讓電力供應“有備無患”——公司加速推進長沙電池儲能電站建設

發布日期: 2019-03-20 信息來源: 稿件庫

        2018年10月18日,湖南首個電池儲能電站——長沙電池儲能電站一期示範工程項目開工建設。今年年初,一期工程10千伏榔梨儲能電站正式並網。該電站在建設過程中有哪些技術創新,又解決了哪些難題?

 

  峰谷矛盾凸顯 儲能電站發揮調峰填谷作用

 

  3月7日,國網湖南電力工作人員正在長沙電池儲能電站一期示範工程的10千伏榔梨儲能電站進行設備巡視,精心維護著湖南首個儲能電站。

 

  2018年,湖南省用電呈高速增長態勢。據悉,國網湖南電力全年完成售電量1369.37億千瓦時,同比增長13.52%。其中,大工業電量528.74億千瓦時,同比增長13.63%;居民生活電量477.21億千瓦時,同比增長13.66%。湖南成爲售電增長速度最快的中東部省份。隨著經濟高速發展和人民生活水平的提升,對于極端天氣較爲頻繁的湖南來說,電池儲能電站建設成爲解決負荷高峰期峰谷差矛盾、平抑負荷尖峰、保障電網安全、提高局部地區電能質量的有效措施。

 

  在此背景下,長沙電池儲能電站一期示範工程項目于2018年10月開始建設。該項目共包含芙蓉、榔梨、延農3個锂電池儲能電站,總功率達6萬千瓦,總容量12萬千瓦時。其中,芙蓉儲能電站功率2.6萬千瓦,容量5.2萬千瓦時,爲全國單體容量最大並首次采用全室內設計的電池儲能電站。

 

  “電池儲能電站就像一個超大容量的‘充電寶’,能夠實現電能的大規模存儲和快速釋放,能填補電網常規控制方法的盲區,實現電能靈活調節和精確控制,有效保障電網安全、提高局部地區電能質量。這是支撐湖南省清潔能源發展戰略的關鍵技術。”項目負責人郭思源說。

 

  大膽開拓創新 提出電站整套系統調試方案

 

  “功率指令響應正確!”1月27日,長沙儲能電站一期示範工程10千伏榔梨儲能電站正式並網。在毫無經驗可循的情況下,國網湖南電力的技術團隊攻堅克難,敢于創新,對項目建設層層把關,確保了建設任務順利進行。

 

  長沙儲能電站是湖南首個電池儲能電站,工程建設時間緊、任務重,而且無曆史經驗可循。技術團隊只能“摸著石頭過河”。

 

  “現在我們的工作進度不錯,整個項目已經進入三大系統對拖調試階段。”郭思源自豪地告訴記者。他們創新性地制定了儲能電池、儲能逆變器(PCS)、電池管理系統(BMS)的對拖及輪拖調試方案,對于首次開展儲能電站調試工作起到了良好的指導作用。

 

  2018年9月,郭思源和團隊成員前往江蘇考察,了解到江蘇儲能電站在調試時,采用的是單倉直接並入電網進行充放電來驗證系統控制性能的方法。團隊成員決定在此方法基礎上再進行優化改進。

 

  爲了找尋合適的辦法,團隊成員查閱了300多萬字的材料,推翻了十多種方案。就在他們一籌莫展之時,團隊的嚴亞兵博士提出了“微型電網模擬”的設想,讓大家腦洞大開——既然單倉直接並入電網容易損害設備,那爲什麽不把這個驗證區域縮小,放入一個“微網”中來進行試驗呢?于是,一個通過控制儲能逆變器(PCS)系統,利用電池剩余電量對其他電池進行充放電,兩兩對拖,兩個電池堆之間相互傳輸能量,從而檢驗各單體系統及整體系統性能的方法就此誕生。此方案也爲長沙儲能電站快速啓動整套系統調試奠定了堅實的基礎。

 

  細致調試診斷 消除電站噪聲異常隱患

 

