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能高:基于“储能+”综合能源系统解决方案及变流控制设备领先供应商

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2018-11-12 浏览:
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中国储能网讯:北京能高自动化技术股份有限公司(以下简称“能高”)成立于2007年,作为一家专业从事光伏逆变器、储能变流器等新能源关键配套设备的研发、生产、销售以及系统集成服务的新能源高新技术企业,十余年来坚持以客户需求为导向,先后荣获11项国家级、省市级自主创新产品,15项国家863项目、省级科研项目,拥有200余项自主知识产权。同时,能高已成立北京市企业技术中心,青海省智能微电网及储能系统工程技术研究中心。

现场交流

能高依靠强劲的研发实力,自成立以来,先后获得多个首创技术。如国内首台通过零电压穿越的最大功率等级光伏水冷型一体化逆变站;国内首台1.25兆瓦大功率光伏水冷逆变器;国内首台具有完全自主知识产权的基于IGBT的3MW/3kV三电平海上风电半直驱变流器;承建国家首个启动项目的“光伏发电集中应用示范区建设项目(英利集团产业园10MW项目)”;承建全国首个通过正式验收的国家金太阳示范工程(广东南海500kW光伏发电应用示范项目);国内首批光储互补发电项目、国内首批风光储微网项目提供系统解决方案等。

尤其在储能技术领域,能高公司承担了国内首批光储互补、风光储互补微网项目可提供完善的电力系统调峰调频,新能源接入,工商业削峰填谷,电力扩容及微电网型的系统解决方案以及系列化的关键产品,包括传统型的PCS、光伏互补一体型、直流DCDC全系列产品及国内技术领先的能量管理系统。

11月10日上午,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会与中国储能网联合组织的“第五期中国储能产业巡回走访调研团”走进北京能高自动化技术股份有限公司(以下简称“能高公司”)。能高公司总经理金成日、副总经理李岩等主要人员接待了调研团一行。

打造领先系统解决方案

据金成日介绍,能高公司主营业务包含五大方面,即新能源发电关键设备的研制和销售;储能与微电网技术产品与解决方案;大型地面光伏电站与分布式电源项目开发与建设,以及储能电站建设;新能源与交通技术融合应用方案;风电全息化检测与全寿命周期运维技术服务。

金成日指出,能高拥有四大核心能力,即储能变流器,光伏/风机逆变器等核心产品研发制造能力,应对风光储结合、光储结合等的解决能力,系统设计能力以及系统集成能力。

据李岩介绍,从全系列新能源发电关键设备研制到光储发电项目的开发与建设,能高的产品应用及工程业绩遍布国内20余个省份及自治区,总规模近1GW。

能高提供风、光接入储能需要配置的关键设备—储能变流器PCS、储能DC/DC直流变换。能高自主研发的高效储能变流器可以根据项目或方案的需要进行定制。其中,25—1000kW三电平技术,最大转换效率突破99%,可适用铅酸、铅碳、锂电、液流、超级电容等储能元件,具有并网/离网双模式运行能力。

能高在产品与系统解决方案上,通过多年的技术创新与经验积累,做了一系列优化布局。首先是产品标准化。即统一的接口,根据不同的系统需求灵活配置,模块化设计,即插即用;其次是方案系统化。即方案设计从电网侧、电源侧到用户侧,产品设计涵盖KW级到MW级,谱系化的产品及应用解决方案;最后是信息化与智能化。即基于标准统一的通讯接口,大数据,构建能量管理及监测平台系统,优化多种能源的互联互通,管理电源发电效率和能源利用效率,实现远程感知,全局调控与调度,通过大数据信息的存储与分析,迭代优化能源管理策略。

服务储能大市场

李岩指出,储能系统不仅可以解决新能源面临的功率限发问题,同时也可以平抑新能源功率波动,降低对电网的冲击。在工商业运用储能系统削峰填谷,赚取峰谷价差,也是目前储能系统主要的盈利模式。在微电网中,储能系统是保证微电网稳定运行的重要组成部分。在传统电力系统中,储能系统也可以提供电力调峰、调频等服务。

