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6-孙飞飞-浙江在新型电力系统背景下储能应用场景和商业模式探索.pdf

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6-孙飞飞-浙江在新型电力系统背景下储能应用场景和商业模式探索.pdf

1、二二二年九月浙江在新型电力系统背景下储能应用场景和商业模式探索PAGEDIRECTORY目录页发展基础1实施情况3探索应用4发展目标201发展基础 2020年9月22日,在第75届联合国大会一般性辩论上,国家主席习近平宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月15日,习近平总书记于中央财经委第九次会议,进一步明确实现“双碳”目标的基本思路和主要举措,提出构建新型电力系统,为新时期能源电力发展指明了科学方向、提供了根本遵循。新型电力系统碳达峰、碳中和4(一)发展背景5(一)发展背景6 浙江建设

2、新型电力系统,在源网荷储各侧协同上还有很大潜力。作为典型的”三高“电网,调节能力成为建设新型电力系统的关键。化石能源机组占比持续下降,新能源、外来电比例不断上升,压缩系统调节能力安全红线不断箍紧,刚性标准带来高冗余,阻碍调节能力释放市场机制未建立,互动积极性难调动,海量资源处于沉睡状态电源储能配置少用户储能难利用电网储能无政策协同高效运行网储源荷(一)发展背景70.30.320.340.360.380.40.4205000001920202021最大负荷负荷峰谷差最大峰谷差率n高峰谷差。目前峰谷差已接近40%,未来负荷增速仍高于用电量增速,负荷峰谷差

3、呈增大趋势;尖峰负荷短而高,调节极短时间的负荷尖峰需要增加调节要素,减少满足最大负荷需要的经济代价。n高比例刚性电源。新能源占比持续提升,其出力随机性、波动性和反调峰特性,给电力系统的电力电量平衡带来巨大压力,成为高比例新能源消纳的主要障碍。外来电、核电调节能力不足。n高比例电力电子设备。随着低惯量、弱支撑的新能源机组在电网中的比例不断增加,系统转动惯量降低,系统安全问题日益突出。47%12%7%4%9%2%15%4%26%9%3%12%14%12%21%3%煤电燃气常规水电抽蓄核电风电光伏生物质及其它(一)发展背景辅助动态调节延缓机组建设电源侧调峰调频备用容量电压支撑电网侧输电网支撑缓解线路

4、阻塞延缓设备升级变电站电源用户侧分时电价套利需求侧管理综合能源服务电能质量新能源电能时移新能源波动平滑新能源接入稳定 储能在电力系统电源、电网、用户侧承担不同的角色,发挥不同的作用。电源侧主要用于提升机组性能、电网侧主要用于提升电网能效、用户侧主要用于获取时效。(一)发展背景9n浙江省新型储能发展方向和任务明确 浙江省“十四五”新型储能发展规划于今年5月正式发布:全力推动新型储能高质量、规模化、集成式发展,重点突破电源侧和电网侧储能,科学引导用户侧储能,支撑在全国率先构建新型电力系统.目标到2025年,全省建成新型储能300万千瓦以上。(二)发展现状10国家及华东层面12345浙江层面1236

5、7n政策体系和市场机制初步建立关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见发改能源规 2021280号发电侧、用户侧关于加快推动新型储能发展的指导意见 发改能源规 20211051号整体关于进一步完善分时电价机制的通知 发改价格 20211093号 用户侧关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增 加并网规模的通知发改运行20211138号发电侧新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法 工信部联节2021114号梯次利用新型储能项目管理规范(暂行)国能发科技规202147号整体电化学储能电站安全管理暂行办法(征求意见稿)安全管理电力并网运行管理规定国能发监管规202160号并网管理电力辅