  2018年入冬後,寒潮席卷三湘大地,榔梨儲能電站施工現場的溫度時常低至零下。項目團隊經受住了多重考驗,攻克了一個又一個技術難題。

 

  1月30日,臨近年關,寒風中的儲能電力站施工現場,工程人員依舊在馬不停蹄地進行調試作業。“嗡……”電池艙中的一絲雜音引起了大家的注意。“這是哪裏發出的聲音?”大家經過一番大致排查,發現原來是電池存在噪聲異常。考慮到異常噪聲反映出設備可能存在故障或者故障隱患,團隊迅速組織多專業技術專家“會診”消缺。

 

  “現場噪聲和振動測試發現,電池艙內的兩組電池組在一組充放電另一組熱備用時,會産生約4800赫茲左右的噪聲和振動信號,其他工況均正常。”當時在現場參與排查的盧鈴博士回憶道。面對如此棘手的問題,團隊中電氣、噪聲、振動、繼保等專業技術人員聚集在一起,詳細分析了儲能電站電氣系統連接、設備原理、控制策略等,終于找出了問題根源。他們認爲,噪聲異常可能來自于儲能逆變器電氣系統控制策略。爲了徹底解決問題,他們又聯合調試項目部、廠家進行了深入分析。廠家在收到反饋信息後,修改了電流環控制參數,最終噪聲異常狀況消失。

 

  “這雖然是一個‘小插曲’,但是爲我們下階段儲能電站建設的全面展開積累了寶貴經驗。”看著運轉正常的白色電池艙,盧鈴與其他團隊成員終于松了一口氣。

 

  嚴控電池質量 確保電站安全投産

 

  電池是儲能電站的核心單元,其質量好壞直接關系到儲能電站的安全運行。爲此,技術團隊從電池生産環節就開始進行全過程技術監督。

 

  去年12月底,技術團隊在對現場組裝的電池組進行內阻試驗時,發現電池包內阻偏差大,運行時易導致電池溫度不均勻,不僅嚴重影響電池循環壽命,還存在引發電池火災的安全隱患。爲此,團隊決定要求生産廠家整改。 

 

  起初,廠家辯解說問題不大,爲了推翻廠家的錯誤結論,整個團隊反複試驗論證,在調試過程中比對各電池溫度變化。最終,面對“低負荷充放電試驗時即存在內阻大的電池溫度普遍高3~5攝氏度,如果滿充滿放,溫度會成倍增加”的詳實試驗結果,廠家同意整改,更換了20個電池包,涉及720個電芯。經過複測,各項指標合格。團隊的徐松博士說:“爲了保證工程質量,我們細致地比對和調試,和廠家據理力爭。”

 

  截至目前,該項目技術團隊已完成約45.5萬個電芯的監造,出具檢查型式報告126項、出廠試驗數據200萬余條,現場見證強制性試驗24項,發現不合格電芯4153支、不合格報告12份。在電芯出廠前,團隊已要求廠家剔除不合格電芯,並現場見證,盡最大努力將設備缺陷消除在制造和基建階段,爲儲能電站安全穩定投産保駕護航。

 

  長沙榔梨儲能電站的正式並網,爲湖南下階段的儲能電站建設積累了寶貴經驗。據悉,3月底,芙蓉和延農兩個儲能電站也將投運,長沙電池儲能電站將全面建成。

 

  據測算,該電站建成後,可在每天用電高峰期間提供電量12萬千瓦時,滿足30萬戶居民生活用電需求。屆時,電池儲能的大規模發展,可以形成集群效應,有效優化湖南電網網架結構,助力解決長沙地區電源遠端用電高峰能力短缺問題,大大提升湖南電網電力供應可靠水平。此外,該電站還將發揮削峰填谷、負荷響應、“黑啓動”服務等功能,爲緩解電力供需矛盾提供新手段,提高祁韶特高壓直流輸送能力,緩解湖南用電高峰電力不足問題。

 

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