“湖南電網(wǎng)作為中東部地區(qū)受端電網(wǎng)，‘雙高’電力系統(tǒng)特征明顯。特高壓交直流入湘后，電源結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架形態(tài)和負(fù)荷特性將發(fā)生顯著變化，給湖南電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。因此，湖南要建立新型電力系統(tǒng)，破局電網(wǎng)運(yùn)行難題，儲(chǔ)能是關(guān)鍵。”日前，在湖南電池博覽會(huì)暨首屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)上，湖南電網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露。

 

此前，湖南省已明確以發(fā)展電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能為重點(diǎn)，以建設(shè)大規(guī)模集中式共享儲(chǔ)能為主線，統(tǒng)籌項(xiàng)目選點(diǎn)，集中規(guī)劃建設(shè)一批電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站，力爭(zhēng)到2023年建成電化學(xué)儲(chǔ)能電站150萬(wàn)千瓦/300萬(wàn)千瓦時(shí)以上。

 

湖南電網(wǎng)調(diào)峰壓力大

 

國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司儲(chǔ)能專項(xiàng)辦副主任周冠東認(rèn)為，“‘十四五’期間，預(yù)計(jì)湖南的新能源裝機(jī)是‘十三五’的2.4倍，湖南將正式邁入由新能源主導(dǎo)的電力系統(tǒng)。”

 

高比例新能源接入以后，將會(huì)對(duì)湖南電網(wǎng)會(huì)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)？

 

周冠東告訴記者，目前來(lái)說(shuō)，新能源的消納能力有限，其本身是反調(diào)峰特性，負(fù)荷和電源之間存在嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)。此外，由于湖南的小水電占比很多，且大部分不具有調(diào)峰能力，因此，湖南電網(wǎng)面臨的調(diào)峰壓力很大。

 

湖南省電力公司電力科學(xué)研究院院長(zhǎng)周衛(wèi)華表示，傳統(tǒng)電網(wǎng)構(gòu)建在穩(wěn)態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，難以適應(yīng)新能源、儲(chǔ)能、配電網(wǎng)等相應(yīng)直流系統(tǒng)接入分析和仿真的新型電力系統(tǒng)，在電網(wǎng)的規(guī)劃方面面臨諸多不確定性。

 

“同時(shí)由于參數(shù)太多，建模受限，存在很多需要迫切解決的問(wèn)題。”周衛(wèi)華告訴記者，“首先，湖南電網(wǎng)峰谷差常年排在全國(guó)前列，最高負(fù)荷是3300萬(wàn)千瓦，最低負(fù)荷是800萬(wàn)千瓦，峰谷差達(dá)60%以上，調(diào)峰壓力巨大；其次，湖南面臨著常規(guī)電源欠缺，需要推進(jìn)火電基礎(chǔ)聯(lián)合改造，促使已經(jīng)規(guī)劃的火電機(jī)組快速投運(yùn)，起到基礎(chǔ)調(diào)峰作用；最后，湖南電網(wǎng)要進(jìn)一步完善調(diào)峰機(jī)制，到2035年基本形成2400萬(wàn)千瓦以上的火電調(diào)節(jié)能力、100萬(wàn)千瓦以上的水電調(diào)節(jié)能力。”

 

負(fù)荷結(jié)構(gòu)日趨多元帶來(lái)挑戰(zhàn)

 

“從電源結(jié)構(gòu)來(lái)看，新能源具備強(qiáng)不確定性、弱可控性，未來(lái)電網(wǎng)將是交直流混合大電網(wǎng)、微電網(wǎng)和調(diào)節(jié)負(fù)荷共存的電網(wǎng)，從特性來(lái)看是實(shí)時(shí)平衡，一體化運(yùn)行。”周冠東認(rèn)為，以新能源為主的新型電力系統(tǒng)下，電力結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)形態(tài)，運(yùn)行特點(diǎn)都帶來(lái)了新的改變。

 

“湖南電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’協(xié)同發(fā)展，有著來(lái)自電壓、抗短路、功率平衡、調(diào)節(jié)能力以及儲(chǔ)能等多方面的挑戰(zhàn)和壓力。”周冠東表示，“新能源成為電源主體，面臨的困難很多，難度巨大。因此，儲(chǔ)能便要承擔(dān)起保障清潔能源消納、提供安全優(yōu)質(zhì)電能服務(wù)的使命。”

 

周衛(wèi)華表示，當(dāng)前湖南的風(fēng)電是分散式山地風(fēng)電，規(guī)模上并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，光伏的利用小時(shí)數(shù)也偏低。“此外，湖南負(fù)荷特性也很復(fù)雜，以電代煤的負(fù)荷大規(guī)模進(jìn)入后，湖南電能在終端能源占比達(dá)到17%，仍低于27%的全國(guó)平均水平，隨著終端用戶電能潛力釋放，電能需求將越來(lái)越大。”

 

周衛(wèi)華認(rèn)為，未來(lái)湖南負(fù)荷結(jié)構(gòu)多元化后，負(fù)荷將參與電源側(cè)雙向能源互動(dòng)，電源利用范圍將會(huì)廣泛延伸，負(fù)荷特性也會(huì)隨之更加復(fù)雜。因此，儲(chǔ)能一定是湖南源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)、多能互補(bǔ)系統(tǒng)中的支撐，是清潔低碳、安全可控、靈活高效，開(kāi)放互動(dòng)的電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。

 

因地制宜發(fā)揮儲(chǔ)能價(jià)值

 

湖南對(duì)儲(chǔ)能的重視程度，可以從該省密集發(fā)布的儲(chǔ)能政策中初見(jiàn)端倪。“除了整體的規(guī)劃布局外，全國(guó)唯一的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站也已落地湖南，力爭(zhēng)到2023年全省建成電化學(xué)儲(chǔ)能電站150萬(wàn)千瓦/300萬(wàn)千瓦時(shí)以上。”上述湖南電網(wǎng)專家告訴記者。

 

他表示，湖南電網(wǎng)還會(huì)考慮充分利用儲(chǔ)能電站模擬傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

 

隨著電化學(xué)儲(chǔ)能的大發(fā)展，全方位掌握儲(chǔ)能運(yùn)行的安全穩(wěn)定性能，準(zhǔn)確評(píng)估儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)的支撐能力迫在眉睫。

 

周冠東表示，湖南電網(wǎng)對(duì)于儲(chǔ)能的利用也有自己的思考。“風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功資源目前還沒(méi)有很好的利用起來(lái)，風(fēng)電配了儲(chǔ)能以后，儲(chǔ)能對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的電壓支撐，以及如何支撐新能源友好、安全、高效并網(wǎng)，怎么樣協(xié)同控制，也促使電網(wǎng)思考和探索。”

 

對(duì)此，湖南電網(wǎng)提出了將升壓站、儲(chǔ)能站和風(fēng)電場(chǎng)“三站合一”的協(xié)同控制理念，實(shí)現(xiàn)三站有功和無(wú)功資源的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。周冠東認(rèn)為，這樣可以有效防止風(fēng)機(jī)脫機(jī)脫網(wǎng)，節(jié)省一次調(diào)頻投入，實(shí)現(xiàn)高效滿功率發(fā)電。