雙碳背景下,能源供需格局的深刻調整,給電力系統帶來深刻變化。構建新型電力系統,如何增強新能源發電主動支撐能力,助推新能源由輔助電源向主體電源轉變?如何加強源網荷儲協同發展,全面支撐新能源高效開發利用?如何推動儲能技術研究,支撐高比例新能源電力系統靈活調節能力提升?
5月24日,第十六屆(2023)“SNEC光伏大會暨(上海)展覽會”在上海新國際博覽中心舉行。遠景作為全球領先的能夠提供智慧風、光、儲等綠色能源全產業鏈技術解決方案的科技企業參展,向數十萬專業觀眾展出了基于未來電力市場需求的智慧“新型電力系統”解決方案和最新一代智慧液冷儲能解決方案。
遠景提供的“新型電力系統”解決方案有何不同?
首先,從系統層面,遠景對新型電力系統進行全面審視,在充分挖掘新能源電源設備、儲能設備、負荷設備潛力的情況下,結合系統一次、二次設計并結合多時間尺度下電網穩定性仿真分析解決新型電力系統面臨的挑戰。
新型電力系統通常以帶有多種約束條件下的在網,甚至孤網形態存在,僅僅考慮傳統電力系統的設計標準及導則無法面對新的挑戰。因此,開發具備適用于新型電力系統的創新性的一次、二次設計原則及可靠性標準,滿足系統的可靠性、經濟型需求,才能夠賦予新型電力系統強大的生命力。
其次,源網荷儲各個要素層面,遠景也針對性的做了更加適應新型電力系統的技術優化。在要素配置上,通過大規模尋優,確定風光儲荷的最優配置;在電源方面,通過引入人工智能和多設備的信息和控制協同,強化新能源電站的預測能力,同時降低了波動性;在電網方面,開發了基于模型的預測控制,降低運營成本,提升經濟性;在負荷方面,增強了負荷的可調性和電網適應能力;在儲能方面,開發多種電網支撐型技術,支持不同強度的電網甚至孤網。
發力源網荷儲 零碳產業園里的“綠色賬單”
構建新型電力系統,從新能源發電方面來說,中國正經歷分布式發電逐步替代集中式發電、新能源發電逐漸替代傳統能源發電,以及終端能源電能替代傳統用能的階段。遠景智能打造了基于AIoT的智能物聯網操作系統EnOS?。該系統基于開放、標準、成熟的技術架構,融合大數據、云計算、人工智能、物聯網、區塊鏈等先進的數字化技術,以及遠景集團在可再生能源、智慧城市、智慧樓宇、智慧電網、碳管理等垂直領域的最佳實踐和專業知識,致力于將行業知識轉化為高效便捷的工具和可復用的模型,賦能發電企業加速低碳數字化轉型。
從源網荷儲一體化及多能互補方面來說,未來終端能源系統將向以電為中心、多能互補方向發展,源網荷儲集成一體化規劃設計需求顯著加強。
遠景在鄂爾多斯落地了全球首座零碳產業園,利用鄂爾多斯豐富的風光資源,通過智能物聯網源荷互動控制系統和基于風光儲的零碳能源島,在該產業園內實現了100%綠色零碳能源供給,其中,80%的電量由區域內的可再生能源發電直供,20%與電網交易。
無論是風電還是光伏,作為可再生能源都難免“看天吃飯”,工業生產卻不能說停就停。為解決這一難題,遠景鄂爾多斯零碳產業園提供了兩種解決方案:智能微網和大規模儲能。
首先是基于可再生能源的新型電力系統的控制和調度。在產業園內,能源以風光綠電直供為主,網電為輔,同時下游的用戶數量相對電網少,意味著負荷平衡空間更有限。必須通過精確地預測風光功率,建立園區內合理的電力市場交易機制激活需求側管理,同時積極同大電網的做好互動,優化電力潮流管理來實現,這就需要根據園區實際,不斷迭代優化控制和調度算法。
其次需集成電化學儲能等大規模儲能方式。目前,電化學儲能只能滿足4小時的儲能需求。遠景同時還在探索新的儲能系統,以滿足天級、甚至周級的儲能需求。
“新型電力系統是要解決三個核心問題的平衡,第一個問題是要做到高比例的綠色能源,第二要保持電網的穩定,第三是要實現有競爭優勢的電價。這三件事是在一個不斷平衡的過程中。”遠景科技集團戰略高級總監張元扼要指出難點所在。
