2022電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展分析

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展分析一、儲(chǔ)能技術(shù)綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行特性預(yù)測(cè)三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的需求四、源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)情況五、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考儲(chǔ)能技術(shù)綜述——儲(chǔ)能分類按存儲(chǔ)介質(zhì)，主要包括機(jī)械類、電氣類、電化學(xué)類、化學(xué)類及熱儲(chǔ)能。按放電時(shí)間，主要包括短放電時(shí)間（秒級(jí)至分鐘級(jí)）、中等放電時(shí)間（分鐘級(jí)至小時(shí)級(jí)）、較長(zhǎng)放電時(shí)間儲(chǔ)能（小時(shí)級(jí)至天級(jí)）1、抽水蓄能應(yīng)用最廣泛、最成熟。容量大（GW級(jí)，連續(xù)抽發(fā)數(shù)小時(shí)）、壽命長(zhǎng)（超過(guò)30年）、度電成本低（全生命周期度電成本約0.2-0.3元）。效率75%左右，建設(shè)成本6000元/kW以上，建設(shè)周期較長(zhǎng)（數(shù)年）。主要的商業(yè)模式兩部制電價(jià)：容量電價(jià)（約500元/kW/年）+電量電價(jià)。政府核定租賃費(fèi)用：電站建成后租賃給電網(wǎng)公司調(diào)度管理，支付租賃費(fèi)。受地質(zhì)條件限制。儲(chǔ)能技術(shù)綜述——機(jī)械儲(chǔ)能2、壓縮空氣儲(chǔ)能容量大（MW級(jí)，連續(xù)抽發(fā)數(shù)小時(shí)）、壽命長(zhǎng)（30年）、度電成本較低（全生命周期度電成本接近抽水蓄能）。作用類似抽水蓄能。效率60%左右，建設(shè)成本9000元/kW左右。大型壓縮空氣儲(chǔ)能需要利用鹽穴、礦坑等特殊地理?xiàng)l件建設(shè)儲(chǔ)氣室。江蘇省內(nèi)常州、淮安有鹽穴資源。儲(chǔ)能技術(shù)綜述——機(jī)械儲(chǔ)能儲(chǔ)能技術(shù)綜述——電化學(xué)儲(chǔ)能）。電化學(xué)儲(chǔ)能可靈活布點(diǎn)、響應(yīng)速度快（毫秒級(jí)），是目前各國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域和主要增長(zhǎng)點(diǎn)。不同電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)各自均存在發(fā)展短板，呈現(xiàn)多種技術(shù)路線相互競(jìng)爭(zhēng)、多元化發(fā)展的局面。1、鉛炭電池傳統(tǒng)鉛蓄電池的改進(jìn)型。成本低用戶側(cè)儲(chǔ)能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用（江蘇用戶側(cè)鉛炭電池占比超60%）。安全性好。能量密度較低（占地面積較大）。大倍率充放電能力較差（MW和MWh的比例至少1:4，一般在1:8充放電深度40%-60%（鋰電池可達(dá)80%）。2、鋰電池能量密度高、充放電速度快。張北風(fēng)光儲(chǔ)、深圳寶清主要采用鋰電（磷酸鐵鋰）。電動(dòng)汽車行業(yè)帶來(lái)的鋰電規(guī)模效益、梯次利用，成本可進(jìn)一步下降。國(guó)內(nèi)鹽湖鋰資源豐富。儲(chǔ)能技術(shù)綜述——電化學(xué)儲(chǔ)能儲(chǔ)能技術(shù)綜述——電化學(xué)儲(chǔ)能2、鋰電池比較磷酸鐵鋰：與其他鋰電池相比，安全性、能量密度、成本、壽命、充放電倍率等指標(biāo)均比較均衡，沒(méi)有明顯的缺點(diǎn)。在電力儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用較多（張北風(fēng)光儲(chǔ)、深圳寶清、部分用戶側(cè)儲(chǔ)能）。三元鋰：能量密度很高（適于汽車動(dòng)力電池）。價(jià)格高于磷酸鐵鋰。安全性相對(duì)較差，出現(xiàn)過(guò)燃燒事件。3、全釩液流電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，可超過(guò)一萬(wàn)次。容量衰減后可在線恢復(fù)。成本高。效率低（70%）。能量密度低，占地面積大（大連200MW/800MWh項(xiàng)目，占地76畝）。需要循環(huán)泵等輔助設(shè)備，運(yùn)維較復(fù)雜。儲(chǔ)能技術(shù)綜述——電化學(xué)儲(chǔ)能4、鈉硫電池成本、壽命、充放電倍率等綜合性能較好。需要300℃~350℃的高溫運(yùn)行條件，具有一定的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。日本發(fā)生鈉硫電池儲(chǔ)能電站火災(zāi)，燃燒持續(xù)兩周。儲(chǔ)能技術(shù)綜述——電化學(xué)儲(chǔ)能一、儲(chǔ)能技術(shù)綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行特性預(yù)測(cè)三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的需求四、源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)情況五、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考電力需求——電力、電量發(fā)展全社會(huì)最高負(fù)荷“十二五”以來(lái)，江蘇全社會(huì)最高負(fù)荷從6404萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)至10333萬(wàn)千瓦，年均增長(zhǎng)7.1%。9.9%全社會(huì)用電量負(fù)荷9.6%全社會(huì)用電量“十二五”以來(lái)，江蘇全社會(huì)用電量從3864億千瓦時(shí)增長(zhǎng)至5808億千瓦時(shí)，年均增長(zhǎng)6.0%。6.4%6.7%預(yù)計(jì)至2025年全社會(huì)負(fù)荷將達(dá)到1.59億千瓦，全社會(huì)電量將達(dá)到8450億千瓦時(shí)。電力需求——負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)近幾年江蘇季不均衡系數(shù)及最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。2017年全省季不均衡系數(shù)為0.765，全社會(huì)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5621小時(shí)。結(jié)合江蘇近年來(lái)最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)以及江蘇產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方向，預(yù)計(jì)

