用