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别让系统安全成为储能发展“绊脚石”

发布日期:2021-12-15 信息来源:中国能源报 字号:[ ]

随着储能与新能源发电的关联性越来越强,储能系统集成问题也日益突出——

日前,有专家表示,构建以新能源为主体的新型电力系统,面向未来高渗透率新能源的接入与消纳,需要源网荷储协同发力,优化电网结构,增强电网调节能力,辅助调频调峰,提升电网整体安全和利用效率。

此前,有专家称,随着新能源的快速发展,储能与新能源发电的关联性越来越紧密,储能价格将逐步增至国际平均水平,但储能系统集成问题也日益突出。 

中国能源建设集团科技信息装备事业部总经理裴爱国表示,为配合新型电力系统发展,截至2020年底,我国新型储能装机超过300万千瓦,预计2025年总需求在3000万千瓦以上,2030年新型储能规模将进一步增加到1.5亿千瓦左右。新型储能规划明确提出了技术创新方向,提出着力构建以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的储能技术创新体系,加快推动成本下降、安全提升、效率提升,实现新型储能规模化应用。

科华数据股份有限公司新能源解决方案总监高志远告诉记者,“十四五”期间,规划了五大新能源基地,装机量都在吉瓦级。新能源汽车的占比越来越高,用电的波动不断增大,大量电子设备关联性不足。要解决这些问题,就要大力发展储能。

“近年来,国内储能电站容量不断增加,新能源侧储能不断发展,共享储能和分时电价政策出现,宏观环境对储能发展非常理想,储能将大有可为。”高志远认为,电化学储能可以解决毫秒级的需求侧相应,储能可以作为新能源系统的重要支撑,也可以作为以新能源为主体的新型电力的重要支撑。

储能在整个电网系统架构中,从发电到输电到用电,在每一个环节都有不同的应用价值,也有不同的关注点,在发电侧新能源里面是平滑处理,跟踪极化曲线,在火电厂、燃气调频、电力市场辅助服务,新能源侧的储能成本比较敏感,系统集成方面更多考虑性价比。

高志远认为,现在储能集成系统方面的关注点主要有三方面:“首先是安全,包括电池安全和防护安全,需要具备多重保护的系统集成,包括热失控管理,以及热失控后的消防管理。其次是技术,从目前储能行业来看,虽然电池成本一降再降,但是系统集成技术仍需要突破不断进步,应该考虑储能如何能主动支撑电网,快速相应以及与燃气机组做好匹配性。最后是效益问题,如何降低电池衰减率,让系统融合更进一步。”

华中科技大学教授谢佳认为,储能系统集成需要突破安全性难题。“全球累计报道储能起火爆炸事故40余起,储能系统集成热失控是潜在的共性问题。”

谢佳告诉记者,储能系统集成在安全性方面以被动防护为主,通常采取事前预防和事后消防两种方式。事前预防主要包括制程工艺管控、电池筛选、质量管控,事后消防则是配备灭火隔离装置。

高志远认为:“储能系统集成应通过软件保护,做到预防检测和提供保护反应时间的提前量,以及靠BMS实现从模组到整箱的保护。变流器能够通过和电池通讯快速切断电器回路,并靠变流器后面的电力联动保护把火灭掉。”

此外,有专家认为,储能系统集成的安全核心在于电池测(直流侧),其能量密集、拓扑结构灵活多变、电芯数量多且特性不一致等特点,给储能保护、监测、消防、环控带来较大难度。因此,储能系统集成的选择不仅要考虑全生命周期成本,更要全面深入地从电池全生命周期的维度评估储能安全与性能。

“目前,国内尚无专门针对储能系统集成方面安全的技术标准可供依照,因此,我国要尽快出台政策,明确储能设施建设相关技术要求,包括安全设计、系统效率、系统寿命等。”上述专家建议。





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