駕車從新疆維吾爾自治區吉木薩爾縣城向北,很快抵達三峽集團新疆吉木薩爾百萬光伏+全釩液流儲能一體化項目(簡稱吉木薩爾光儲項目)所在地。
遠處,天山山脈連綿起伏。曠野之上,一排排光伏陣列整齊鋪展,一組組儲能單元列隊矗立。
吉木薩爾光儲項目是我國目前規模最大的“光伏+全釩液流電池儲能”一體化項目,擁有全國規模最大的全釩液流電池儲能電站。5月21日,這一“綠電銀行”全面投入商業運行,較預期提前一個多月。其全面商運,標志著我國在大容量、長時儲能技術規模化應用方面取得新進展。
該項目提前投入商運,是如何實現的?在技術研發、工程建設過程中,項目團隊攻克了哪些難關?項目投運,對我國新型儲能產業發展、新型電力系統建設帶來哪些啟示?
光儲協同聯合運行,結成清潔電能穩產“好搭檔”
“吉木薩爾光儲項目的光伏電站裝機容量為100萬千瓦,全釩液流電池儲能電站額定功率為20萬千瓦,儲能規模為100萬千瓦時。”三峽集團新疆分公司吉木薩爾光儲項目負責人鄧富彬介紹說,全釩液流電池儲能電站共有240組儲能單元,儲能時長達5小時,單次儲滿的電量,可為1.6萬輛純電動汽車充滿電。
這一組組排列整齊的儲能單元,是如何將電能儲存起來,又是怎樣釋放電能的?依靠的是里面儲存的不同價態釩離子電解液。
“在充電階段,光伏場區發出的綠電,把釩離子的不同價態通過電化學反應形成價差,將電能轉化為化學能儲存在正負兩極儲液罐的電解液中。放電階段則過程相反,將化學能變回電能。”鄧富彬介紹道。
在新型儲能中,全釩液流電池儲能堪稱“全能耐力王”,發展潛力巨大。
鄧富彬向記者列舉它的優點:“這種儲能方式安全性高,循環壽命長,儲能時長靈活可調,環境適應性也強。”
全釩液流電池儲能電站處于連綿鋪展的光伏陣列“懷抱”中,二者緊密相依。吉木薩爾光儲項目產生的清潔電能,匯集于220千伏光伏匯集站,再經輸電通道送往上級電網進而進入千家萬戶。
這是一對清潔電能穩產“好搭檔”。
吉木薩爾太陽能資源豐富,但光伏發電容易受晝夜、天氣影響而波動起伏。全釩液流電池儲能就像綠色電力“蓄水池”,既能“儲”又能“放”。在光照充足的白天,光伏發電量較大時,優先保障電力上網外送,富余電量存入全釩液流儲能系統;在夜晚或陰天光照減弱光伏發電量下降時,或電網用電高峰期,儲能電站釋放電能,平抑光伏發電的波動性。光儲協同,聯合運行,既能有效降低“棄光率”,又能保障特高壓外送電力持續穩定,更好地滿足跨區域用電負荷需求。
跨越多省區輸送綠電,點亮長三角萬家燈火
從吉木薩爾光儲項目動工建設到提前投產,項目團隊需要攻克多重挑戰。
百萬千瓦光伏電站與大容量的全釩液流電池儲能電站,多系統如何耦合?規模巨大、系統復雜,國內缺少可以參考的經驗,并網涉網試驗難度較大,如何破題?
