儲能技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的重要性
近日,央視四套《走遍中國》播出系列片《天路之光》第三集“獵風(fēng)捕光”,講述了儲能在光伏和風(fēng)電消納中起到了不可或缺的作用。
光和風(fēng)存在很大的不穩(wěn)定性,前者的日升日落,后者風(fēng)的時有時無,兩者對電網(wǎng)來講會具有很大的沖擊,這時就主要儲能出場,將風(fēng)電和光伏發(fā)電進行儲存,將多余的電能保存下來,等到發(fā)電不足時再放出來,通過實時的充放電,來彌補了風(fēng)電和光伏發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊。
風(fēng)和光,兩種不同的自然現(xiàn)象,卻有著本質(zhì)上的相似之處,日升日落和風(fēng)的時有時無,人類都無法控制。
劉漢民,國家風(fēng)光儲輸示范基地的工程師,在他看來,風(fēng)看不見摸不著,但是光在一天中的變化卻是有章可循的。為了能夠最大限度的利用太陽能,在示范基地,我們看到了追隨太陽轉(zhuǎn)動的光伏板,這種跟蹤發(fā)電的光伏板和固定式的光伏板相比,年發(fā)電量增加18%左右。
如果把大電網(wǎng)比作一條大河,風(fēng)電和光伏就是匯入大河的兩條支流,一條支流波濤洶涌,翻江倒海,一條支流時有時無,急劇波動,在匯入大河時就引起大河的劇烈震蕩,造成對下游“橋梁”和“輪船”的巨大破壞,但是電的特性決定了發(fā)電側(cè)和用電側(cè)要時刻保持平衡,用多少發(fā)多少,也就是要時刻保證大電網(wǎng)的平衡和穩(wěn)定。
如果兩條支流來搗亂,怎么能夠保證電網(wǎng)這條大河的水流平穩(wěn)呢,這時,電網(wǎng)調(diào)度中心的作用就不容小覷了。
國家電網(wǎng)新疆調(diào)度中心,是整個新疆電網(wǎng)的中樞大腦,屏幕上的曲線和數(shù)字讓人摸不著頭腦,但是對于調(diào)度員來說,這些關(guān)系著新疆每個角落的用電以及全疆的風(fēng)電廠和光伏電站的穩(wěn)定運行。
蔡鵬程,國網(wǎng)新疆電力調(diào)度中心調(diào)控處處長,接受采訪時表示,我們新疆電網(wǎng)每天的用電量大概有超過1/3的這個用電是來自于新能源發(fā)電,管控中的難度也是非常大的,由于用電和發(fā)電是隨時要保持平衡的,隨發(fā)隨用,同時風(fēng)電和光伏也在劇烈的波動著,系統(tǒng)的負荷也在隨時的發(fā)生變化。
所以就要求我們調(diào)度系統(tǒng)啊要同時預(yù)測風(fēng)電和光伏的下個時間的波動,同時呢還要預(yù)測我們系統(tǒng)大家的用電量的這個波動,預(yù)測完了之后,我們用水電和火電來去同平衡這種波動,來達到整個系統(tǒng)的這個安全穩(wěn)定運行。
為了更加精確的預(yù)測和使用風(fēng)電和光電,調(diào)度中心的監(jiān)控系統(tǒng)接入了新疆地區(qū)所有風(fēng)電場和光伏電站的數(shù)據(jù)。180多家風(fēng)電場的1萬多臺風(fēng)機,在這個系統(tǒng)里面,我們把這一萬多臺風(fēng)機的運行的發(fā)電出力以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速等等關(guān)鍵數(shù)據(jù)全都接到這個系統(tǒng)里頭。接入這些數(shù)據(jù)以后,我們現(xiàn)在可以做到風(fēng)電的實時功率預(yù)測,未來15分鐘的預(yù)測,一直到未來四小時的預(yù)測,最高的精確度可以做到98%。
對風(fēng)和光的精確預(yù)測和調(diào)度并不意味著風(fēng)和光可以隨叫隨到,尤其是在新疆,風(fēng)能資源豐富,但是本地沒有那么多用電需求,很多時候風(fēng)電只能白白浪費掉。
2016年,中國的棄風(fēng)總量折合成電能達到了480多億千瓦時,相當(dāng)于扔掉了一個大城市一年的用電量,國網(wǎng)新疆電力公司科學(xué)研究院正常是用一種方法讓原本棄掉的風(fēng)也能發(fā)揮作用。
康智,國網(wǎng)新疆電力科學(xué)研究院節(jié)能服務(wù)公司副經(jīng)理,他表示這個項目是2016年投運的一個清潔能源供暖的冷熱雙蓄項目。所謂的冷熱雙蓄就是在夏季給大家供冷,而在冬季給大家供暖,冬季的夜間尤其是風(fēng)量特別大,我們通過電鍋爐把分把這個電能轉(zhuǎn)化為熱能儲存在我們身邊的這種大型的儲水罐,那么通過這種方式夜間去熱,白天去給千家萬戶供暖。
這種大型的儲水罐每一個的儲水量可以達到一千噸左右,設(shè)計的供暖面積是43萬平方米,假如說一戶的供暖面積按一百平來計算的話,差不多是4300戶居民的供暖問題可以完全解決。
儲水罐將多于風(fēng)電以熱能的形式發(fā)揮作用,但是如果再用電高峰,風(fēng)電和光伏同時都不工作,豈不是會造成嚴重的停電事故,國家電網(wǎng)公司在大力推行清潔能源的同時,有了一個大膽的設(shè)想,把電存儲在電池里備用。
2010年,國家電網(wǎng)公司將這一大膽設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實,在國家風(fēng)光儲輸示范基地建起了世界上規(guī)模最大的儲能電站,集成了不同廠家功能容量的27.5萬節(jié)磷酸鐵鋰電池及大容量液流電池。
劉漢民,國網(wǎng)冀北風(fēng)光儲公司副總經(jīng)理,結(jié)合實例,向我們展示了目前最大的一塊單體鋰電池,200安時,也就是0.6度電,相當(dāng)于手機電池40到50塊,現(xiàn)在全站大概儲電是8萬多度。
假設(shè)儲能電池的規(guī)模足夠大,就完全解決了風(fēng)電和光伏的不穩(wěn)定。但是目前儲能的成本極高,在這種情況下,就需要風(fēng)電、光伏和儲能三者相互配合。這是風(fēng)和光和儲實時輸出的一個出力。
有了儲能的加入,風(fēng)電光伏變成了電網(wǎng)的好朋友,儲能就像是一個蓄水池,將風(fēng)電和光伏發(fā)電進行儲存,將多余的電能保存下來,等到發(fā)電不足時再放出來,通過實時的充放電,彌補了風(fēng)電和光伏發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊。
責(zé)任編輯:繼電保護
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