在发电侧方面,针对严重弃凤、弃光的大型集中式地面电站,利用先进的集群控制,合理分配出力,降低新能源间歇性、波动性对电网造成的影响,稳定配合电力调度,实现精准控制跟踪,保障电网运行稳定安全(平滑功率波动),实现新能源高比例接入。能高推出大规模可再生能源并网消纳系统解决方案,该方案通过储能+风力或光伏发电,解决了风光发电输出波动及限电问题,当风光发电出力高于调度要求时,将剩余电量储存于储能系统中,当调度高于风光出力时,将存储于储能系统中的电量释放出来,储能的加入,使得风光发电具备了火力机组的控制特性,具备可调度性。

该方案具体应用案例有,在青海格尔木某10MW光伏电站,限电率约20%,上网电价1.15元。能高采用直流侧储能接入方案,电池组按充电容量成簇配置,经直流柜汇流后接至DC/DC低压直流输入侧,最终按用电功率形成100kW/200KWh为1个储能单元,全站共10个储能单元,DC/DC输出直流侧接入光伏逆变器直流侧,与光伏进线端并联。

在电源侧方面,能高推出了火电厂调频调峰系统解决方案。该方案通过储能+火力机组联合调频调峰,在电网电压和频率波动时,由于火力机组的惯性特性无法适时响应调度的调频调峰指令,但当加入储能系统以后,由于储能系统电力电子设备的响应时间是毫秒级的,可以迅速对电网作出频率和电压支撑。

该方案具体应用案例有,在青海格尔木某变电站16MW储能电站项目上,主要目的用于电网调峰,优先调度新能源发电,提高新能源接入比例。该电站采用单体磷酸铁锂3.2V120Ah,2P10S一个模组,22个模组成一簇,12簇接入一台500KW PCS,4台PCS接入一台2MW 4分裂35KV升压变压器,8台4分裂变压器35KV汇集后接入变电站备用间隔。

在长沙某变电站储能项目上,该项目作为配套国网湖南电网建设储能调峰电站示范项目,鉴于当前湖南配电网尖峰重载问题凸限、迎峰渡夏限电严重、调峰资源稀缺,而电网升级改造存在变电站及廊道扩容难、投资大且建设周期长、资产利用率低等问题,在配电网负荷中心卡脖子区域建设分布式储能调峰电站。该电站投资少且建设周期短,可快速有效解决配电网尖峰重载卡脖子问题,同时还可延缓配电网改造费用、提高配电网资产利用率,削峰填谷、平抑新能源和泾流小水电波动、提高新能源消纳能力、促进新能源可持续发展。

能高为全球首个柔性直流变电站即张北阿里巴巴数据港柔性直流变电站提供新能源发电关键设备,该项目主要体现在一次设备电力电子化、二次控制技术智能化为特征,实现有功、无功、电压等的精确实时控制,让电能在不同电压等级和电能形态的端口间‘按需分配’,实现清洁能源优先供电,同时保障重要负荷的高可靠性和定制化用电,实现了“源—网—荷”智能化互动。据介绍,该项目建设及应用在世界上尚属首次。

能高公司还承建了国内最大规模的全钒液流电池储能电站“湖北枣阳10MW光伏+10MW/40MWh光储一体化应用示范项目”,作为该示范项目的关键变流设备供应商和系统解决方案提供商,为该项目的开发与液流电池配合的大功率DC/DC+DC/AC双极型储能系统解决方案,该系统最高效率达90%以上。该项目用于枣阳市钒钛产业园钒储能产业链企业生产办公运营用电。投运时间为2018年7月份,预计年发电量达1000万kWh。

在用户侧方面,能高推出了储能应用系统解决方案。该方案首先针对局部地区配网容量不满足负荷需求,可以替代用户变压器增容或降低变压器容量配置,降低设备费和容量占用费。其次针对城市工商业存在较大峰谷电价差,谷时充电峰时放电,降低用电成本。也可改善电能质量,提供应急供电。最后加强用户与电网的互动,用户侧需求响应能力显著增强。