事實上,這種難以達成的平衡已經在零碳產業園近乎實現了。除了實現能源穩定、綠色以外,遠景零碳產業園中的電價,比內蒙古工商業電價還低了20%。
在過去的中國工業體系中,由于電價相對低廉而穩定,電力成本問題并未被廣泛深入考慮。但這種情況正在發生變化,近期,國家發改委公布了2023-2026年各省級電網輸配電價水平,電力市場化改革不斷深入,企業不得不思考降本增效的應對策略。零碳產業園本質上其實上是綠電就地消納,這將進一步提高綠電的經濟效益,降低企業能耗成本。
聚焦儲能 破解新型電力系統關鍵難點
儲能是新型電力系統重要的靈活性調節資源,是不可或缺的基石。
創立至今,遠景不斷集成智能物聯網、動力電池、碳管理等新技術,形成新的解決方案,進入新的業務領域。而儲能作為新型電力系統穩定、平價的關鍵,成為遠景聚焦的重要挑戰。
遠景深耕風電行業十數年,對電力系統具有深刻理解。遠景新一代智慧液冷解決方案結合遠景體系內電化學、電力電子、電氣等領域專業技術能力,可以更好的幫助新能源支撐電力系統運行。
遠景儲能電芯來自具有15年電池研發及設計經驗的遠景動力。遠景動力具備 15 年電池研發及設計經驗,已經為 44 個國家的 80 多萬輛電動汽車提供安全的電池產品,迄今為止從未發生任何一起重大事故。
遠景能源早已打開了風機變頻技術的黑匣子。風電的逆變器技術和儲能的變流器技術較為相似,但設計復雜度更高。遠景儲能變流器采用遠景能源風電變流器成熟的產品架構。
遠景儲能的交流系統,在遠景最先進的風機電氣傳動鏈平臺上復用和優化,包括軟件系統、功率變換系統、升壓系統及結構和環控等。
基于遠景EnOS?智能物聯網操作系統,遠景將大數據智能技術融入到新一代智慧液冷儲能解決方案中,電子電力、電氣、電化學等互相協同,實現儲能系統與電力系統高度耦合,連接源網荷儲,做到與電網、負荷、光伏電站、風場、風機瞬態特征相匹配。
遠景正在快速拓展儲能市場,已在中國、新加坡、英國等地部署超過150個智慧儲能項目,推動遠景成為全球領先的能夠提供智慧風、光、儲等綠色能源全產業鏈技術解決方案的科技企業。
此外,為滿足多樣化場景需求,在遠景能源智慧儲能產品總工程師錢振華的帶領下,遠景新一代智慧液冷儲能產品基于成熟的集裝箱儲能方案,對系統設計理念、消防安全和安裝運輸進行全新升級。
為適應中國地理多樣性和滿足不同場景儲能需求,產品采取模塊化戶外柜設計,并可靈活調整系統拓撲結構,以適應集中式和分布式應用,匹配發電側、電網側、用戶側多應用場景,應對高溫與嚴寒、高濕度、鹽霧等嚴苛環境。目前,遠景已具備行業少有的“儲能全棧技術能力”,即電芯、BMS、PCS、EMS等主要部件全部自主研發生產。
智慧液冷儲能產品采取IP55 (Pack IP67)高防護、C5高防腐等級和高低溫設計,應用業績超過5GWh+,國內外在手訂單達15GWh+,在西藏、新疆、內蒙、甘肅、海南、山東、新加坡等地區均有落地,項目地點地理環境差異大,覆蓋風沙、高海拔、高溫、高濕、高寒、鹽霧等不同的嚴苛環境條件。
打造本征安全、低成本、長壽命、高密度的儲能電芯也是關鍵。新一代智慧液冷儲能解決方案采用遠景自主研發、制造的315Ah儲能電芯,實現儲能系統更高能量密度、更小占地面積和更低度電成本(更高客戶收益),更獲得了包括UL9540A和UL1973、GB/T 36276等在內的重要認證。此外,針對市場普遍對儲能系統安全性存在擔憂的痛點,遠景的大數據智能火警監測系統、Pack級消防、艙體1小時耐火防爆通風等特點,配合遠景自研車規級品質儲能電芯,帶來更高級別的安全保障。