近日，三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)基地一批科研成果投運(yùn)，創(chuàng)下多個行業(yè)領(lǐng)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(nèi)容量最大的功率路由器設(shè)備；大規(guī)模新能源及儲能綜合仿真與實(shí)驗(yàn)平臺是目前國內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了儲能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應(yīng)用。

示范短時高頻儲能技術(shù)

　　談及三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)基地研究的初衷，三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)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(yùn)行風(fēng)險增大。其中，安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險主要表現(xiàn)為電網(wǎng)調(diào)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(diào)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(jìn)的儲能技術(shù)解決新能源調(diào)頻能力不足的問題，為電網(wǎng)支撐型新能源基地進(jìn)行技術(shù)儲備和規(guī)模化實(shí)證，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源場站的友好高效送出。

中國能建集團(tuán)儲能技術(shù)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(shí)施方案》提出“針對負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、慣量支撐等秒級和分鐘級應(yīng)用需求，推動短時高頻儲能技術(shù)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(diào)頻需求。

“三峽烏蘭察布項(xiàng)目入選了國家能源局公布的2021年度能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備（項(xiàng)目），是唯一入選的應(yīng)用于新能源調(diào)頻的技術(shù)裝備，說明了行業(yè)對該技術(shù)路線的認(rèn)可，對于推動新型儲能技術(shù)的工程應(yīng)用起到了重要作用。”三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院副院長樂波介紹，目前該項(xiàng)目已完成并網(wǎng)調(diào)試，正在依托源網(wǎng)荷儲一體化平臺進(jìn)行各工況下的仿真實(shí)驗(yàn)，為大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。“下一步，我們計(jì)劃豐富完善系統(tǒng)的控制策略、優(yōu)化運(yùn)行性能，并進(jìn)行更大規(guī)模的工程化應(yīng)用。”

加速完善飛輪儲能產(chǎn)業(yè)鏈

楚攀表示，目前國內(nèi)已有多家高校、科研院所和企業(yè)在進(jìn)行飛輪儲能產(chǎn)品的研制，但和世界先進(jìn)水平仍有一定差距。不過，國內(nèi)一些飛輪儲能企業(yè)通過并購方式從國外引進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上推進(jìn)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(shù)與世界先進(jìn)水平的差距。

三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院研究員吳云翼坦言，我國目前從事飛輪儲能技術(shù)研發(fā)的企業(yè)還不多，工程化項(xiàng)目也較少，尚處于示范應(yīng)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(shù)路線缺乏全面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)能力不足。

“國內(nèi)飛輪儲能產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展瓶頸是尚無法進(jìn)行規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。此外，一些飛輪儲能的技術(shù)路線還有待驗(yàn)證。”楚攀直言，隨著電力輔助服務(wù)市場的建設(shè)，尤其是山西一次調(diào)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(yùn)。三峽儲能項(xiàng)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(jìn)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(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了儲能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應(yīng)用。據(jù)了解，固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)部分或全部代替有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，不易短路，同時固態(tài)電解質(zhì)本身不易燃，可大幅提高電池系統(tǒng)本質(zhì)安全。
三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院研究員王倩解釋，在三峽烏蘭察布示范項(xiàng)目中，儲能型固態(tài)電池采用基于氧化物固態(tài)電解質(zhì)體系的原位固態(tài)化固態(tài)電池技術(shù)，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。“示范項(xiàng)目中固態(tài)鋰離子電池使用壽命達(dá)到6000次以上，測試結(jié)果顯示，該電池在電安全、機(jī)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(diǎn)。”

三峽烏蘭察布項(xiàng)目首次實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)混合儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的工程應(yīng)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(diǎn)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(fù)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(jìn)行交互來完成充放電。混合儲能系統(tǒng)既可以對交流電網(wǎng)進(jìn)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。”三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)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(yīng)用場景等開展半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)及相關(guān)研究，進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)，促進(jìn)儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的推廣應(yīng)用，形成可復(fù)制的技術(shù)方案。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)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(bǔ)性強(qiáng)的混合儲能技術(shù)，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(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

作者：蘇南 來源：中國能源報(bào) 責(zé)任編輯：jianping