國家“十四五”規(guī)劃以來,隨著雙碳目標的逐步推進,能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換是短中期脫碳進程中的決定因素。以風(fēng)電、光伏為代表的清潔電力,在裝機總量以及發(fā)電量上逐年攀升,新能源發(fā)電的量變將徹底改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“源隨荷動”的電力生產(chǎn)方式。
在此過程中,新能源電能生產(chǎn)的波動性、間歇性也成為亟待解決的問題之一,當(dāng)電網(wǎng)無法保證足夠強壯的調(diào)整能力時,電力安全供應(yīng)將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。在此背景下,國家相關(guān)部門和地方政府相繼持續(xù)加強對新型儲能發(fā)展目標、產(chǎn)業(yè)布局、政策機制的部署,全面推動“風(fēng)電+儲能”發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)趨勢之一。
然而,面對集中式、分布式風(fēng)電等不同應(yīng)用場景,風(fēng)電+儲能應(yīng)該如何建設(shè)?作為國內(nèi)早涉足風(fēng)電變流器及電網(wǎng)儲能的企業(yè)之一,陽光電源針對集中式、分散式風(fēng)電配置儲能的需求提供不同側(cè)重點和解決方案。目前,其風(fēng)電全場景的儲能解決方案在輔助風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)、電力調(diào)頻調(diào)峰、需求側(cè)響應(yīng)等場景中已得到廣泛應(yīng)用和認可。
當(dāng)前,在風(fēng)電場電源側(cè)升壓站集中接入電網(wǎng)的集中式儲能是風(fēng)儲融合的主要形式,儲能系統(tǒng)按照風(fēng)電場容量的一定比例配置,以儲能電池艙與儲能變流升壓艙為基本單元集中化布置,統(tǒng)一接受電網(wǎng)的集中調(diào)度運行。集中式儲能在規(guī)模上集聚了儲能系統(tǒng)的容量,能夠充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)能量吞吐的優(yōu)勢。
集中式儲能中需要關(guān)注的是儲能安全性。針對安全性需求,陽光電源率先在行業(yè)推出“防、護、消、泄”的四層儲能系統(tǒng)安全設(shè)計理念,從預(yù)防激源產(chǎn)生,避免熱失控誘發(fā)、擴散等多舉并行,協(xié)調(diào)控制、全面管理,杜絕儲能電站安全隱患。陽光電源儲能電池系統(tǒng)采用能智能化散熱設(shè)計,根據(jù)電芯溫度,甚至結(jié)合系統(tǒng)外部輸入、運行工況、氣象數(shù)據(jù)等,更好預(yù)測維持整個儲能系統(tǒng)持續(xù)運行在的溫度區(qū)間,有效延長電池壽命,讓儲能系統(tǒng)更安全、更穩(wěn)定的運作。
在分布式應(yīng)用場景中,分散式風(fēng)電儲能系統(tǒng)是以風(fēng)電機組為單元的風(fēng)電聯(lián)合儲能的應(yīng)用型式,儲能變換單元與風(fēng)電變流器在風(fēng)電機組側(cè)集中配置,電池系統(tǒng)根據(jù)實際場景靈活采用“一機一儲”或者“多機一儲”布置,實現(xiàn)風(fēng)電變流發(fā)電和儲能系統(tǒng)的聯(lián)合運行和統(tǒng)一調(diào)度。
雖然集中式風(fēng)電場儲能和分散式風(fēng)電機組儲能在廣義上具有一致性,從電網(wǎng)角度,也可以將分布在每個接入點的集中式儲能看做分散式儲能系統(tǒng)。但在場景應(yīng)用上,兩者仍然存在差別——集中式儲能的調(diào)度和運行既要考慮電網(wǎng)的需求,同時也要考慮風(fēng)電場的運行特性,集中式儲能系統(tǒng)在小時電量的配置上會隨著電網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)更大差異化的需求。
這就需要更加靈活的儲能配置方式來進一步釋放風(fēng)儲不同的應(yīng)用場景,“風(fēng)儲融合”也就成為創(chuàng)新性解決方案,以及行業(yè)發(fā)展的趨勢之一。
可以說,分散式風(fēng)電儲能是風(fēng)電變流和儲能變換深度融合,從根本上深刻改變了風(fēng)電機組的運行特性,風(fēng)儲聯(lián)合運行控制簡化了電網(wǎng)調(diào)度難度,有望在分散式風(fēng)電場、功能性風(fēng)電機組接入等場景上發(fā)揮更大的作用。同時,風(fēng)電機組匹配儲能系統(tǒng),彌補了風(fēng)電機組無持續(xù)可備用能量的短板,在輔助風(fēng)電變流運行的同時,顯著提升風(fēng)電接入電網(wǎng)友好性。
2021年CWP國際風(fēng)能展中,陽光電源發(fā)布風(fēng)儲一體變流器,該變流器由6.6MW雙饋風(fēng)電變流器直流側(cè)配比10%功率的儲能變流單元,通過風(fēng)電變流與儲能變換一體化控制,深度融合風(fēng)電變流與儲能功能的場景化應(yīng)用。
陽光電源風(fēng)儲變流器儲能變換單元采用模塊化緊湊型設(shè)計,具備毫秒級快速功率響應(yīng),兼容電池能量管理,適配多種類型電池,直流側(cè)耦合具有更高電能轉(zhuǎn)換效率。驅(qū)動以風(fēng)電機組為單元的風(fēng)電聯(lián)合儲能的應(yīng)用型式,使風(fēng)電機組慣量與調(diào)頻、風(fēng)電消納及并網(wǎng)電能質(zhì)量等方面得到優(yōu)化。
因地制宜、科學(xué)設(shè)計、利用、電網(wǎng)友好是風(fēng)電場配置儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),更是風(fēng)電在實現(xiàn)碳中和進程中的高質(zhì)量發(fā)展需求。在2030年“碳達峰”目標下,陽光電源將持續(xù)推進風(fēng)儲融合創(chuàng)新,全面引領(lǐng)風(fēng)電轉(zhuǎn)換技術(shù)發(fā)展和革新,致力于成為全球一流的風(fēng)電技術(shù)及設(shè)備供應(yīng)商,持續(xù)為客戶提供更多風(fēng)電增值服務(wù)。