2025

年江蘇最大負(fù)荷利用小時(shí)達(dá)到

5300

小時(shí)，2035

年達(dá)到

5200

小時(shí)。電力需求——用電結(jié)構(gòu)調(diào)整2005-2017年江蘇三大產(chǎn)業(yè)、居民用電量2005-2017年江蘇三大產(chǎn)業(yè)、居民用電量增速2017年，一產(chǎn)、二產(chǎn)、三產(chǎn)、居民用電量占比分別為1.1%、74.4%、12.7%、11.8%。2017年，受夏季持續(xù)高溫天氣及去產(chǎn)能影響，依然呈現(xiàn)第三產(chǎn)業(yè)及居民生活用電增速高于第二產(chǎn)業(yè)增速的格局。電力需求——負(fù)荷特性夏季降溫負(fù)荷和冬季取暖負(fù)荷已成為影響我省全社會(huì)最大用電負(fù)荷變化的主要因素。受全球氣候變暖趨勢(shì)影響，近期冬季負(fù)荷高峰已不明顯，電力需求高峰均出現(xiàn)在夏季，降溫負(fù)荷約占最高負(fù)荷的1/3。電力需求——負(fù)荷特性江蘇電網(wǎng)負(fù)荷尖峰負(fù)荷特征明顯，夏季尖峰負(fù)荷大、持續(xù)時(shí)間短，新增省內(nèi)電源或引入?yún)^(qū)外來(lái)電，以及配套建設(shè)輸變電工程的常規(guī)解決方式所需的投入較大，而平均運(yùn)行效率效益較低。2015~2017年江蘇年持續(xù)負(fù)荷曲線（標(biāo)幺值）電力供應(yīng)——風(fēng)光可再生裝機(jī)占比十三五末，風(fēng)光裝機(jī)占比進(jìn)一步擴(kuò)大，風(fēng)光占比均超過(guò)10%。電力供應(yīng)——區(qū)外直流來(lái)電占比2017年江蘇電網(wǎng)區(qū)外直流電力占比2017年7月，雁淮直流實(shí)現(xiàn)正常送電，最大送電功率達(dá)到440萬(wàn)千瓦。2017年，區(qū)外直流電力占比最高為17.04%（2017年11月5日），占比較高的月份包括6月—11月。電力供應(yīng)——區(qū)外直流來(lái)電占比2022年江蘇電網(wǎng)區(qū)外區(qū)外直流電力占比“十四五”初，

區(qū)外直流電力占比最高可達(dá)30%，預(yù)計(jì)發(fā)生在9月汛期。汛期是區(qū)外直流電力占比較高的時(shí)期，特高壓直流閉鎖對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全影響更顯著。2017年：華東1000千伏北半環(huán)網(wǎng)（特高壓GIL過(guò)江通道未建成）；建成“六縱五橫”的500千伏骨干輸電網(wǎng)架。220千伏電網(wǎng)實(shí)施分層分區(qū)運(yùn)行，截至2017年底，全省220千伏電網(wǎng)分成28個(gè)片?！笆濉敝泻笃冢杭訌?qiáng)形成“六縱七橫”的500千伏主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；特高壓GIL通道投產(chǎn)。電網(wǎng)發(fā)展——主網(wǎng)架規(guī)劃情況一、儲(chǔ)能技術(shù)綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行特性預(yù)測(cè)三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的需求四、鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目介紹五、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考1、加快源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)升級(jí)，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全儲(chǔ)能發(fā)展需求14秒

