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科华恒盛林金水:储能多样化场景实践助推驶向蓝海新契机

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2020-10-15 浏览:
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中国储能网讯:9月24—26日,由中国化学与物理电源行业协会联合200余家机构共同支持的第十届中国国际储能大会在深圳鹏瑞莱佛士酒店召开。此次大会主题是“共建储能生态链,开启应用新时代”。 来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1621人参加了本届大会。本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国科学院电工研究所储能技术组和中国储能网联合承办。  

在24日下午的“储能系统集成设备及梯次利用专场(上) ”专场,科华恒盛股份有限公司新能源事业部技术总监林金水分享了主题报告《储能多样化场景实践助推驶向蓝海新契机》。会务组对发言人的演讲速记做了梳理,方便大家会后交流、学习,以下是速记全文:

 

林金水:储能业界各位朋友,大家下午好,下面的内容主要是我们这么多年做的一些实际项目积累的经验,跟大家来分享一下。也希望对大家今后项目也有所帮助。

这张图大家很熟悉了,像火电厂联合调频,以往电池标配是2C,现在开始部分项目开始配置1C,主要还是部分电池在2C应用出现不少问题,还有2C电池的价格偏高,1C配置已经比较划算。在不同的电网当中,对于储能的配置要求是不一样的,这两张图引用了两个不同的类型,右上角是海南的电网,左下角是山东电网的情况,大家可以看到日负荷曲线是有所不同的,看到这个曲线最主要是随着新能源渗透比例的增加,尤其是光伏渗透比例增加之后,对电网的影响是不一样的。在海南的电网,工业化程度不高,在晚上的19:00-22:00时间段就有很高的用电负荷,这时候光伏没有提供功率支撑。而在山东电网因为工业化比较明显,白天的负荷是很大的,晚上的负荷还相对小一些。这两个省的用电负荷分析也是适合不同国家工业化程度不同的新能源应用的情况。

这是一个类似中国的强电网的应用,也就是说,电网常规发电装机容量是覆盖了最高负荷的要求。但是在白天应用的时候,比如说在中午光伏发电的时间段,因为中午会有比较小的负荷,电网需下调最大容量的30%左右,同时光伏假设有30%的功率装机占比,为满足光伏全额上网消纳,还需要对传统装机再下压30%!这样一来,中午低负荷时段,为让光伏满负荷使用,电网装机容量是要下压60%以上,才能把光伏消纳掉。从电网来说,尤其是对于一些省份是以火电为主是很难受的,因为60%对火电是深度调峰了,这时候为了满足光伏的消纳,现在完全是牺牲了火电。现在光伏发电在阴雨天的短时出力波动,对电网的调频能力也是很有挑战性的。如果是光伏的快速波动,这时候对于电网提出来更多是调频的要求,比如说目前主流的光伏储能一个小时的电池配置对调峰没有太大的意义,但是,对于调频还是不错。

第二类电网情况是类似印度这种国家,他们也大力倡导发展新能源,包括风电,但是电网整体的装机容量是不足的,国家明显是处于缺电的状态。这时候要求新能源不但提供电量的支撑,还要提供功率的支撑。我们国家新能源基本不提供功率支撑,晚上用电高峰基本是靠火电支撑的,光伏基本0贡献!印度是电网容量装机不够,现在大力发展风电光伏,就提出要求晚上这部分高峰负荷需要光伏提供部分支撑,这时候对于储能的电量容量需求就要大很多,至少4小时配置以上。

这是今年年初印度的一个招标项目,大家做储能的都知道,要求是夜晚用电需求高峰期的时候,要求光伏提供一段时间的供电。也就是说,实际要求光伏电站提供功率支撑了。晚上的峰是需要光伏电站提供功率+电量的支撑,所以一定是要配上储能的。但是从这边也能看到积极的可参考的商业模式,印度纯光伏上网电价是2毛5,而此次光储投标的上网电价,综合电价是4毛多,4毛多比传统的火电更有优势了。这个上网价格能不能做?一会儿分析看看。

也就是说,像这样的国家大力要发展风光新能源,但是传统容量不够,夜间没有光伏出力时,若没有大容量储能,只能是限电!这与我们国家风光储配一两个小时电池相比,储能系统的作用有所不同,这样的招标项目能够运行下去,投资方有商业模式,这就是刚需的需求了。刚刚说了蓝海市场,尽量不靠补贴,而是靠商业场景运作。因为它的上网电价已经比传统的火电低了,而且能够替代火电做功率和电量的支撑,这种模式不错了。

还有亚拉非一些地方,可能一整天都是需要以光伏为主来做供电需求的,因为这些国家没有大电网,很多地区只能用柴发做间断供电,就可能需要利用光伏发电满足一整天24小时的供电需求,比起印度的项目电池容量配置是更大一些。这样的需求也是刚需。下面我们分析一下光储柴系统的度电成本。

这是某柴发厂家的参数,其他柴发差别不太大,好的省一点油,基本上差不多。也就是说,一升柴油发的电大概是3-4度,柴发最佳油耗点在70%负荷左右,部分柴发性能较差或老化,油耗也变得很大。5.50的油价是指城市里面的油价,假设这个油要发到海岛上,或者是西藏等偏远地区,油运要过去的成本是非常高的,部分地区一升油没有8块都下不来的。这样发出来的电,我们算了一下电价是多少钱?5.5/升,算下来光油钱就是1.8/度。运油的费用上去,单单油钱烧下来是2块多一度电。

