中国电科院李建林：储能系统在发电侧典型应用及投资热点分析

我们设计了一些经典示范工程，比如在发电端，我们证明储能对风电光伏的接纳是有帮助的。后来我们在辽宁在风电里面加了储能，证明储能对提升充电接纳能力是有帮助的。我们在青海是在光伏里面加储能，证明储能提升光伏接纳是有帮助的。再到后来在山西电网做了一些调频的示范工程，储能和火电机组配合，提升它的调频能力，这一块也进行了一些验证，证明也是好使的。无数示范工程证明在发送配用端储能作用比较明显，也比较经典。

——中国电科院电工所储能系统集成与配置技术研究室主任、

中国可再生能源学会储能专委会副主任委员 李建林

8月7日-8日，由华北电力大学、中国可再生能源学会主办的“第一届中国储能学术论坛暨风光储创新技术大会”在北京召开。在8月8日分论坛一“源网荷储协同优化”专场中，中国电科院电工所储能系统集成与配置技术研究室主任、中国可再生能源学会储能专委会副主任委员 李建林作“储能系统在发电侧典型应用及投资热点分析”报告。

中国电科院电工所储能系统集成与配置技术研究室主任、

中国可再生能源学会储能专委会副主任委员 李建林

咱们下午开始。大家好！今天非常高兴能有这次机会跟大家做一些简单的分享，今天分享的题目主要是我国储能系统十大投资热点解析。不管从发电侧还是用户侧都有一些工程，这么多年的一些试错，形成了一些比较成熟的经验，我把我们做的一些工作跟各位进行一个简单的分享。

我主要从四个方面来汇报，首先是我国储能现在做到什么程度了，和各位进行一个汇报。第二个方面就是我们近期，我是09年到的电科院，开始是在中国科学院电工所工作，做风电光伏的，09年到中国电科院做储能，当时是为了做风光储，开始做这方面的研究，时间飞逝，09年到19年，十年过去了，我们做了一些事情，我把我们的一些示范工程以列表的形式和各位进行简单的分享。我个人总结了十个热点，希望对大家有所帮助。在座有些是搞投资的，可以关注，另外一些可能搞科学研究的，或者做课题，可以从热点当中挖掘一些核心技术，作为大家的研究方向。第四个有几点建议跟大家分享。

大家知道电网分四个环节，发、输、配、用环节，储能充当重要的角色。我们设计了一些经典示范工程，比如在发电端，我们证明储能对风电光伏的接纳是有帮助的。后来我们在辽宁在风电里面加了储能，证明储能对提升充电接纳能力是有帮助的。我们在青海是在光伏里面加储能，证明储能提升光伏接纳是有帮助的。再到后来在山西电网做了一些调频的示范工程，储能和火电机组配合，提升它的调频能力，这一块也进行了一些验证，证明也是好使的。我们后期在吉林电网当中借助储能，大幅提升整个电网的调峰能力，也有一些示范工程，证明在发电端不管你是风电、光伏还是常规的火电机组，储能都有它经典的不可替代的作用。除此之外，在输电端的作用也比较明显，比较经典，比较有代表性的，我们在河南电网，大家可能都知道，我们有百兆瓦级的示范工程，提升特高压线路对风电光伏的外送能力。在河南电网从新疆的电送到河网电网，借助储能可以提升输送的能力。除此之外，我们在江苏、湖南都有类似的大型的百兆瓦级的示范工程。在配电和用电端有更多的示范工程，不胜枚举。比如在江苏电网，截至目前已经有百兆瓦级的用户端的一些储能，借助海量的储能站，电网对它进行一些灵活的激励，比如需求的响应，靠一些激励手段，使用户端的储能参与用户端的互动。无数示范工程证明在发送配用端储能作用比较明显，也比较经典。主要表现在几个方面。

第一，在风电里面为什么做储能？最左边这个图是风电场典型的示意图，一般国内通行的是1.5兆瓦，33台，我们现在通行的做法是在风电场的集中点加装储能单元，和整个风电场结合起来。结合起来有什么作用呢？第一平抑波动，大家知道风电的波动是比较厉害的。储能可以使它的输出更平滑的接入到电网当中来。单纯靠风电，频谱很宽很高，当可再生能源的渗透率到一定量的时候，电网是害怕这个东西的，接起来有难度。假如有储能在，可以对波动进行大幅抑制，使频谱没那么高，电网是比较友好的。我们在辽宁、甘肃风电场里面证明了储能经典的作用。尤其值得一提的，我们在张北的工程，借助我们的储能单元，使得波动率可以控制在每分钟2%，每十分钟7%，这个是一个国家的项目，国家863项目得到了两个指标，借助储能可以使风电场的波动率进行一个很好的抑制。