1分21時(shí)57分59秒故障發(fā)生5分34秒21時(shí)59分一次調(diào)頻動(dòng)作完成21時(shí)58分13秒頻率最低22時(shí)3分37秒頻率恢復(fù)2015年9月19日21時(shí)57分，錦蘇特高壓直流因送端遭雷擊導(dǎo)致雙極閉鎖，華東電網(wǎng)頻率短時(shí)間內(nèi)下降到49.563赫茲，近十年來(lái)首次跌破49.8赫茲。1、加快源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)升級(jí)，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全隨著特高壓“一交三直”工程落點(diǎn)江蘇，江蘇電網(wǎng)區(qū)外來(lái)電規(guī)模不斷增加，“強(qiáng)直弱交”結(jié)構(gòu)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)日益顯現(xiàn)，存在直流近區(qū)交流電網(wǎng)故障導(dǎo)致直流閉鎖或直流系統(tǒng)故障等造成大功率缺失的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。儲(chǔ)能具有良好的毫秒級(jí)快速、穩(wěn)定、精準(zhǔn)的充放電調(diào)節(jié)特性，是擴(kuò)大“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”系統(tǒng)響應(yīng)規(guī)模、提高江蘇電網(wǎng)抵御事故水平的重要手段。儲(chǔ)能發(fā)展需求儲(chǔ)能參與調(diào)峰示意圖儲(chǔ)能發(fā)展需求2、促進(jìn)新能源消納，服務(wù)能源綠色轉(zhuǎn)型儲(chǔ)能參與調(diào)峰調(diào)頻受多種因素影響，2010-2017年，江蘇電網(wǎng)最大峰谷差呈持續(xù)加大趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)率達(dá)9.36%。儲(chǔ)能充電：輔助調(diào)峰，減少峰谷差。儲(chǔ)能放電：作為調(diào)峰電源，支撐負(fù)荷尖峰。2、促進(jìn)新能源消納，服務(wù)能源綠色轉(zhuǎn)型緩解局部重要重載的受電斷面壓力通過(guò)調(diào)節(jié)儲(chǔ)能充放電功率，可實(shí)現(xiàn)對(duì)受電斷面功率的靈活控制，儲(chǔ)能可作為解決重要受電斷面越限問(wèn)題的備選方案。全省新能源發(fā)展與蘇南負(fù)荷中心逆向分布，導(dǎo)致部分時(shí)段北電南送（過(guò)江）斷面電力流大幅增加，并出現(xiàn)超調(diào)度運(yùn)行限額的情況；部分縣市新能源裝機(jī)遠(yuǎn)超最大負(fù)荷，導(dǎo)致500千伏主變及220千伏電網(wǎng)潮流越限，電網(wǎng)阻塞嚴(yán)重。儲(chǔ)能發(fā)展需求2、促進(jìn)新能源消納，服務(wù)能源綠色轉(zhuǎn)型儲(chǔ)能提供靈活調(diào)節(jié)手段江蘇電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)以煤電為主，抽蓄站址資源有限。隨著省內(nèi)新能源規(guī)?；l(fā)展，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行靈活性的要求將越來(lái)越高。響應(yīng)速度快：可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)，可滿足正常調(diào)節(jié)及緊急響應(yīng)調(diào)節(jié)要求，擴(kuò)大源網(wǎng)荷規(guī)模。雙向調(diào)節(jié)能力：額定功率的雙倍調(diào)節(jié)能力。2017年底江蘇省電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)能發(fā)展需求3、改善電網(wǎng)尖峰負(fù)荷特性，提高電網(wǎng)綜合能效江蘇電網(wǎng)負(fù)荷尖峰負(fù)荷特征明顯，夏季尖峰負(fù)荷大、持續(xù)時(shí)間短，新增省內(nèi)電源或引入?yún)^(qū)外來(lái)電，以及配套建設(shè)輸變電工程的常規(guī)解決方式所需的投入較大，而平均運(yùn)行效率效益較低。儲(chǔ)能可提高尖峰負(fù)荷時(shí)段的電網(wǎng)供電能力，改善電網(wǎng)尖峰負(fù)荷特性，減少為滿足尖峰負(fù)荷而新增省內(nèi)電源或引入?yún)^(qū)外來(lái)電投資，同時(shí)增加電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)段用電需求，提高電網(wǎng)和電源整體運(yùn)行效率。2015~2017年江蘇年持續(xù)負(fù)荷曲線（標(biāo)幺值）儲(chǔ)能發(fā)展需求一、儲(chǔ)能技術(shù)綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行特性預(yù)測(cè)三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的需求四、源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)情況五、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考秒級(jí)/分鐘級(jí)切負(fù)荷毫秒級(jí)切負(fù)荷一期工程二期工程三期工程2016年6月15日，國(guó)內(nèi)首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)”在江蘇建成投運(yùn)，全省具備100萬(wàn)千瓦毫秒級(jí)精準(zhǔn)切負(fù)荷能力。2017年12月，二期工程建成投運(yùn)，全省具備200萬(wàn)千瓦毫秒級(jí)精準(zhǔn)切負(fù)荷能力。2018年，三期工程建成投運(yùn)，全省具備260萬(wàn)千瓦毫秒級(jí)精準(zhǔn)切負(fù)荷能力，并建成鎮(zhèn)江101MW電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。總