该方案主要应用案例有,在青海能高生产基地建立的工商业厂区光储微网系统,该系统规模为光伏116kW,储能60kWh。年发电量18万KWh,项目效益年节电费用为15万元。

在新疆哈密东南部光储微网项目,该项目于2016年成功并网运行,其中光伏50KW,储能50kWh;在新疆空管局光储微网项目 ,该项目建设地点新疆乌鲁木齐市空管局,项目于2016年成功并网运行,其中光伏26 KW,储能200kWh;在北京交通大学风光储微网系统,该项目建设地点北京交通大学电气工程楼,项目于2010年成功并网运行,其中光伏25KW,风机25kW,储能50kWh。

在智慧城市方面,能高推出了智慧城市、特色小镇多能互联微网系统解决方案。该方案利用储能+微燃机、风电、光伏、充电桩等多能互联,构建清洁高效能源供应,达到节能环保,低碳经济的效益。该系统解决方案配置灵活多样,满足不同类型负荷需求。通过多能互补,从而实现冷热电综合能源高效利用,实现智能城市、特色小镇用能绿色化。

在电网末端、无电地区供电系统方面,能高推出了电网末端、无电地区供电系统解决方案。该方案可离网独立运行,主要适用于海岛、 偏远山区、电能质量较差的电网末端等缺电或无电地区以及自然灾害应急用电。保障用电的可靠性和连续性。主要工作模式体现在风光柴储多能互补以及风光储为主,柴发备用。

该方案主要应用案例有,高海拔地区拉萨某银行光储一体化电站项目,该项目系统规模为光伏 250kWp、储能250KW/600kWh、 UPS 80KW/400KWh。投运时间是2018年8月,年发电量:45万kWh。

青藏铁路南山口站光储供暖系统项目,该项目建筑面积约800平米,日均生活用电功率30kW(单小时计),由于原供暖系统为集中燃煤取暖,供热不稳定、效果差,有安全隐患,但如果采用电直供采暖,用电成本高,供电变压器容量有限,剩余容量不足。能高为此提供了光储供暖系统解决方案,该方案将太阳能转换为电能,最大限度避免使用市电,白天利用光伏电能升温蓄热,夜间无功耗降温散热,供储热设备使用,多余电力蓄电池存储、站区其他负荷使用,提升站区带载能力,提高系统利用率。同时利用能量管理系统,做好调配光伏系统、储能系统、储热系统能量,智能监控,数据存储。

在绿色交通方面,能高推出了高速公路光储充系统解决方案,该方案充分利用高速公路的既有设施,建设风光发电+储能系统以及充电桩,为新能源汽车充电,真正实现新能源汽车用电绿色化,实现绿色能源与绿色交通的融合。

在电动汽车方面,由于电动汽车远距离出行难、里程焦虑”的问题成为电动汽车大规模推广的一大瓶颈。同时,电动汽车能耗也打破了局域电网的供能平衡,如果不采用新能源发电供给的方式为电动汽车提供电能,那么其本身节能环保的贡献值将大打折扣。

李岩表示,未来数以千万计的电动汽车,将形成广泛存在的储能充放电网络,这个庞大的储能资源有序的接入电网,将极大提升电网对电力的平衡调控能力,有效缓解电力供需实时平衡。

能高在北京交通大学电气工程学院建立了光储充微网系统项目,该项目于2015年成功并网运行,其中光伏50KW,储能100kWh、快速充电桩10台。

呼吁政策机制

今年国内电网侧、电源侧以及用户侧储能市场呈现快速发展势头,尽管从整体形式上一片看好,但是在具体工作中仍然存在一些很大的问题,焦点还是成本、安全性以及价格机制所带来的收益性问题。

金成日指出,发电侧储能虽然在一定程度上可解决风光消纳瓶颈,但目前很难盈利,个人更看好电网侧储能,他认为这个市场主要由电网公司主导,在变电站侧建设一个调峰、调频储能电站。在用户侧储能方面,靠峰谷电价差,虽然一些项目在江苏、北京等地相继落地,但依然面临一些难题,一方面是场地限制,一方面是安全性,还要考虑峰谷价的波动,这些项目带来的收益具有不稳定性。在微电网与综合能源方面,比较看好风光储+热泵以及光储供暖项目,尤其在西部青海西藏等地,可解决无电地区的供电供暖打水问题,还有海岛微网以及边远哨所,这是储能应用刚需市场。在电力辅助服务市场上,他认为市场机制还未真正建立起来。

