近日，三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術研發(fā)試驗基地一批科研成果投運，創(chuàng)下多個行業(yè)領先成果：“源網(wǎng)荷儲一體化”功率路由器示范工程打造了國內容量最大的功率路由器設備；大規(guī)模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺是目前國內規(guī)模最大、類型最豐富的儲能系統(tǒng)動態(tài)模擬平臺；兆瓦時級固態(tài)鋰離子電池儲能關鍵技術及工程應用項目，實現(xiàn)了儲能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應用。
示范短時高頻儲能技術
談及三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術研發(fā)試驗基地研究的初衷，三峽集團科學技術研究院院長孫長平對記者表示，新型電力系統(tǒng)面臨的兩個主要問題是新能源大比例增加以及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行風險增大。其中，安全穩(wěn)定運行風險主要表現(xiàn)為電網(wǎng)調節(jié)能力及抗干擾能力不斷下降。此次“適用于新能源電站慣量和調頻支撐的兆瓦級飛輪儲能系統(tǒng)”的研制，主要目的就是研究如何通過先進的儲能技術解決新能源調頻能力不足的問題，為電網(wǎng)支撐型新能源基地進行技術儲備和規(guī)模化實證，以實現(xiàn)大規(guī)模新能源場站的友好高效送出。
中國能建集團儲能技術專家楚攀接受記者采訪時表示，2022年1月29日，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出“針對負荷跟蹤、系統(tǒng)調頻、慣量支撐等秒級和分鐘級應用需求，推動短時高頻儲能技術示范”。飛輪儲能系統(tǒng)能夠在高頻次充放電的場景下長時間使用，可滿足電力系統(tǒng)一次調頻需求。
“三峽烏蘭察布項目入選了國家能源局公布的2021年度能源領域首臺（套）重大技術裝備（項目），是唯一入選的應用于新能源調頻的技術裝備，說明了行業(yè)對該技術路線的認可，對于推動新型儲能技術的工程應用起到了重要作用?！比龒{集團科學技術研究院副院長樂波介紹，目前該項目已完成并網(wǎng)調試，正在依托源網(wǎng)荷儲一體化平臺進行各工況下的仿真實驗，為大規(guī)模推廣應用提供技術支撐?！跋乱徊剑覀冇媱澵S富完善系統(tǒng)的控制策略、優(yōu)化運行性能，并進行更大規(guī)模的工程化應用。”
加速完善飛輪儲能產(chǎn)業(yè)鏈
楚攀表示，目前國內已有多家高校、科研院所和企業(yè)在進行飛輪儲能產(chǎn)品的研制，但和世界先進水平仍有一定差距。不過，國內一些飛輪儲能企業(yè)通過并購方式從國外引進技術，并在此基礎上推進國產(chǎn)化替代，已經(jīng)較大程度地縮小了我國飛輪儲能技術與世界先進水平的差距。
三峽集團科學技術研究院研究員吳云翼坦言，我國目前從事飛輪儲能技術研發(fā)的企業(yè)還不多，工程化項目也較少，尚處于示范應用的前期階段。其瓶頸主要在于大部分飛輪儲能企業(yè)的產(chǎn)品研制時間過短，技術路線缺乏全面實驗驗證，產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)能力不足。
“國內飛輪儲能產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展瓶頸是尚無法進行規(guī)模化、標準化生產(chǎn)。此外，一些飛輪儲能的技術路線還有待驗證。”楚攀直言，隨著電力輔助服務市場的建設，尤其是山西一次調頻市場的推出，今年有望看到更大規(guī)模的飛輪儲能系統(tǒng)商業(yè)化投運。三峽儲能項目對飛輪儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用，促進了飛輪儲能產(chǎn)業(yè)鏈的加速完善。
“裁剪”交直流變換環(huán)節(jié)提升充電效率
記者注意到，三峽烏蘭察布項目實現(xiàn)了儲能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應用。據(jù)了解，固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質部分或全部代替有機液態(tài)電解質，不易短路，同時固態(tài)電解質本身不易燃，可大幅提高電池系統(tǒng)本質安全。
三峽集團科學技術研究院研究員王倩解釋，在三峽烏蘭察布示范項目中，儲能型固態(tài)電池采用基于氧化物固態(tài)電解質體系的原位固態(tài)化固態(tài)電池技術，提升了界面接觸穩(wěn)定性、循環(huán)穩(wěn)定性，有效抑制了循環(huán)過程中電池的體積膨脹?！笆痉俄椖恐泄虘B(tài)鋰離子電池使用壽命達到6000次以上，測試結果顯示，該電池在電安全、機械安全、熱安全、環(huán)境安全等4個維度的安全性能表現(xiàn)良好，具有高安全、長壽命等優(yōu)點?！?/p>
三峽烏蘭察布項目首次實現(xiàn)了國內混合儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的工程應用，也就是說，混合儲能系統(tǒng)中的鋰離子電池子系統(tǒng)和超級電容器子系統(tǒng)兩者的功率在直流接入點直接耦合，相比交流耦合方式減少了能量變換環(huán)節(jié)。既可以將新能源發(fā)出的直流電直接存儲到混合儲能系統(tǒng)中，又可以將混合儲能系統(tǒng)中儲存的電能直接供給電動汽車等直流負荷，省去了中間交直流變換環(huán)節(jié)，充電效率大幅提高。
“儲能系統(tǒng)直流耦合接入可以通過雙向AC/DC變換器與電網(wǎng)進行交互來完成充放電?；旌蟽δ芟到y(tǒng)既可以對交流電網(wǎng)進行功率支撐，又可以解決直流電網(wǎng)的功率突變和諧波問題，對電網(wǎng)更加友好、綠色?！比龒{集團科學技術研究院研究員吳卓彥表示，后續(xù)他們將針對不同類型儲能系統(tǒng)的接入方式和應用場景等開展半實物仿真實驗及相關研究，進一步優(yōu)化技術，促進儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的推廣應用，形成可復制的技術方案。
業(yè)內人士認為，單一儲能形式無法完全滿足“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)的多層次需求。采用互補性強的混合儲能技術，是提高儲能系統(tǒng)整體性能的有效途徑，已成為可再生能源利用與分布式供能領域的研究熱點。(記者 蘇南)
轉自：中國能源報
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