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大规模储能是国家战略,备受国家各部委高度重视,国家层面关于储能方面的政策频出,近三年内五部委颁布的政策就有20余项,各级政府颁发的配套政策累计达50余项,储能的战略地位提到了空前高度。无论是国家工信部、科技部专门设立了大规模储能重大专项,针对锂电、液流、飞轮、压缩空气等主流储能类型设立了国家重点研发计划项目共计10余项;国家基金委也专门设立了储能重大专项,国家电网公司、南方电网公司也就储能作为重要战略部署,每年立项十余项,累计立项百余项;山西、云南、吉林科技厅等各级政府部门也在十四五规划中,专门设立了大规模储能重大专项。
本文来源 微信公众号 电气时代 ID:ELECTRIC_AGE 作者 李建林
江苏、河南、湖南、青海、浙江、甘肃等省陆续实施了百MW级别的储能电站,应用范围覆盖了风电、光伏等可再生能源发电以及火电性能提升方面;也用于特高压外送线路的安全、可靠运行;用户侧综合能源供应、电力需求响应。截止目前,累计储能装机容量1.7GW左右。区块链、大数据等新兴技术在共享储能中的应用,必将进一步推动储能的爆发式增长,加速储能爆发元年的到来。
在储能学科建设方面,国家也高度重视。近日,国家发改委专门组织各大高校、科研院所、行业学会就高校、科研院所的储能学科建设、储能人才梯队培养给出了指导意见。清华大学专门建立了卢强院士、梅生伟教授为核心的储能团队,围绕压缩空气储能展开了系列深入研究,开发了风光储建模、仿真软件Cloudpass;上海交通大学成立了以蔡旭教授为首的储能变流器团队,开发了高压直挂式储能大功率变流器;太原理工大学专门成立了能源革命创新研究院,下设储能学科,重点针对储能材料技术、梯次电池技术进行部署;中国电力科学研究院专门设立储能与电工新技术研究所,针对储能本体技术、集成技术以及检测评估等方面进行深入研究;全球能源互联网研究院、南方电网公司、国电投集团、上海电气集团、许继集团等大型央企也纷纷战略部署,成立了专门的产学研团队,部署了储能业务。
如何发挥学校在储能学科的技术优势,为国家重大项目、电网公司重大储能项目技术储备,作为主要参与者,乃至承担者,是摆在我们面前亟需解决的问题。结合国家战略部署,顺应行业发展急切需求,学校成立储能学科就显得尤为必要。围绕储能新材料体系的突破,尤其是石墨烯元素对现有储能材料、本体的颠覆性改变;建立北京乃至国家级的储能数据中心,借助行业协会的力量,将全国范围内的大规模储能电站统一接入,对电站的运行状态进行展示,建立庞大的数据库,掌握一手的、实际运行宝贵数据库资源;借助大数据、区块链等先进技术,对海量的储能电站运行数据进行深入挖掘,对储能电站的运行状态进行评估,为保障储能电站的安全、高效运行提供指导意见,为电站业主提供有效的控制策略建议,提高电站的运营、收益水平;依托实际运行的海量储能数据,搭建储能建模、仿真、规划软件,与电力系统通用的PSASP、PSCAD等行业权威软件兼容,为科研工作、技术咨询提供利器;搭建分布式储能实验平台,模拟电网中广域布局的各储能个体特征,开发能量管理系统统一调度分散在不同区域、呈现不同外特性的储能单元,达到一种电网汇聚效果,为共享储能这一新生元素的快速到来,积累经验、储备技术;针对数以百GW级别退役电池在电网、5G通信基站应用这一必然趋势,研制专用的梯次电池快速筛选装备,实现高效、便捷的分选、重组,为这一廉价的电池广泛应用提供必要基础,可以预见,该项创新技术实现市场化成果转化空间巨大。
1实施方案
(1)团队建设、人才培养
围绕储能在电网中规模化应用的关键技术,重点针对储能电池材料改性、储能大数据中心建立、储能电站运行控制等技术,结合学校现有基础,结合国内外本领域的行业权威专家,筹建一支储能技术团队,提升学校在储能领域的学术地位。依托北京先进碳材料产业促进会储能专委会,组建专家团队,进一步加强与电网公司深度合作,积极介入电网的主营储能业务。加强与山西、云南、贵州等省科技厅深入合作,顶层设计储能项目库。
(2)全国储能电站大数据中心建设
依托学校现有的智能电网监控终端,搭建全国储能大数据中心,将全国典型的大规模储能电站数据接入,对全国多个储能电站的运行情况进行信息汇总,所采集的数据可以进行挖掘再利用,用于电站建模、性能评估,指导电站的后期运维水平,海量数据可以支撑相关领域的前沿探索、学科体系建设。
(3)分布式储能系统汇聚效应平台建设
储能系统泛在电网,已呈一种必然态。截至目前,电网中的储能累计总规模为1.7GW,分布在电网的发-输-配-用各个环节,按不同的功能定位、控制策略各自运行,没有有效的形成一种汇聚的力量,更好地为用户服务。为验证有效的控制策略,搭建一套分布式储能汇聚效应平台。借助本年度刚结题的国网项目的现有基础,拟以江苏电网10个分布储能电站为蓝本,选取数十台小功率等级的储能系统作为模拟对象,开发储能汇聚效应能量管理系统,验证不同线路阻抗、不同电池特性在统一、集中管控下,对电网所能起到的综合、汇聚效应。
(4)储能电站规划、仿真软件平台开发
现有的储能电站规划缺乏必要的顶层设计、没有专门的成熟软件,国外的软件功能单一、局限性大,不适合我国储能发展现状;建模方面,一些专用的电力系统仿真软件中采用的电池模型,是通用模型,未能反应不同电池的性能,导致仿真结果与实际偏差大,并且在暂态、稳态情况下,采用同一模型,不能准确表征电池的状态。为此,拟在现有软件基础上,设计一套储能电站规划、评估、仿真软件。以便为广大科研工作者提供一个有效、便捷的仿真工具。
(5)动力电池梯级利用筛选重组平台
2020年我国约有200万辆电动车退役,据权威数据报道,车用电池累计24Gwh,车用电池退役时,还有80%的剩余电量,若直接报废,资源浪费巨大,所以电池梯级利用是国家战略,也是大势所趋。但退役电池良莠不济,筛选、重组技术就显得尤为重要,也是必备环节。拟开发电池快速筛选装置,高效、便捷得实现电池筛选,为电池梯次利用提供必要的保障。
2结论
依托上述资源,积极进行前期部署,在国家、山西、云南等地建立储能项目库,顶层设计系列重大项目;结合中国可再生能源储能标委会/北京先进碳材料储能标委会,参与储能标准制定,提升学校在储能领域的话语权。
综上,结合学校在电气工程、材料技术、计算机技术等方面的技术优势,迅速组建储能学科团队,紧紧围绕储能本体材料改性、储能大数据平台、储能仿真-建模-规划软件、动力电池梯次利用等关键技术积极战略部署,成体系推广。立足储能这一国家重大战略需求,整合学校材料、大数据、电气控制等优势资源,筹建全国储能电站大数据中心;搭建分布式储能系统汇聚效应平台;研制梯次电池快速筛选装备;开发储能电站规划、仿真软件;培养一支充满活力、竞争力的储能核心团队,筹建一个大势所趋的储能特色学科。为学校迅速占领储能领域行业制高点,实现弯道超车,分享储能政策红利必将大有裨益。
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