如果我们是以光伏+储能来实现24小时的供电,柴发转为备用,我们来测算一下电价。前提条件,比如说光伏年日照1600小时,这就包括东南亚和非洲赤道附近,他们的日照是不错的。光伏电站系统效率是85%,光伏电站建设成本是3块5每瓦,一度电成本是1毛6。算大账,细账就不算了。白天直接发就用了,白天不需要储能的,晚上就要光伏发的电充到电池,晚上再送出去,我们以一度电1500的造价,循环次数是5000次,10年更换一次电池,20年中需要换一次,第二次电池便宜一点,造价是800块钱。这样晚上得电价成本是储能3毛5,再加上光伏1毛6,就是5毛1,白天晚上综合就是3.5。印度项目一度的招标就是4毛多,还是可以做的。柴发的供电容量一般有限,遇到最大是20-30兆瓦,小的是一个村的只有几十KW,投资收益没有问题,但是投资收款风险比较大,钱怎么收回来有问题。有一些项目的项目太零散,不好管理,还有政治的问题,钱怎么收有风险,但是收益率是没有问题的。

这样的系统设计要点要注意什么呢?首先最关键的是负荷,也就是说,用电负荷是所有设计的数据来源,有些项目负荷原来是没有准确的数据,就要估,首先是最大功率值需要计算供电功率容量,还有晚上的用电量也要算准,才能计算出储能容量。整天的用电量算不准,组件就配不准,要么预算做得很高,要么做下来的电量不够用。数据来源是预估,很多项目有数据,也有一些项目没有数据,没有电的地区估了一个负荷,但是很多项目有电之后,当地3年不到负荷上升的速度非常快,原来做的方案就不够了。只要根据负荷预测出来之后,倒回来就可以做组件的设计,看是要多大的光伏组件容量。

这个项目当中,柴发基本上没有,光伏组件的选择就很关键了。对系统年发电量的估算很多设计部门给出的数据是有问题的,他们按照并网去算发电量,而对于光储这样的微网的是不准的!因为有季节性。如果按照冬天最差的时候,要满足使用的话,在夏天光照资源接近多了1倍,夏天的组件就严重浪费了。所以,在设计的时候一定要考虑最低估计,电池还比较贵,按照最低还不好。按照最佳倾角,按照季节最佳来发。还要考虑到海岛上的台风,有一些台风是12级正面登陆的。

电池的设计主要是容量的选择,配多大的问题,还有选择什么样的电池,早期的项目因为造价问题,很多是铅酸的,现在更多是磷酸铁锂,还有DOD的问题,你要放到90%还是100%,铅酸电池是60%,再放多一点寿命就短了,锂电也相对影响少一点。上面是柴发的设计,柴发绝对没有这么简单的,往往很多项目是先做柴发,后来觉得柴发发电太贵了,就再上光储。柴发在这个项目当中是作为主供还是辅供,是以柴发为主,之后分担油耗,这是一种,我们也有做过这样的项目。还是平时以光储的为主,柴发在阴雨天辅助。还有它是做功率补充还是电量补充,如果是功率补充,柴发只在几个负荷特别大的时间段顶上去,然后,负荷就下来了,柴发就退出。

有些项目已有的柴发是很LOW的,你要做一些先进的管理和控制是不可能的,做不到的。还有柴发是做应急和备用的,还是做错时应用的,错时应用怎么理解呢?比如说海岛上的旅馆,你在白天的时候,太阳下山之前要把电充好,否则夜间开柴发就很吵!应急备用是什么呢?万一我的系统坏了,柴发才开启,在设计的时候,这些东西都要考虑,负载特点也要考虑。

如果有柴发的话,柴发的占比怎么算,要算好经济性这些细节就过一下,由于时间的关系。

公司介绍就简单说一下,曹总上午讲过了。案例跟大家分析一下:

科华是各种场合都做透了,这是在马达加斯加做的,以前是用柴发供电,通过这样的变压器送到镇里,是一个独立的电网,城镇和村里面是没有电的,这还是镇的。他们没有钱投光储,是法国人投资的,之后收费。原来是以柴发为主,光伏+储能的应用,再加上高压20KV送出。

这是北麂岛,这个岛是没有电网的,原来光储系统非常不好,我们今年1月份就做完了升级改造之后,去年是70万度上网电量,今年预计是100万没有问题。组件和电池都是原来的,从70万就做到100万了。不是系统效应提升很多,主要是系统可用性提高了很多,现在基本上系统非常稳定了。柴发是国网的,产权不一样。现在是以光伏发电为主,柴发为备用,夏天是旅游旺季开空调,下半夜要启动柴发补充。

这个是最新的,上海外三的火电调频项目,采用三层结构,这是目前第三个三层的项目,上面是电池。

新能源侧的是山东的项目。

这是华东院的项目。

这个是隆基的项目。

这个是西藏电网阿里联网的,现在变电站不配柴发了,而是用储能。现在还在调试,预计年底投运。

这些是科华在国网的项目。

这是移动储内车,这是南网电科院的氢燃料移动储能车,国内唯一。

第三方的电站是甘肃的项目和上海电气青海共享储能项目。

用户侧储能有赣锋泰州的项目,目前国内最大用户侧锂电池储能项目等等。

科华32年就做电力电子技术,加上32年的电池应用经验,基本上所有的电池都有用过了。还有众多场景和案例,踩过的坑、吃过的亏,攒下来的经验,希望给大家足够的信心。谢谢大家。

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