6、助服务管理办法国能发监管规202161号辅助服务华东区域电力并网运行管理实施细则、电力辅助服务管理实施细则模拟运行稿并网管理、辅助服务89浙江省发展与改革专项资金管理办法浙财建202031号整体关于开展2020年度电力需求响应工作的通知浙发改能源2020221号 用户侧浙江省可再生能源发展“十四五”规划 发电侧关于浙江省加快新型储能示范应用的实施意见浙发改能源2021393号 整体4x浙江省第十五次党代会报告:“高水平建设国家清洁能源示范省”深入实施产业基础再造和产业链提升工程,大力培育新一代信息技术、生物技术、高端装备、智能汽车、新能源、新材料、深海空天等战略性新兴产业和未来产业”(二)发展

7、现状11n浙江省初步形成一批优势企业和产业集群湖州市长兴县被誉为“中国电池产业之都”,在铅酸蓄电池领域拥有超威、天能两大龙头企业;衢州市绿色产业集聚区形成以华友钴业、巨化集团、浙江凯圣等代表的锂电池产业群;杭州在电池管理系统领域处于国内领先地位,业内知名的企业包括杭州高特电子、协能科技和科工电子等;此外,南都电源、万向集团、万里扬公司、天能集团、中恒电气、恒龙等企业均在积极拓展相关市场。公司名称储能核心产品1南都电源铅碳蓄电池、锂电池、再生铅产品、储能系统集成2容百科技锂电池三元正极材料3杉杉股份锂电池正极和负极材料4华友钴业新能源电池材料及原料5杭口科技电池生产线后处理系统6超威集团铅酸蓄电

8、池7天能股份铅酸蓄电池8锦浪科技储能变流器9均胜电子电池管理系统10正泰电器储能系统安装11震裕科技电池机壳及结构件浙江省(部分)储能产业相关上市公司清单(二)发展现状12投资与商业模式尚不健全 标准体系建立及执行存在缺失技术经济性有待提高发电企业:新能源配套建设新型储能会增加投资成本,发电企业缺乏投资主动性。电网公司:新型储能设施纳入输配电价回收缺乏明确政策渠道。社会资本:目前电力现货市场、辅助服务市场政策机制尚未健全,投资收益回报不理想。体系不完善:新型储能规划设计、施工调试、并网验收、运行检修、安全环保等技术标准尚不健全。执行不到位:现有标准存在落实不到位、监督不及时、考核不严谨等问题。

9、现有新型储能技术经济性不高,不能满足大规模商业应用的要求。以电化学储能中经济性较好的铅炭电池和锂电池为例,其度电成本分别约为抽水蓄能的1.21.6倍、1.32.5倍。(三)存在问题n技术和管理层面 我省电化学储能产业代表性企业较少,产业链有待进一步延伸发展虽然浙江省电化学储能产业基础已初步形成,但主要是中小型企业,龙头骨干企业数量和市值偏小。全国电化学储能产业链企业的分布主要集中在广东省。与广东省相比,浙江省企业数量较少,头部企业数量明显较少。电电化化学学储储能能产产业业链链全全景景图图(标标红红为为浙浙江江企企业业)电电化化学学储储能能产产业业链链企企业业分分布布热热力力图图来来源源:前前瞻

10、瞻产产业业研研究究院院(三)存在问题n产业发展层面14我省储能行业科技创新能力偏弱,人才培养体系尚待完善储能技术涉及物理、化学、材料、能源动力、电力电气等多学科多领域交叉融合、协同创新,目前全国共有26所大学开设了储能专业,而浙江省高校尚未开设储能专业,储能人才培养体系尚待完善,相关学科专业尚待健全。(三)存在问题n科技创新层面02发展目标(一)建设目标全省调峰需求01 随着光伏渗透率以及第三产业用电占比逐渐提高,电网净负荷由传统“双峰”曲线逐渐向“鸭子型”曲线转变,全省晚高峰增长趋势明显,我省调峰困难时段将转移至春秋季等负荷较低季节的低谷风电大发及午间腰荷风光大发时段。通过配置储能可以助力电

