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Day 1:
国网电科院 薛禹胜《大能源观下的储能环节》
电网要运行在 电压、频率、功角三者动态安全稳定域的交集中;
中国在电力安全预警防御领域全球领先,但是,是在边界条件给定的情况下研究电力流,故不能真实反映上下游环节的变化(如一次能源、用户端不确定性的大幅增加)对电网的影响;
图:大能源观下的电力充裕性;
能源的两个替代:一次能源中的清洁能源替代+终端能源中的电力替代;
非化石能源成为终端能源的主要途径是发电;
电力流在综合能源网中的上下游及其变化对电力流的影响;
上游:为满足上海183h/年的峰荷,所增输配电能力的年均利用率不到2%;
一次能源与终端能源的变革,凸显了电力系统的充裕性问题;
高安全性、高可靠性、高性价比、高效长寿是储能技术的发展方向;
储能系统的经济性是多方博弈的结果;
储能系统是能源革命的重要技术支撑;
结余:人类可持续发展有赖于可再生能源替代和电能替代,储能技术将被倒逼取得突破。
发改委国际合作中心国际能源研究所 所长 王进 《电力体制改革与储能行业机遇》
一、电改背景:2002年国务院5号文,16字方针:厂网分开、主辅分离、输配分开、竞价上网;
二、电改内容——问题、目标、路径与原则:2015年9号文;
三、具体方案——
价格:1.单独核定输配电价;2.分步实现公益性以外的发售电价格由市场形成;3.妥善处理电价交叉补贴;
交易:1.规范市场主体准入标准;2.引导市场主体开展多方直接交易;3.鼓励建立长期稳定的交易机制;3.建立辅助服务分担共享新机制;4.完善跨省跨区电力交易机制;
交易平台:1.遵循市场经济规律和电力技术特性定位电网企业功能;2.改革和规范电网企业运营模式;3.组建和规范运行电力交易机构;4.完善电力交易机构的市场功能;
发用电计划与市场:1.有序缩减发用电计划;2.完善政府公益性调节性服务功能;3.进一步提升以需求侧管理为主的管理方式;
配电与售电:1.鼓励社会资本投资配电业务;2.建立市场主体准入和退出机制;3.多途径培育市场主体;4.赋予市场主体相应的权责;
分布式能源、规划与监管;
四、期待和影响
期待:1.电网是否退出统购统销,仅仅是输配,是否仍然主导售电;2.输配成本如何公开和独立核算;3.发输配售调度交易交易平台的关系;4.交易平台的公开性;5.大用户购电与地方利益;6.独立配、售电主体及其资格;
影响:1.等待细则出台;2.竞争性业务的退出给市场无限的想象空间;3.退出多寡和进度与市场成长及主体多元化成正相关;4.能源互谅网(包括智能化)发展与改革深度与进度成相关。
五、储能行业机遇
概念扩展:储能+移动能源;
机遇来自改革:分布式能源、新能源发展、自备电厂、区域售电公司、电动交通工具、庞大的海外市场。
华富储能 黄毅 研发中心经理《铅碳电池技术及在储能中的应用》
中国电力科学研究院 惠东《中国电力储能技术标准建设状况与面临问题》
技术路线方面:看好锂离子电子、铅碳电池;
电力储能技术标准范围:规划、设计、招标监督、设备试验检测、工程组织、安装施工、交接验收、运行交易、维护检修、调度;
电力储能技术标准建设状况:
案例1《储能系统接入配电网技术规定》(2010年发布,国家电网公司企业标准),需要进一步完善;
案例2《储能系统接入配电网规范规定》(2011年发布, 国家电网公司企业标准),需要进一步完善;
国家电网公司电力储能技术标准框架体系(2012年发布),包括七大类、五十余项标准;
参与国际标准组织的工作:2011年IEEE、2012年IEC 61427-2;
全国电力储能标准委员会(2014年5月国标委批准)。
中国水电建设集团国际工程有限公司 副总经理 阮海鑫《中国水电推动国际市场储能电站业务》