項目團隊夜以繼日投入攻關,通過優化光伏發電、儲能充放電、升壓站送出等各環節流程,理順聯動邏輯,并配套大容量PCS(過程控制系統)功率變換模組,在電網調度部門大力支持下,順利完成了涉網性能試驗,最終推動項目提前一個多月投入商業運行。
在儲能系統調試關鍵階段出現的一個“擋路石”,令項目團隊中很多人印象深刻。
“正值嚴寒季節,氣溫降至零下20攝氏度以下。寒冷的天氣給設備平穩運行帶來了極大的考驗。才剛剛進入關鍵的核心試驗,儲能單元聯調過程中就出現了充放電功率不一致、部分支路參數偏差問題,直接影響整體涉網試驗進度。”鄧富彬回憶,該項目技術專家組、施工方、設備廠家聯合攻堅、輪班值守,連續半個多月,白天在儲能廠區逐個點位排查管路、檢查設備狀態,夜間在中控室集中研判數據、反復優化方案。天氣寒冷,大家卻毫不退縮,最終順利搬走了“擋路石”,按期完成了全部調試任務。
談到提前投運,項目團隊表示,他們在多個方面加強了統籌,實現了工序前置交叉施工、物資保供靠前對接、調試工作分段開展。比如,在調試工作中,他們采取了單組儲能單元先單獨調試、再分區聯調、最后整體聯合并網調試的方式,同步做好涉網試驗準備工作。經過全面統籌、精心計劃、精細執行,推動項目提前投入商運。
如今,吉木薩爾光儲項目發出的清潔電能,正依托準東—皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程(準皖直流)這條疆電外送主力大通道,跨越多個省區、奔流3300多公里,源源不斷向東輸送,主要供給安徽、江蘇、浙江等地區。來自這里的綠電,不僅就近滿足了當地生產生活用電需求,還有效填補了華東地區夏季及迎峰度冬用電缺口,點亮了長三角城市群的萬家燈火。
按照全容量運行測算,該項目預計年均可輸送清潔電量17.2億千瓦時,每年可節約標準煤51.9萬噸,減少二氧化碳排放142.4萬噸,生態減碳效益突出。同時,該項目持續帶動產業發展,在穩定就業、拉動綠色經濟增長等方面發揮了重要作用,實現了生態效益、經濟效益、社會效益多方共贏,綠色發展成果惠及地方、惠及人民。
推動規模化應用,帶動上下游產業鏈發展
近年來,隨著綠色轉型加速,我國新能源裝機規模持續快速增長。由于光伏發電、風力發電存在明顯的間歇性、波動性,大規模接入電網后系統調峰、電力保供等壓力增大,需要依靠新型儲能“削峰填谷”、平抑波動,提升新能源消納能力和電網安全穩定運行水平。
在國家戰略部署下,新型儲能發展迅速。其中,安全性高、循環壽命長、擴容性強的全釩液流電池儲能,正迎來技術突破與產業落地雙重加速。
吉木薩爾光儲項目順利投入商運并持續穩定運行,標志著我國在大容量、長時儲能技術規模化應用方面取得新進展。該項目實現了完全國產、自主可控,帶動了上下游產業鏈發展,形成了戈壁地區長時儲能成套建設運維經驗,推動了國產核心技術裝備規模化應用,在打造行業示范樣板、促進優化能源結構、助力實現“雙碳”目標、推動構建新型電力系統等方面具有重要意義。
“十五五”時期,我國能源發展進入安全風險疊加演變期、低碳轉型加力推進期、能源創新加速突破期、體制改革深度攻堅期、國際合作調整重塑期。要加快建設清潔低碳安全高效的新型能源體系,構建適配高比例新能源的新型電力系統,發展新型儲能格外重要。
“十五五”規劃綱要對發展新型儲能作出了部署。在國家發展改革委、國家能源局今年印發的《新型能源體系建設“十五五”規劃》中,明確要“大力發展新型儲能,加力發展長時儲能,鼓勵多種儲能技術路線發展,拓展新型儲能在電源協同運行、電網穩定支撐及微電網、虛擬電廠等領域應用。推動新型儲能調控方式創新,合理提升利用水平”。
吉木薩爾縣境內資源豐富,素有“油盆、煤海、氣庫”之稱。近年來,該縣錨定“雙碳”目標,科學規劃新能源發展布局。“十五五”期間,該縣將規模化發展新型儲能,以支撐綠色轉型。不只是吉木薩爾,全國很多地方都在推進或謀劃新型儲能規模化發展。
三峽集團有關負責人表示,將依托吉木薩爾光儲項目實踐,推動新型儲能發展,為推進新型能源體系建設貢獻更大力量。
知識鏈接丨新型儲能
新型儲能是指除抽水蓄能以外,以輸出電力為主要形式的儲能技術,是構建新型電力系統的重要支撐技術,主要分為鋰電池儲能、壓縮空氣儲能、氫儲能、全釩液流電池儲能等。
鋰電池儲能:能量密度高、占地較小、短時充放電響應快,但存在熱失控起火安全隱患,且循環壽命較短,頻繁深度充放電衰減明顯,長時儲能整體經濟性一般。
壓縮空氣儲能:安全性較好、可做大容量長時儲能,不過整體轉換效率偏低,大多需要依托鹽穴等特殊地質條件選址,通用性不強。
氫儲能:儲能時長不受限制,能量密度優勢明顯,但目前整體“電—氫—電”綜合轉化效率偏低。
全釩液流電池儲能:屬于液流電化學儲能,具備安全系數高、循環使用壽命長、功率與容量可獨立擴容、耐候性好等優勢,更適合5小時及以上長時調峰場景,耐低溫。
責任編輯: 張磊