11、网削峰填谷,经分析,2025年为满足我省调峰缺口需配置储能300万以上。发展目标设定全省调峰需求支撑特高压直流需求常规电厂配置潜力用户侧配置潜力新能源配置潜力1617常规电厂配置潜力03 电化学储能调频具有速率快、精度高、短时功率吞吐能力强等特性,调频效果较传统水电机组、燃气机组、燃煤机组更为优异,火储调频已成为储能产业中率先实现商业化的领域之一。经分析,全省火储调频配套新型储能潜力约160万千瓦。考虑核电+新型储能,大型电源提升调节能力配置储能需求还将进一步扩大。支撑特高压直流需求02 “十四五”我省还将新增白鹤滩直流、入浙第四回直流,在杭州、绍兴、金华等大容量特高压直流馈入点附近配置一定规

12、模新型储能,以提供快速惯量和一次调频支撑,提升电网对特高压交直流严重故障的主动防御能力。此场景需配置储能100万千瓦左右。(一)建设目标18用户侧配置潜力05 用户侧储能主要可应用于工商业用户等加装储能来节省容量电价,并进行峰谷价差套利场景。根据各类用户的电价水平、用电特性,按照市场化的原则,估算各类用户的分布式储能功率容量配置潜力。在利好政策下,乐观估计全省工商业用户可配置的储能容量可达160万千瓦左右。新能源配置需求04 鼓励“新能源+储能”发展模式,推动新增风电、光伏等新能源项目配置储能,实现新能源发电功率波动平抑,提高新能源消纳能力。根据我省可再生能源规划,“十四五”新增海上风电装机或

13、开工996万千瓦;根据整县光伏开发调研,“十四五”新增整县光伏262万千瓦;根据“十四五”重大电源项目建设安排,“十四五”已明确的新增集中式光伏电站有607万千瓦。经分析“十四五”全省新能源配套新型储能需求约286万千瓦。(一)建设目标浙西南区域本身负荷基数不大,但区域内分布有大量的小水电及新能源装机,同时受入了宾金直流。通过配置一定规模新型储能用于提供特高压直流故障等情况下的紧急频率支撑、促进局部区域新能源消纳等。规划到2025年,区域建成新型储能45万千瓦以上。东部沿海区域是未来我省新能源开发主阵地,海上风电、滩涂光伏发展迅速,再加上沿海核电、煤电基地,成为省内电源集中地区。配置一定规模储

14、能用于保障新增光伏、海上风电消纳,提供台风洪涝等情况下的应急保障,满足电厂一次调频的需求,提升电网安全稳定运行水平。规划到2025年,区域建成新型储能135万千瓦以上。19浙北与萧绍区域负荷基数大,供电安全和供电可靠性要求高。差异化配置一定规模储能用于提供特高压直流故障等情况下的紧急频率支撑、重大活动保供电、局部区域新能源消纳等,促进源网荷储的协调发展。规划到2025年,区域建成新型储能120万千瓦以上。由于新型储能功能可复用,为满足以上各类需求,考虑总配置容量需满足其中的最大需求(调峰需求),因此设定总发展目标为300万千瓦左右,其余几类需求通过源网荷各侧搭配满足。(一)建设目标03实施情况

15、21(一)推进情况电化学储能 89%飞轮储能3%氢储能 5%热电熔盐储能3%推进项目各类技术路线占比截至2021年底,浙江省累计建有电化学储能电站31个,总装机规模约7.6万千瓦,主要为电网侧储能。截止2022年7月,全省在推进的新型储能项目共计39个,总装机容量约303万千瓦(另含氢电耦合项目200Nm3/h)。其中,预计有11个项目于2022年投产,投产规模约34.5万千瓦;至2023年预计将再有22个新建或扩建项目投产,装机容量约114.8万千瓦。电网侧64%电源侧21%用户侧15%推进项目各侧储能占比一、电源侧储能示范项目(4个)n示范规模12.2万千瓦电化学储能辅助AGC调频二、电网