另外一方面，储能系统用于跟踪计划出力曲线。不管你是风电还是光伏还是火电，你要提前一天把计划曲线告诉他，电网依据你的曲线，可以制定计划。比如风电你告诉红色的线，结果第二天风失控，控不住，你告诉红的，结果变成黑的。做一个大胆的尝试，假如说不弃风，都要接进来，你变成黑的，为了把你黑的要么把火电机组关停一部分，改变开机方式，或者紧急调一个负载，进行均衡。告诉你是红的，结果变成黑的，不够了怎么办？我紧急调动火电机组，或者把负载减一部分，进行一个配合。这样的话，因为风电不靠谱，导致对火电对一些负载进行调节，这样是行不通的。假如有储能在怎么样呢？这时候储能进行一个充电，往回储能再放，使跟踪计划的能力在上下范围之内。这个指标是多少呢？正负10%，大家追求的目标，跟踪计划的能力控制在10%以内。今天存在这个局面，很多风电场按10%加储能，从这些来的。降低风力发电系统输出功率波动率越限概率，电没那么快，你变的不要那么快，借助储能，能变得慢一些，有一个反应的时间，可以调节好。

另外一个，在光伏里面作用就很经典了，很容易看到。这个就是常规的光伏电站，大家知道光伏一般是抛物线，而电网可能是这条红线，我的目标就是不能超红线，超出的部分，电网接纳不了。假如你没有这个储能在，也没有调节手段，就不好操作。最开始是从青海开始的，光伏里面加储能，最开始讨论光伏里面要不要加储能，到后来变成储能应该加多大，再后来是储能是采用铅酸的还是什么，是加在直流还是交流侧，借助在青海的示范工程，做完这个，还是有推动的。在青海前几年出台一个政策，要求风电光伏里面加10%的储能。最开始是强制的，后来变成一个推荐的政策。到后来大家知道今年新疆出台了一个政策，要求在光伏电站里面加20%的储能。加了有什么好处呢？一年可以多发100个小时，保持五年，这样的话，给你一个宽松的运行环境，使你这个储能做一些有力的保障。在光伏里面加储能，作用也是比较经典的，也是比较显而易见的。

另外比较重要的就是调频，火电尽管它能力很强，可是调度指令的时候是比较吃力的。这是相应的调度指令，红色的线是火电自身的出力，从这个曲线可以看出，有时候调反，有时候有延时，对应火电机组的K1、K2，K1，在储能参与调频的很高的一个指标就是KB值，KB值决定了电厂是盈利还是亏损。我们放在一个长时间尺度，跟不上，靠常规机组比较难。调度指令下来以后，储能它的响应时间是百毫秒级，速度很快，业界有一个共识，认为储能的调频能力相当于常规火电机组有人说20倍，有人说25倍。借助储能单元，可以大幅提升火电机组的调频能力。这是基本的原理，原理比较清晰，我们设计了一些示范工程。

我给大家做一个简单的展示，进行简单的归类，旧版和新版。旧版运行五年以上的示范工程，分别给大家展示一下，第一是国家风光储输示范工程，验证了储能的跟踪计划能力和平抑波动的能力。后来在辽宁蜗牛石50兆瓦的风电场加5兆瓦的储能，又加了AGC，风电里面加储能，可以辅助风电场多一些功能。第三个工程，在甘肃酒泉电网友好型新能源发电示范，可以提升机组低电压穿越能力。除此之外就是光伏，在格尔木有一个光伏电站，在50兆瓦的光伏电站加了15兆瓦的锂电池储能系统，大幅度减少了弃光行为。这个示范工程做完以后，影响比较大，后来在格尔木又出现另外一个示范工程，在德令哈一个百兆瓦级的示范工程。在甘肃、新疆都有类似的示范工程涌现，今天的青海、新疆陆续把它作为一个综合性的项目来推广。大家知道在新疆应该是有10家企业，分36个站，累计200兆瓦的储能，在光伏里面加储能。证明这个示范工程还是比较有代表性的，后面的商业模式也是存在的。

除此之外，我们在山西电网里面有很多的调频示范工程，目前应该是七个左右。国网对调频电站进行了一个评估，进行一些功能性验证。除此之外，我们在能源互联网方面，针对居民园区和工业园区方面做了一些示范工程，一个在保定，一个在深圳。除此之外，我们在吉林，吉林为了解决弃风问题，在风电里面加储能单元，大幅减少弃风现象。在冬季供暖季，供整个吉林采暖。除此之外，在新疆电有光储一体示范功臣，还有河北电网光储地源热泵示范工程，这十个示范工程历史比较久远，运行比较稳定，大家有时间可以去考察一下。