电站储能的必要性:当风电光电所占比例超过10%后,对局部电网产生明显冲击,甚至造成恶性事故。
TUV 南德《Toward 100%》
德国家用Tesla PowerWall储能经济性测算:
pv fit:11c
零售电价:28c
10kWh 2900 euro
每天6kWh
节省电费 17c/kWh,一年节省371 Euro
投资回收期:7~8年;
德国新能源发电现状:光伏新增量缓慢下降,但自用比例仍在增长(居民和商业)
新能源储能的应用场景:部分电网运营商网络中的新能源发电比例已经超过50%,必须配储能,其他包括电压稳定、频率稳定、备用电源需求;
此外,还有其他商业模式:比如利用家用/商用储能系统为电网提供服务,从简单的“备用”变成能够赚钱的设备。
科陆储能事业部 阮海明《风光储柴电站在无电地区的应用》
风光+储能 替代柴油发电 已经有经济性;海岛柴油发电成本接近3元/度,高原等地4元/度,东南亚等地至少也要2元/度;
微网几种模式:
纯光伏+柴油系统:光伏比例较高才有意义,但是比例高了之后,柴油机响应速度不够快,光伏波动,微网就垮掉;
光伏+柴油+储能系统:柴油可以恒功率运行(最经济),光伏的波动由储能吸收;
光伏+柴油+储能虚拟电厂系统:多了一个能源管理调度系统,光伏成为主要出力来源,负荷侧也参与调节。
风光柴储系统的多种投资模式:EPC工程总包、BOT交钥匙(建设周期一年)、EMC合同能源管理(前三年以节省柴油成本补偿电价方式收回投资)、股份持有模式(长期持有或3~5年退出)
法国电力公司 中国研发中心总经理 陈国飞《EDF在储能方面的研究及成果》
一年中需要25%以上配电容量和10%以上的发电容量以满足不到5%的时间的高峰用电负荷,因此,减少5%峰荷可以减少或延缓相应的投资。
结论:
为了评估储能市场,我们需要通过示范工程对储能的性能和收益进行量化研究,制定合适的技术解决方案;
针对服务性储能:需要建立合理的有偿系统服务价格机制;
针对市场套利型储能:合理的价格机制是有效促进储能市场发展的必要条件(如分时电价、占容电价等)
Day 2 :
鲁能:芯片级主动均衡BMS
均衡芯片,最大电流5A,可以延长30~40%的电池循环寿命,减少了维护(但没有提软件故障率,因为均衡带来的问题是控制算法复杂,容易出故障);公司主营微网+充电设施工程,也提供设备,希望业内企业质量为重,价格战不要过早开始;担心变为下一个光伏产业;(但事实上,2014年是鲁能自己为了取得上海电力公司的一个交流充电桩项目,打响了国网系公司定价低于私营企业的第一枪,侧面证明了部分充电设备技术含量的有限)
银隆:长寿命钛酸锂电池
公司钛酸锂电池成组(48V系统)测试,循环1384次后剩余容量98.4%,预测系统寿命6000次剩余80%以上;已经中标了国网和南网各一个储能项目;成本不愿意明说;据称已解决了LTO电池的胀气问题;(会后交流,其电芯售价目前在6元/Wh,目前需要首先完成美国altairnano公司,旗下一家美国OTC上市公司的私有化,这家公司有着钛酸锂的核心专利,收购和私有化还涉及两国商务部审批,所以时间表不清楚,个人了解altairnano,奥钛,也是拿过美国能源部经费的,所以不会很简单;所以和三友化工合作,以及之后上市,目前还不清楚何时能完成)
中国电科院新能源所:储能在新能源发电系统中的应用
波动性新能源的增加,对继电保护的影响、对电能质量的影响很多,包括电压越限、低压波动、谐波等等;
带来的问题:
影响配网安全稳定运行,限制高渗透率分布式光伏和风电的消纳;
孤岛带来的人身安全隐患(外电路断电,认为线路不带电,进行检修,结果线路可能带电);
孤岛地区电能质量问题;
电网供电恢复,相位不同步,带来电路断路器损坏;
对电压分布的影响,当光伏输出达到一定地步,就会出现电压越限(低压侧,标准时+7%~-10%电压波动范围);
解决方案:
基础方案——增加保护:单相保护之外,加装三相保护;
