20260331-中国能源建设集团江苏省电力设计院-电力行业_储能电站关键技术与应用_36页_3mb

储能电站关键技术与应用总结

1. 储能电站设计关键技术

平面布置方案

• 全户外布置：电池采用预制舱形式布置于室外，储能变流器及升压设备采用户外一体机形式布置。
• 半户外布置：电池采用预制舱形式布置于室外，储能变流器及升压设备布置于室内，预制舱之间间隔3米作为防火间隔及检修通道。
• 防火间距要求：不同类型的储能设施与建构筑物之间需满足特定防火间距，如铅酸电池厂房与锂离子电池厂房之间间距为10米，若无法满足则需设置防火墙。

安全设计

• 热失控机制：热失控是由于电池生热速率高于散热速率，导致热量累积并引发连锁反应。
• 安全等级划分：
  • 第一级：电池本体安全，需选择通过GB/T36276认证的产品。
  • 第二级：在线监测，包括电压、温度、烟感、温感、可燃气体探测器。
  • 第三级：热失控早期预警，如故障告警、联动断开电气连接、启动事故风机。
  • 第四级：气体消防，如七氟丙烷、全氟己酮、细水雾灭火系统。
  • 第五级：后备消防，如水消防系统启动，实现舱体全浸没灭火。

电池一致性与冷却系统

• 采用液冷系统，以乙二醇水溶液为冷却媒介，控制电池最大温差在3°C左右，确保电芯一致性。
• 液冷系统具有能量密度高、站用电损耗低、放电深度高、电池衰减小等优势。

监控与通信技术

• 储能电站数据量庞大，需采用分层分区监控结构及冗余网络架构，确保数据传输的可靠性。
• 大型储能电站采用模块化设计，便于建设与运维。

2. 政策与收益模式分析

政策发布机构

• 国家能源局：负责全国储能政策制定，包括强制配储政策。
• 省级能源监管办：如山西、山东、甘肃、新疆、浙江、江苏、福建、河南、湖南、四川、云南、贵州等，负责地方储能政策执行。

强制配储政策

• 国家能源局：超过电网保障性并网规模的项目需按功率15%配建调峰能力，优先并网。
• 地方政策：
  • 江苏：苏北不低于10%，苏南不低于8%，时长2小时。
  • 青海：新能源项目不低于10%，储能时长2小时以上，对高配比项目给予优先支持。
  • 陕西：榆林地区不低于20%，其他地区不低于10%。
  • 山东：储能配置比例不低于15%，与发电项目同步投运。
  • 宁夏：力争到2025年储能设施容量不低于新能源装机规模的10%。
  • 湖南：风电、光伏项目分别按15%、5%比例配建储能，时长2小时。

收益模式

• 共享储能：可参与调峰、调频等辅助服务市场，通过租金、容量补偿、市场交易等方式获取收益。
• 容量补偿：如山东对独立储能设施按月补偿0.5元/千瓦时。
• 峰谷价差：通过谷时充电、峰时放电实现盈利，国家要求峰谷电价价差不低于4:1（系统峰谷差率超过40%）或3:1（其他地区）。
• 收益计算：
  • 共享储能项目：资本金内部收益率为6.01%，运营成本包括维修费、保险费、运维人员工资、材料费、其他成本、电池更换费用、年运维费、损耗电量等。
  • 用户侧储能：以20万千瓦/60万千瓦时为例，投资回收期（所得税前）为8.69年，财务内部收益率（所得税前）为8.62%，度电成本为7.6564元/kWh。

3. 工程案例分享

多站融合储能电站

• 总体目标：建设“四区、四融合”，打造“两枢纽、两平台”。
• 组成区域：供电区、储能区、供冷区、数据中心区。
• 融合设计：包括建筑融合、供电融合、通信融合、数据融合，实现节地节能。

共享储能电站

• 采用模块化设计，电池为磷酸铁锂电池，采用500V液冷技术。
• 储能区域全户外布置，配备七氟丙烷气体自动灭火系统。

电网侧储能电站

• 一、二次设备高度集成，采用标准预制舱体布置形式，实现模块化、通用化、标准化建设。
• 电池舱与PCS升压舱一一对应，提升系统可靠性。

风光储一体化示范

• 三峡乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目：
  • 建设规模：200万千瓦（风电170万千瓦、光伏30万千瓦），配套储能55万千瓦（2小时）。
  • 采用1500V直流储能系统，并示范应用STATCOM储能和数字储能技术。
  • 储能系统包括：
    • 直流储能：440MW/880MWh
    • STATCOM储能：50MW/100MWh
    • 数字储能：50MW/100MWh

移动储能电站

• 采用移动储能车，具备环境状态深度感知能力，通过多类型无线传感器实现远程运维。
• 配备手持终端、运管平台、LoRa、4G等通信手段，实现设备状态、运行信息、位置信息等的实时监控。
• 通过无线巡检、智能决策、主动预警等技术，提升运维效率和系统安全性。