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    清华大学史梓男:电网侧储能设施规划方法研究

    作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2019-05-21 浏览:次
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    2018双色球追号的号码 www.24mtc.net 中国储能网讯:4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月26日上午的“能源互联网与多能互补“专场,清华大学四川能源互联网研究院综合能源技术经济研究所所长史梓男在会上分享了主题报告《电网侧储能设施规划方法研究》,以下为演讲实录:

    史梓男:大家好,我看这个题目好像和今天的大场的题目有点差异,因为我原来在电网干了十几年,后来回到学校。这个电网侧储能的一个规划的方法,实际上提出也是电力公司的一个需求。我们在给电力公司做这个事情的时候,他其实就是想知道,我这个地区上储能怎么上,上多少,因为时间的关系,我这个PPT可能稍微长一点,着重给大家介绍一下从我们的角度出发,就是储能到底该怎么配,我们做了一些几方面。

    说完了这个储能一个在某一个地区的规划案例之后,做了一个技术评估,分析的储能形势到底收益怎么样,从我们这个角度去做的分析。前面这些研究的背景简单介绍一下,我们有国际的背景,面临能源转型,我们认为储能肯定是一个未来得发展方向。但是不限于电化学储能,这是相关的政策,这些不一一介绍的,因为大家应该非常熟悉的。

    这个电网侧储能的一个定义,这个也不多做介绍的,我们其实储能发挥的作用,储能的分类大家可以看到我们分三类,机械储能电子储能电化学储能,市场的情况简单介绍一下,这个简单介绍一下。我们对于目前在电网侧用的储能不光是电化学储能,传统的抽水蓄能这个是发展时间很长的,还有就是现在新兴的除了电化学储能之外,我们清华也在做的压缩储能,包括飞轮储能超导储能,我们对于效率还有放电的时间有一个特征指标。

    在这个电力系统里面的发出配用领域,总结的就是消纳新能源,调频调峰用户侧,我们认为不管装在新能源侧,跟刚刚的华电的我们认为将来这个储能不管装在发电侧还是装在电网侧,还是装在用户侧,其实都可以发挥这些作用。因为电力系统其实是一体的,目前可能我们说就做调频,在电场做调频,放在电网侧是不是也可以做调频,那可以的。这个经济性去分析的话,储能到底有没有收益,不能光看它现在发挥的作用,这里面可能涉及到一些国民经济评价的东西,接下来去讲一下。

    到底储能在一个区域应该怎么配,有一套比较完整的方法论这里面一些公式什么的就是储能规划方法简单简化成一个,比如说在江苏、浙江我们去做一个区域的分析。大概这样的思路,可再生能源消纳再到可靠性的要求,整个会去做整个储能能量,杭州到底装多少储能,我们做的这样的案例分析。所有的需求都分析出来,首先是看新能源消纳,不说有多大的好转,因为我们知道其实有的时候储能装在这个发电侧,并不一定是真的去解决了很多弃风,让它更使用电网。

    这是我们的解决新能源,对于电网侧的解决结构还有调峰的需求,所有东西都靠储能,常规有很多解决方案,包括了线路改造,新建核电站,在电网侧应该通过经济技术,看看储能合不合适解决这些问题。这些主电线不一样,每个地区的接电形式不一样,储能要解决的问题也是不一样。这些可能大家简单看一下,地区储能变电站的需求,刚刚提出来优化方法这样的,一步一步从下而上解决这些问题,有网络瓶颈的时候,看看可不可以解决上一级的网络瓶颈,简单看一下还是网络结构的问题,110千伏是不同的接电形式,有不同的连接方式,这些都是比较常规的。

    我们20变电站的曲线,找了一个220可能11万做了一个拟合,形成的如果要解决的11万的问题,是不是可以解决22万的问题的,这个跟电网做的时候有可能,但是事实不是这样的。找了几个实际有问题的小的电网结构,导致网络瓶颈不一定可以解决了下级解决上级,大家可以看到左边这两个图,可能电站会多一点,右边这个图电站少一些,左边这些所有的变电站它的22万实际上是重载,但是底下的11万不重载。因为网络结构决定了整个储能的配置需求,看看可不可以再解决22万的问题,要是也可以解决,那就是可以的。如果再加配一些储能,考虑整体的变电站,在电网侧这个需求大概是多少。我们这些另外的就是网络平静问题解决的,还要看看可靠性的需求,对于整个机组备用,有多少缺额,分析可靠性的配置需求,在电网侧配置,单独把移动储能拿出来的,看这个区域配多少移动储能合适,目前所配合的几个公司基本上大家比较关注的移动储能,可以解决很多的保电的问题,冬季夏季大负荷配电的问题。