體目

標(biāo)通過(guò)精準(zhǔn)負(fù)荷控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)電-供電-用電友好互動(dòng)，拓展電網(wǎng)故障時(shí)可控資源，完善大電網(wǎng)安全控制手段，推動(dòng)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。負(fù)荷自動(dòng)恢復(fù)實(shí)現(xiàn)目

標(biāo)1.保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，防范大面積停電；2.保證關(guān)鍵設(shè)備安全，防范連鎖故障；3.減小尖峰負(fù)荷，釋放備用容量。控制模式負(fù)荷、儲(chǔ)能響應(yīng)電源、電網(wǎng)變化傳統(tǒng)發(fā)電跟蹤負(fù)荷毫秒級(jí)協(xié)調(diào)控制瞬時(shí)平衡應(yīng)對(duì)頻率急速下跌，不觸動(dòng)第三道防線秒級(jí)協(xié)調(diào)控制短時(shí)平衡保證關(guān)鍵設(shè)備安全分鐘級(jí)協(xié)調(diào)控制時(shí)段平衡負(fù)荷平移釋放備用容量大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)江蘇鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目接入“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)”，總規(guī)模101MW/202MWh，總占地面積33.7畝，總投資約7.6億元。序號(hào)工程名稱建設(shè)規(guī)模1大港儲(chǔ)能電站16MW/32MWh2北山儲(chǔ)能電站16MW/32MWh3五峰山儲(chǔ)能電站24MW/48MWh4建山儲(chǔ)能電站5MW/10MWh5丹陽(yáng)儲(chǔ)能電站12MW/24MWh6長(zhǎng)旺儲(chǔ)能電站8MW/16MWh7新壩儲(chǔ)能電站10MW/20MWh8三躍儲(chǔ)能電站10MW/20MWh總計(jì)101MW/202MWh一、儲(chǔ)能技術(shù)綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)行特性預(yù)測(cè)三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的需求四、源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)情況五、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考1、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能與用戶側(cè)/電源側(cè)發(fā)展儲(chǔ)能存在本質(zhì)區(qū)別電網(wǎng)側(cè)電源側(cè)用戶側(cè)不同儲(chǔ)能定位？電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考用戶利益最大化用戶利益最大化系統(tǒng)利益最大化增量配電？2、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是最集約、效益最大的應(yīng)用方式電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是能夠發(fā)揮

源-網(wǎng)-荷

全系統(tǒng)效益最大化的儲(chǔ)能方式：平衡規(guī)模化的風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源的波動(dòng)需求；滿足日益增長(zhǎng)的負(fù)荷及其波動(dòng)性需求；電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)源-荷互補(bǔ)的核心功能；電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能可大幅提高電網(wǎng)建設(shè)及利用效率。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能新能源波動(dòng)負(fù)荷需求源-荷平衡電網(wǎng)安全和效率電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的實(shí)質(zhì)：基于系統(tǒng)整體的需求響應(yīng)3、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的受益主體包括源網(wǎng)荷各環(huán)節(jié)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考源網(wǎng)荷可再生能源常規(guī)火電區(qū)外來(lái)電高可靠性負(fù)載電壓敏感型負(fù)載可中斷負(fù)載電網(wǎng)安全電網(wǎng)效率設(shè)備重/過(guò)載誰(shuí)買單？4、電化學(xué)儲(chǔ)能與抽水蓄能的差異電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考儲(chǔ)存介質(zhì)——電池調(diào)節(jié)方式——日內(nèi)靈活程度——毫秒儲(chǔ)存介質(zhì)——水調(diào)節(jié)方式——日周靈活程度——電源直接服務(wù)快速需求響應(yīng)更像負(fù)荷？？常規(guī)電源調(diào)節(jié)能力補(bǔ)充更像電源？？5、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能不能代替源荷兩側(cè)更具經(jīng)濟(jì)性的調(diào)節(jié)方式電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展的思考常規(guī)火電常規(guī)水電燃?xì)怆姀S……電動(dòng)汽車需求側(cè)響應(yīng)能效/