高级方案——加储能:减少节点电压波动、快速调节有功和无功、输出功率可控,混合储能介质——利用超级电容的快速响应,补偿电压闪变,利用铅酸/锂电,相对长时间的调峰调频,运用电力电子技术,治理有功无功;
并网型微网,两种工况兼容,提高电能质量、提供离网时的电能支撑。
内蒙古电力集团:内蒙储能技术的发展应用,及氢能应用展望 内蒙古正在计划建设大型的微电网示范项目,为了解决风电、光伏的消纳问题,其中包含储能,并希望尽快摆脱国家补贴(如何实现、成本分析没有细讲),规划总装机253万千瓦,配套16万千瓦储能; 按照计划配置的储能系统的功能和性能机型建模仿真,各个集群内部平衡后,对主电网的依赖减小(即可以不新增或者少新增主网投资,增加就地消纳能力)。
其中一种储能技术是1.5MW压缩空气储能,由中科院热物理所提供,于2013年7月25日通过验收,到目前运行时间超过1000小时;目前在做10MW的项目。
还有一种储能技术,可以将波动的电能转化为生产生活都能利用的能源,且清洁环保,即先进的电解水制氢:采用先进的微纳米非晶合金和金属氧化物催化剂技术,降低析氢电位;采用先进的隔膜材料和零极距结构设计,降低结构欧姆电压;
效果:传统电解水制氢,电耗4.4~4.8度/标方氢气,先进电解水制氢,电耗3.9~4.0度/标方氢气。
氢气在超大规模(10GWh~10TWh)储能中应有重要的实际意义和前景(其实是一张多年前老外做的老图,常被引用,但老外自己可能都不再用了)
氢能应用广泛,核心逻辑是把弃风弃光的能量转化为氢气。
氢气的优点使其可称为最佳的能源载体:
热值高(1m3氢气的热值等于0.267公斤,约0.334L的汽油,问题是0.334L汽油可驱动5公里的乘用车运行,制造1m3氢气,采用电解,需要4kwh的电,但如果采用纯电动,4kwh的电能可驱动20km的续航,总体能效好像有问题)
不会聚集(安全)
具有催化功能(在助燃领域的应用,和天然气或其他化学反应中掺混,加快反应,加大能效,可用于驱动汽车等方式
清洁(烧完变水)
TUV:超级电容:从配角走向主角的储能新星
超级电容优点:循环次数高、充放电快、安全、可回收、环境适应能力强
缺点:自放电、能量密度、成本
超级电容的放电性能特点,电压线性下降(不利于新能源车应用,但对储能问题不大):
TUV掌握了认证超级电容的各项技术(最终并没有讲出超级电容在储能应用的新情况,个人认为在调频储能中已经在广泛应用,例如ABB的风电变流器,这是毋庸置疑的)
英国交通研究所(TRL):无线充电不间断运行大巴项目
英国已经在进行道路及停车位布置无线充电设施,给大巴车在停车和遇到红灯停车时进行充电的示范项目;合作方包括企业、大学和政府,电力公司和施工公司也参与其中:
第一条示范线路是Milton Keynes市的7号线,单程21km,8辆车,每辆每年56000英里(约9万公里,每天250公里,和国内接近),两头两个充电点,中间点一个;充电采用4个线圈,120KW充电功率,车辆采用双85KW电机驱动,9.5米大巴,整备质量12.9吨,电池容量129kwh,电压588V(高配电机,低配电池);无线充电有着不占地、不漏电、不影响环境的优点(但是也提到了抗电磁干扰/辐射等方面的问题)
分论坛:电池与BMS
国网北京电力公司电科院 电源技术中心 李香龙 《动力电池梯次利用可行性方案和示范应用》
为什么要考虑梯次利用:数量高(2020年,500万辆,2亿kWh),成本高(2014年3元/W,2020年1.5元/Wh,占整车成本30%),还能用;
退运动力电池重新成组、根据不同应用场景重新配bms等外围设备(比如储能、UPS/EPS、场地车);
梯次利用的可行性方案分析:回收成本(按规格、类型分类回收)+筛选成本(外观尺寸、性能)+重组成本(BMS、一致性筛选)+安全成本+拆解成本;