金成日指出,液流电池具有安全性高,环境适用性强等优势,但缺点是能量密度小,可适用于大型储能电站项目。但受原材料钒价格影响,目前部分企业仅能报出电锥价格,但报不出电解液价格,造成液流电池价格市场不稳定。而锂电成本这几年下降速度比较明显,未来还有进一步下降空间,随着青海、甘肃等地区大力推进清洁能源发展,储能发展前景值得期待。

在政策建议方面,金成日表示,发电侧储能单靠发电收益很难做,希望国家行业主管部门充分确认独立储能电站身份;在电网侧储能方面,希望政府引入两部式电价机制;在微电网方面,建议政府大力推进,并将储能与蓄热蓄冷技术相结合,为电网末端以及边远哨所地区解决用电刚需难题。

李岩指出,如果发电侧,风光电厂加入储能,建议电网优先调度,降低限电率,比同区域其他没有配置储能的项目的可以多调度。对于新获批的项目,如果同时配置储能,在指标获取、备案上要有一定优先权。发电侧独立储能电站要参与电网的调频调峰服务,在电网的辅助服务当中,获得收益补偿。通过这几种方式能够使得储能带来更大的价值,进一步促进储能项目的经济可行性与投资回报率。

陪同调研的上海派能能源科技股份有限公司董事长袁巍表示,一方面期望政策上的春风,但也不奢望,主要的还是要练内功,把产品品质做好,成本降下来,另一方面希望业内抱团取暖,共同把储能产业做好。目前锂电池与上游材料产能过剩,材料成本降低,总体来说预期明年锂电池成本会降低。

与会专家表示,做经济性评估时,如果考虑太多因素,将无法得到具有意义的结果。全寿命周期运维成本,回收成本等非显性成本一般不会计算。当前技术进步带来的成本降低比较明显,目前不仅控制成本上限,也需要控制成本下限。

此外还期待更多政策机制,如果容量管理能够引入,用户侧效益能够大幅提升;如果需求响应能够落到实处,用户侧效益也能够得到提升;如果纯粹考虑套利,则储能的经济效益不会很好,因为现在电价差大的地方但用地成本加大,土地资源丰富的地方电价差偏低。

与会专家认为,政策推动不应仅限于储能产业起步阶段,要做好长远规划,相关标准不是越多越好,而应根据市场发展与时俱进相向而行。要结合具体储能应用场景,要高度重视系统安全性与资源回收,发展自身技术特色与优势,要通过自主创新不断提升产品品质,以知识产权树立品牌意识,不能简单通过价格战来抢占市场先机。

参加本期调研的专家有中国化学与物理电源行业协会储能应用协会秘书长刘勇,中国化学与物理电源行业协会储能应用协会副秘书长、中国科学院电工研究所储能课题组组长、教授、研究员陈永翀,国网能源研究院能源战略与规划研究所所长鲁刚,国网能源研究院能源战略与规划研究所徐志成,中国电力科学院配电所微网室徐毅虎、上海派能能源科技股份有限公司董事长袁巍,深圳涌泉储能科技有限公司副总经理刘浩,蜂巢能源科技有限公司保定分公司王刚,广州智光储能科技有限公司技术副总经理唐双喜,北京电子控股有限责任公司副总经理付金豹,河北电立方新能源科技有限公司孟印山,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心实习研究员刘亚斐,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会组织联络部李湘,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会组织联络部钟波、中科院电工所储能技术研究组张晓虎、刘丹丹、冯彩梅、王子剑等。

本期调研获得上海派能能源科技股份有限公司、蜂巢能源科技有限公司、河北电立方新能源科技有限公司等单位大力支持。

关键字:储能调研 储能政策

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