16、侧储能示范项目(20个)n示范规模101.6万千瓦,总装机规模291.4万千瓦磷酸铁锂电池为主,钛酸锂、铅蓄电池、铁-铬液流电池三、用户储能示范项目(10个)n示范规模31.5万千瓦n熔盐储能、液态空气、AGM铅酸铅碳电池、锌镍空液流电池.(二)示范项目情况23示范项目数量/个目前已开工项目数量/个2022年计划投产项目数量/个规模/MW/MWh电源侧42390/90电网侧2089576/1152用户侧105773/585浙江省第一批新型储能示范项目数据来源:浙江省“十四五”第一批新型储能示范项目清单、第一批新型储能示范项目建设进度情况表(二)示范项目情况柯桥:非户用分布式光伏项目配套储能设施

17、,按每千瓦时储能能力100元发放一次性补助海宁:接受统一调度的调峰项目(年利用小时数不低于600小时),按200、180、170元/千瓦退坡,已领取省级补贴的不再重复发放诸暨:分布式光伏配套储能设施,按每千瓦时储能能力200元发放一次性补助丽水经济技术开发区:实际投运的分布式储能项目,参与削峰填谷的,按实际放电量给予0.5元/千瓦时的补贴;谷电时段接受电网调度的,额外给予1.0元/千瓦时的补贴乐清:用户侧储能项目,按实际放电量给予0.89元/千瓦时的补贴,连续补贴3年温州市域:实际投运的分布式储能项目,按实际放电量给予0.8元/千瓦时的补贴义乌:接受电网调度的用户侧储能系统,按峰段实际放电量给

18、予0.25元/kWh补贴,补贴两年(三)政策情况04探索应用26应用多元提升常规电源调节能力提高电网安全稳定运行水平促进源网荷储一体化协同发展用户侧储能多元化发展 工程于2021年11月19日投运,为全省首个“光伏+熔盐储热+液流储电”项目,共建有6兆瓦屋顶光伏电站(年发电量约530万千瓦时),年消纳谷电974.4万千万时的熔盐储热装置(两个储盐罐的总储热量能达到100吉焦,年供蒸汽超过10000吨);400千瓦时的液流电池,预计全年可减排二氧化碳1.25吨。(一)西子航空零碳智慧能源中心源网荷储一体化项目华能虚拟电厂用户侧储能换电站充电桩楼宇空调分布式燃机共计约70MW,目前正在开展72小时

19、连续试运行。1.宁波双源(0.5MW/1MWh)、宁波方特储能(0.5MW/1MWh)、南都电源(1MW/2MWh)、坤能用户侧储能项目(1.64MW)、光耀热电储能(1.6MW)等;2、蔚来充换电站(43.82MW);3、亿能充电桩(7.2MW)、66充电桩平台(4.26MW)4、华能大厦空调(0.2MW)、方特空调(0.3MW);5、新奥龙游燃机(8MW)(二)华能虚拟电厂参与调频辅助服务,收益可参考浙江省现货结算试运行结算数据,全省调频需求为1000MW/h。参与调峰辅助服务,调峰价格由辅助服务单位申报,按照报价进行结算。参与备用辅助服务,收益可参考浙江省常规燃煤机组备用辅助服务机会成本

20、。参与需求侧响应辅助服务,收益参考现行的电力需求响应方案。该项目建设规模为20兆瓦/20兆瓦时,于9月2日正式投运。项目采用磷酸铁锂电池储能系统、预制舱室外安装形式,接入浙能乐电公司1号2号发电机组系统。是浙江省内首台以“火电+储能”联合调频方式参与浙江电力市场调频辅助服务的机组,为省内火电机组配置储能调频系统、提高机组调节性能、落实“双碳”目标树立示范效应。该项目完成整体联调后,其调频效果将是水电机组的1.4倍、是天然气机组的2.3倍、是燃煤机组的20倍以上,将有效提高浙能乐电公司1号2号机组的节能减排水平,显著改善电网对可再生能源的接纳能力。(三)乐清1号2号机组电化学储能调频项目 工程建