电动汽车充电站负荷削峰填谷示范应用:储能系统5000元/kWh,降低变压器容量投资10万元/100kW,投资角度经济性不明显,但对降低负荷峰谷差效果显著,提高充电站运行安全稳定性。
北汽新能源 陈平 《动力电池发展规划及其全生命周期梯次利用》
新能源公司动力电池梯次利用方案探讨—各方利益点分析
用户:
不用一次性支付高昂购车成本;
用接近传统车价格购置新能源汽车;
每月租金小于传统车每月汽油费用
合资公司:
采用租赁模式确保电池产权;
不采用电池回购模式以避免电池价值评估不确定性;
通过资产证券化方式缓解现金流压力,通过收取押金及电池远程控制方式降低电池租金回收风险。
合资公司发挥退役电池梯次利用价值以抵消融资的财务成本及运营费用。
电池包租赁周期小于电池质保时间规避容量衰减风险,意外风险投保保险公司
北汽新能源
降低用户购买新能源汽车一次投入成本,扩大销量;
新商业模式试探,不影响现有营销模式以规避相关风险;
通过电池梯次利用到低端车可降低相关成本。
圣阳电源 隋延波《FCP铅碳电池商用方案研讨》
铅碳集装箱储能(1.1MWh)占地面积和同类锂电池系统(1MWh左右)差不多,但重量比较大(40+吨 vs 20+吨);
新型碳材料是关键部分,但不限于碳材料,正负极、电解液都有添加剂优化,是一个系统优化;
铅碳储能电站效率:PCS输入96%、输出96%、电池转换效率87%,综合效率可达80%(抽水蓄能大约75%);
铅碳更适合能量型应用,比如0.4C以下放电;
南方电网 陆志刚《大容量电池储能在电网中的集成》
世界已建成电化学储能806MW;
国内近年部分电池储能工程项目整理;
PCS系统新拓扑解决方案(元件数更少,效率更高,96%提高到98%以上):3月实测数据,系统总体效率92%;
电池调频优于飞轮储能的优势是:响应速度快(毫秒级),24h零待机成本(飞轮储能待机、运维成本较高)。
TUV南德 《电化学储能系统应用方案》
可再生能源发电系统的发展推动储能电池市场迅速发展和成熟;
15-20年的使用寿命要求,日历寿命;
退役电动汽车用电池阶梯利用降低电池的使用成本;
电池安全测试探寻电池安全临界值,为BMS和系统设计提供依据。
高特新能源 刘爱华《电池和BMS系统在新能源行业的应用及关键技术》
为什么需要电池管理系统?
电池管理系统管理什么?
新能源行业发展预测。
杨忠亮 深圳供电局有限公司《多元混合储能在企业微网的应用》
Day 3
东北电力设计院新能源分公司 张树森 《离网型储能电站设计对相关电气设备的主要技术要求》
双登集团《电力储能与微电网》
双登集团目前储能产品技术指标:
60%DoD循环寿命:铅酸2400,锂电5000;
系统成本(元/kWh):铅酸1200,锂电2500;
充放电条件:铅酸0.3C充/0.2C放,锂电1C充放。
储能削峰填谷应用案例:0.9元/度峰谷差地区(通信基站),使用铅酸电池储能做削峰填谷的合同能源管理模式,投资回收期4年。
展望与建议:1.储能正处于发展初期;2.铅酸(新型)电池技术快速进步;3.储能仍然需要政策支持。
阳光电源 余勇《大功率储能逆变器应用技术更新》
储能四大应用领域:可再生能源平滑、微网发电、负荷削峰填谷、户用储能
储能逆变器关键技术分析:
江苏欧力特能源科技 梁逵《铅碳超级电池及其关键材料研究开发》
铅酸电池负极加入碳材料改善性能,正极则加入SnO2导电纤维,作用是1.增强极板机械强度;2.形成导电通路,克服放电产物PbSO4的隔离作用;
国网山东电力公司 电科院《分布式电源及微电网对间歇性可再生能源的效率提升作用》
南网调频调峰发电公司 陈满《南方电网MW级电池储能863课题示范工程PCS项目》
2MWh二期工程技术路线特点:
1.无变压器直挂10kV电网;
2.单机容量2MW;
3.级联式H桥结构PCS;
4.四级均衡体系;
5.钛酸锂电池。
来源:新兴产业观察者