另外是新版，运行没几年，也很有代表性。第一个是吉林电网火电灵活改造储能示范工程，东北有一个文件，凡是能配合火电机组，相应的有一些补偿，我们设计灵活改造的示范工程。除此之外在河南、江苏、湖南有百兆瓦级的示范工程，在风电光伏里面加了一部分蓄热的，是一个多能互补的示范工程。除此之外在岸电方面也进行了一些相应的设计，除此之外，贵州兴义有20兆瓦级别的大型储能示范工程。除此之外，在浙能集团有百MW级独立储能电站示范工程，还有江苏20MW级梯次电池示范工程。这是新版的示范工程，这些都验证了储能的经典作用。我们可再生能源学会有一个电力百家讲，第一讲是我讲，示范工程每个到底怎么做的，上面都有，那个链接还在，大家有兴趣可以详细了解。

依据这几个示范工程，总结了几个投资热点，跟大家进行分享。第一个热点就是辅助火电调频，大家知道火电机组的调频能力是不足的，借助这个储能单元，可以使火电机组的调频能力得到大幅提升。不管在国外还是在国内，这一块涌现了很多示范工程，商业模式是比较清晰的。在蒙西、蒙东，在华北电网，在南网，在山西电网，这一块都有类似的一些示范工程。鲁能采取锂电池，借助储能，提升了调频能力，这一块在近期内应该是一个热点，大家可以关注一下。

另外光伏电站一体化，在光伏里面加储能，我认为是比较有前景的。尤其新疆的示范工程，应该是一个很经典的示范。

第三个热点是火电机组的改造，大家知道我们国家针对三兆瓦级以下的机组，至少是不鼓励的，针对这些机组进行一些改造。比如把这些退役的机组改造，改一个百MW级的电站，这是一个热点。

第四个是配合火电机组的灵活性改造，这是典型案例，调到一定量级，给你一些相应的补偿，有政策支持。针对火电机组加一些储能单元，这样的话，大家打包起来完成这个任务，最终能得到相应的一些补偿。这个也作为一个热点。

除此之外，在岸电上用储能系统，岸电主力的还是柴油机，柴油机本身柴油比较高昂，另外在长江，在很典型的水域上，因为柴油站或多或少会对环境有所影响，假如用储能系统取代柴油机，是有经济性的，借助储能单元，使岸电系统具有经济性。

除此之外在石油钻井，打井的时候，有些地方很费劲，要求柴油机24小时不停给它待机，这种情况带来能耗或者耗的柴油成本是比较高的。在这种场合假如有储能在，至少可以少烧很多柴油，这一块也是一个热点，也期待大家能关注。

第七个热点是在地铁、高铁、轨道交通上有前景，大家知道在地铁上，不管是车辆进站还是出站，都是高耗能的。假如有储能单元，我们做了一些前期的仿真，大家可以看出，因为现有的高铁上房子里面放着电阻，把它耗掉，有储能在的时候，把能量可以节约下来，起步的时候再提供能量，这样可以使轨道交通降低能耗，也是一个很重要的热点。

第八个方面是动力电池梯次利用，我们国家有大量的退役动力电池，我们依托现有的筛选，比如重组，对它进行一些甄别，进行重新的改良，无论从技术上还是从标准上都是可行的，这一块把它作为一个热点。甚至有些公司已经到后期了，把这个拆解，拆解它的正负极材料，使它的成本得到更进一步的降低。动力电池梯次利用也是一个热点，值得关注。

第九个热点就是消防，近期大家看到很多类似的报道，在韩国的事件，在咱们国家也有一些相应的事件，根据整个电池安全体系，有一些解决方案，那就比较厉害了。针对完善的消防体系，采取一些相应的策略。比如你在中间搞一套比较合适的管理系统，或者一些补救预防措施，这块也是一个热点，值得大家关注。

第十个就是通信基站后备电源利用，随着5G到来，基站分布比较密的，每个基站里面都有相应的电池，使整个基站做一个后备，万一电网有问题的时候，能确保我的数据安全。假如把这些资源盘活，一个就是减轻对电网的压力，再一个能把这些资源更好的为用户服务，应该是有帮助的。这是一个热点。

刚才跟大家分享了十个热点，期待能对大家有所帮助。

提几点建议，锂电池和铅酸电池的技术经济已经具备商业化特点，可以推广。第二，不管什么样的电池，你要具备四要素，长寿命、低成本、高转换、高安全是必要条件，甚至有人把它反过来，把安全放第一，这个也有道理。不管什么样的电池，和这几个参数去套，假如具备的元素越多就越好。假如只能满足一个，可能就麻烦了。第三个就是调频，在三北、华北地区已经出现商机，值得关注。第四个就是系统载体应该关注。第五是电池梯次利用，可以早一点做一些布局。第六，储能电站作为废弃火电厂改造不失为一种有效途径。这是我在储能领域的几个小作，大家可以关心一下。一个是调频的，另外一些，比如电池建模的，包括能源互联的，大家有兴趣，可以去关注一下。这是我们张北的项目，期待大家能去张北进行一些指导。大家有兴趣咱们进一步地进行学术交流。我的报告就到这里。