21、设规模100兆瓦/200兆瓦时,分为两阶段实施。第一阶段建设规模为50兆瓦/100兆瓦时,采用磷酸铁锂电池,通过电厂已建220千伏送出线路接入电力系统。于8月29日投运,为首次利用火电退役机组的既有设施场地建设。建成投产后,将更好提升新能源消纳与电网安全稳定运行的水平,在探索大规模储能电站作为独立主体参与电力市场运营中具有重要示范意义。(四)萧山发电厂电化学储能电站项目乐清公司应用测算模型对全市大工业用进行筛选,再根据现场场地条件和用户愿意,最终确定了29个用户,分别为200kW/400kWh电站15处、250kW/500kWh电站3处、500kW/1000kWh电站11处,形成“一企一方案”

22、。p对全市大工业用进行筛选,再根据现场场地条件和用户愿意,最终确定了29个用户,分别为200kW/400kWh电站15处、250kW/500kWh电站3处、500kW/1000kWh电站11处,总规模9.4MW/18.8MWh,总投资概算5165万元,折算度电投资成本2747元/千瓦时。p在无补贴情况下,收益率仅为-1.54%,在政府0.89元/千瓦时补贴,三年补贴金额2259.47万元,保证项目的经济可行性。p按照市场化售电,按29个用户总体每日可达到1.89个充放循环。增加两个尖时段,采用谷充尖放,每千瓦时价差从0.51元变到0.91元,预计内部收益率从原来的-0.2%提升到8.29%,成

23、本回收周期4.9年。(五)泛乐清港湾用户侧分布式储能项目p 制定光伏与储能运行策略。将储能充放电根据线路负荷、用户负荷和光伏出力的变化调节策略,使光储充资源与配电网形成良好的互动关系,发挥其在电网保稳、保供中作用。p 构建分布式能源与配网调度交互机制。为解决用户侧资源与配网调度的内外网交互问题,依托聚合平台,一定范围内不同类型的用户侧能源形成能源聚合商,聚合商以虚拟电厂模式与调度建立关系,协同各种可调控资源,对外成为一个可调节的市场主体,提供调峰、调频、调压等辅助服务;调度下发指令给聚合商,实现用户侧源网荷储资源配置和交互调控。依托储能项目落地场景建设共享型能源互联与聚合调控平台,实现用户侧信

24、息的接入,做到对分布式能源的可知、可测、可调和可控。(五)泛乐清港湾用户侧分布式储能项目l 在储能投运之前,由于历史原因虹桥、淡溪片区各变电站主变的最大负载率均达黑色预警,据不完全统计,该片区平均每年因电网卡脖子减少工业用电量至少2万千瓦时。l 电网严重卡脖子导致地方政府被迫实施有序用电措施,部分企业直接停产。两充两放的储能策略可以有效缓减电力缺口,保障企业开展紧急性订单生产。l 因为储能的作用,电网高峰时段负荷得到有效压减,电网安全运行得到保障,民生用电保供更加可靠。l在2021年的能耗双控工作中,乐清市政府为鼓励企业建设储能项目,在政策方面给予了储能用户不参与双控的重大优惠政策l29家已经

25、签订储能建设协议的企业在“双控”期间,用电量达到0.31亿千瓦时,用电量不降反升,同比增加了6.2%。其在电网高峰时投入,起到明显的削峰保供效果。具有重大的削峰填谷和电力保供意义政策协同,保障企业生产(五)泛乐清港湾用户侧分布式储能项目p 初始投资成本较低,节约投资资金p 实现延缓配电网扩容3年,解决虹桥五个乡镇未来3至5年用电紧张局面,缓解虹桥区域百余条10KV线路供电瓶颈,从而降低电网建设成本,获取降本增效间接收益。乐清虹桥片区夏季用电形式紧张,负荷调峰压力大,线路改造和变压器扩容升级需求迫切由于土地政策处理难导致电网建设推进缓慢变电站2.4亿储能项目5165万节约投资图 合兴汽车电子股份

