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中国电力科学研究院:服务于新电力调峰的储能配置

特普生科技 特普生科技 2023-08-04 12 231

1、新型电力系统中新能源的地位

非化石能源发电的电量直接决定了新型电力系统中的碳减排量从电量维度可以看出,大体可分为三个阶段。

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基准/跨越式新能源发展情景下新能源等发电量占比演变情况

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碳中和目标下,新能源电量占比“60%”的实现,电网功能形态必将发生革命性变化,需要储能发挥更加重要的调峰作用。

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电化学储能技术成熟度较高,其规模化商业应用已迎来爆发式增长的临界点。

储能成本快速下降:离子储能系统等效度电成本 (元/千瓦时次) : 0.5 (2020年) -0.2(2025年),2030年光储联合发电成本低于传统火电机组标杆电价。

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对于2030年某大区电网,在新能源装机占比66%的场景下(**负荷1.38亿千瓦,直流外送6670万千瓦常规电源装机2亿千瓦,风电、光伏装机各2亿千瓦)。若使新能源并网发电量占比达到或接近50%,需配置1600万千瓦/6小时储能,可新增新能源消纳电量401亿千瓦时。

2、提高系统调峰和新能源消纳能力场景

技术要求:能量型储能,容量大,对储能整体系统的充放电功率调节速率和反转速度要求不高。

配置原则:

1、配置在潮流疏散灵活、电压支撑调节能力强的枢纽节点,可靠近新能源侧。

2、针对系统净负荷曲线的调峰需求,通过生产模拟的方法计算确定储能的能量容量和功率容量

3、计及充放周期内 (一般为日内) 充放平衡约束充放电转换能量损耗、SOC 上下限约束

4、新能源有效容量系数以上的出力部分可以先主动弃掉,不增添系统的调峰负担。

3、光储联合供(发)电

新能源发电具有随机波动性和反调峰特性,系统的电力平衡与调峰压力加大,在高比例新能源电力系统中,可能带来新能源弃电和负荷供电保障等问题。在日波动周期性强的高光伏渗透率系统中,如将储能与新能源联合配置与协调控制,则可有效提升系统的电力平衡与调峰能力,降低新能源出力间歇性的负面影响,提高新能源利用率,增强对用户的供电保障能力。

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4、新型电力系统中促消纳问题的矛盾及其演化规律

发展早期

追求保障新能源的高利用率主要是由于当时新能源发电设备的成本较高,为了充分利用新能源发电设备,避免短期内投资过热和设备浪费,促进行业的健康可持续发展,才确立了高利用率保障目标。

发展中后期

新能源发电设备成本不断加速下降的趋势下,单纯追求新能源的高利用率已经,即由保利没有必要,而应转向“由保到促”用率向促消纳转变,主要致力于促进电力系统中新能源发电量占比的提升。

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5、系统电力电量平衡与调峰配置的基本方法

经初步测算: 2030年新能源利用率若降低1个百分点,可提升新能源电量占比约1.1个百分点。

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左图:根据新能源预测精度,综合考虑开机容量
右图:根据新能源实际出力进行调峰平衡、电量平衡中

6、超大规模新能源+储能+需求侧响应

零碳路径下演进方向之一——超大规模新能源+储能+需求侧响应

如考虑到CCUS技术的成熟度和经济性没能及时突破,以及高调节性能、低利用小时数煤电的技术经济性和生存机制等问题,导致煤电无法有效保留,新能源装机发展规模需进一步增加,同时需要配置更多的抽蓄和储能以部分解决日内调峰和电力平衡问题,但在日电量不足时则无法应对,需要依靠需求侧响应技术以有限解决电力平衡缺额问题。

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算例-2060年负荷高峰日

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特普生,成立于2011年,是国家高新技术、专精特新企业。主要研制NTC芯片热敏电阻温度传感器储能线束储能CCS集成采集母排储能模组铝巴等温度采集产品系列。一体化研制、一致性品质的特普生,竞争力优势明显:自主研制NTC芯片核心技术及实现医用0.3%精度;专利百项,保留不公开技术2项;为全球新能源产品、大消费品与工业品提供了定制化的温度采集技术。

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