    分析完了移动储能的需求,继续分析调频的需求,同时有一个配置方法,时间关系不做详细介绍,另外就是用户侧的储能配置需求,到底有多少。我们直接效益场景优先,次要的效益不作为考虑因素,这是用户侧的需求。我们具体根据刚刚的上面的方法论做了一个具体的案例,给大家简单介绍一下。我们这个区域有7个20变电站,需要配置储能。我们储能配置功率,大概是计算了一下220万兆瓦。11万变电站我们也根据实测的数据,大概配置了318兆瓦时的储能,上下级联合实际上会有一些优化,最后是232.4,786兆瓦时,每个配电站做配电需求。

    我们对于现在电网侧的储能需求的配置,实际上想得到一个给电网侧提供的结论并不是说每个变电站去分析的它的到底配多少一定配多少,江苏也好,河南也好,最后给一个比较固定的值,其实这个对于电网来说是一个标准化设计方案,一个储能的配置规律,大概配多少,得出这样的结论,有一个结果。最后得出来大概这个,这个区域的配置原则,我在20电网容载比,如果比较高2.0的时候,储能电量配置是2到4小时,大概配置1.5。

    结论二是整个地区,如果要是配储能的话,大概有一个结果就是不到5%的最大负荷就足够的,平均配置大概三小时左右。这里面包括了解决网价结构还有调峰的需求,一项一项需求去分析的话,大概我们变电容量的占比这个220大概占1%,110大概就是1.3%,大概这个水平。但是因为我配了足够量的储能,这些不用再重复配置的。移动储能刚刚做分析,大概需要16兆瓦,36兆瓦时的移动储能,整个区域有多少储能,就是整个电力系统就分析出来的。

    解决了这个总量的问题以后,就是实际上还要解决一个问题就是第三个,适用该地区的电站的标准化使用方案,220配置240这种的方案。我们现在在两三个省找了一些地区做这个分析。另外简单做了一个其实是一个电网侧储能的经济性分析,这个东西一直在做,不断的深化,相对要做国民经济评价,因为我们知道储能的发展,实际上很多效益是不体现在我们的收益里面的。为什么要去做国民经济评价呢?国民经济性好但是财务成本不够好的话,国家会出很多相关的政策,同时这个政策根据发展的阶段,还在不断的变化。所以为什么我们一提政策,因为有很多的间接的效益包括关联的产业还有效果,这个非常关键。为什么要给一块钱的补贴,甚至很高的补贴,我认为国家会从别的行业拿钱补这个行业。这个研究就是用一些价格,用一些间接的东西来算。

    但是我们这个国民经济性基本上算是整个分析的成本构成什么的,这些简单的说一下。我们在电力系统侧提供电力可靠性,为什么要提这个输入电价,其实电网这个问题很多东西不一定可以收到钱的,确实可以产生效益的。有的时候也在想这个蛋糕其实没有做大,把储能这个行业做大大家来分,所以现在有的时候个人的建议,电价也好,什么也好,这种政策实际上应该是可以尽快的促进产业把它变大,然后再去考虑别的问题,个人意见。

    我们做了几个案例,这个案例因为时间有限,就说一下结论就可以的,从现在的电化学储能的成本来看,我们做第一个案例是电网侧的,结论很简单,这个是财务的,不是国民经济性,我们分析实际上还是不错的。但是纯财务的话现在4.5%实际上这个在电网侧做储能的效益不是很好,很快电网侧储能也有经济性。

    第二个做调频的,这个也是简单做了一下。案例三这个是对于用户侧我们做了一个投资回收期,因为这个电价是在不断的各地情况不一样,我们做了20年的值,因为电价也在降,很多地方电价构成不一样,我们考虑了到一定的就是大概是6年一换,做了整整20年,还有新能源消纳按照我们理论去算的话,就是在不到八年,做的四个简单的财务分析的案例。我今天差不多就是这些内容,有兴趣的话可以再交流,谢谢!

    (本文根据演讲录音整理,未经演讲人本人审核)

    关键字:储能大会

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