26、有限公司投运储能后负荷曲线变化(kW)图 石龙Y513线负荷曲线(MW)图 虹桥变负荷曲线(MW)(五)泛乐清港湾用户侧分布式储能项目l 利用现有用户用电数据,构建“储能潜力指数”。l 对用户进行指数计算,得出储能潜力极高(A级)、较高(B级)用户,形成高储能潜力目标清单。l 打造“云储能”交易管理平台,通过对储能的使用权、所有权、收益权等各项经济权益的清晰界定和设计,协同跨部门、跨行业等多主体共同推动储能产业化发展。l“云储能”交易是一种基于现有电网的共享式储能交易方式,通过市场化手段汇聚源、网、荷、储多方主体,参与者能够通过平台进行出售和购买储能容量,并按照使用需求支付服务费,实现能源互动

27、、价值共创和利益共享。l 对接A级潜力用户卧龙电气驱动集团股份有限公司,制定2MW/4MWH分布式储能方案。本项目已于4月20日投产,该模式下电池寿命约为8.49年,根据最新2022年3月电价并基于储能系统运行收益情况进行计算,内部报酬率(IRR)为9.3%,静态投资回收期5.3年。(六)上虞电网侧35kV直挂式储能示范项目 省新型储能示范项目,建设规模为6MW/12WMh,采用35kV电缆单路并网,储能设备由11个集装箱组成,布置于上虞区35kV红星变电站及220kV道墟变电站中间空白地块。l平滑负荷曲线:投产前上级电源220kV道墟变主变最大峰谷差率为43.5%,储能投产后预计最大峰谷差率

28、可降至约36.9%。l消纳新能源:220kV道墟变35kV侧有10个光伏发电用户,装机容量45.73MW,储能接入可就近提升光伏的消纳能力。l提高供电可靠性:项目建成后可作为用户的备用电源,有效提升故障后的恢复能力和恢复速度。l满足无功补偿需求:通过全控型电力电子换流器提供最高6Mvar感性或容性无功补偿能力。作为第三方独立主体提供调峰服务获益100万元/年参与现货市场提供调频服务收益47.4万元/年(六)上虞电网侧35kV直挂式储能示范项目工程意义:双碳背景下,新能源将迎来大规模增长,电力电量平衡、安全稳定控制等将面临前所未有的挑战。大力发展储能产业,探索储能配额制等商业模式,是应对新能源快

29、速发展的必然要求。建设内容:在宁波等地选取站点建设20万千瓦级集中式大型新型储能电站,通过1回220千伏输电线路就近接入电网,试点应用储能配额制及“共享储能”、调峰、调频等模式。总平面布置图预期成效:1.推动新能源与电网的协调发展,增强电网调峰能力,可承担调频、调相、黑启动、事故备用等任务,提高电网的灵活性和稳定性。2.站址位于特高压直流换流站近区,紧急情况下支撑特高压直流安全稳定运行。3.为新能源企业提供配额租赁服务,积极拓展储能商业模式,参与电力市场辅助服务。37(七)20万千瓦级新型储能电站示范预期成效:1.创新开展“生态+电力”示范城市建设,打造绿色建筑与“光储直柔”建筑配电系统融合发

30、展示范,为全国、全省“生态+电力”城市建设积累经验和提供示范。2.创新性地构建基于能耗碳足迹的碳资产管理平台,实现碳、电力、绿证三个市场协同发展、价值共享。3.建设了基于光储充直柔一体化绿色园区的虚拟电厂,实现绿色园区近零、负碳排放,并实现与电网友好互动,有效实现能源供给侧的多元化、清洁化、低碳化。(八)湖州南太湖“光储直柔”零碳建筑示范工程意义:紧密围绕清洁能源示范省建设,构建涵盖产业园区、居民社区、CBD、绿色建筑、乡村等区域应用场景,结合“光储直柔云”技术及南太湖新区绿色建筑特色,实现区域能源清洁低碳转型。建设内容:依托湖州南太湖新区绿色建筑集群,构建基于光储直柔的园区虚拟电厂、绿色建筑元胞电网,打造消费侧碳排放监测与碳资产管理平台。38汇报结束,谢谢!ThanksForWatching

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