近日，西藏自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)下發(fā)關(guān)于印發(fā)《2023 年風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)方案》（簡(jiǎn)稱“西藏2023新能源開發(fā)方案”）的通知，要求保障性并網(wǎng)光伏項(xiàng)目+ 儲(chǔ)能項(xiàng)目配置儲(chǔ)能規(guī)模不低于光伏裝機(jī)容量的20%，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)不低于4小時(shí)，并按要求加裝構(gòu)網(wǎng)型裝置。
自2017年青海省要求風(fēng)電項(xiàng)目按規(guī)模10%配套儲(chǔ)能裝置以來(lái)，已有近30個(gè)省份出臺(tái)新能源配儲(chǔ)文件。今年1月12日，西藏自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)西藏自治區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱“西藏光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展意見(jiàn)”），就已明確要求光伏電站配套儲(chǔ)能電站，標(biāo)準(zhǔn)與近日發(fā)布的“西藏2023新能源開發(fā)方案”一致。
相比西藏自治區(qū)發(fā)改委1月發(fā)布的“西藏光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展意見(jiàn)”，“西藏2023新能源開發(fā)方案”額外提出了儲(chǔ)能“加裝構(gòu)網(wǎng)型裝置”的要求，實(shí)際要求配置構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能，這也是全國(guó)首個(gè)強(qiáng)制要求加裝構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的地方政策。
為何西藏要求加裝構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能？
西藏電網(wǎng)歷史上長(zhǎng)期孤網(wǎng)運(yùn)行，近年來(lái)，通過(guò)多個(gè)大型聯(lián)網(wǎng)工程的建設(shè)，與西北電網(wǎng)、西南電網(wǎng)的連接大大加強(qiáng)，主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上升到500KV，但部分地區(qū)仍屬于弱網(wǎng)，尤其縣域電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍然薄弱，并且電源結(jié)構(gòu)受限，以水電和光伏為主。
截止2022年9月底，西藏地區(qū)光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模1.39GW,占本地區(qū)總裝機(jī)比重30.1%，到了冬季枯水季，水電機(jī)組出力大幅降低，光伏在西藏電網(wǎng)中的比例還要提高。
以風(fēng)電、光伏為代表的新能源具有波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)，高比例新能源除帶來(lái)電力電量平衡問(wèn)題，還給電力系統(tǒng)帶來(lái)安全穩(wěn)定問(wèn)題。
由于采用電力電子設(shè)備與電網(wǎng)連接，新能源不具備傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在抗擾性、過(guò)載能力、調(diào)頻調(diào)壓等方面能力不足。此外，高比例新能源帶動(dòng)電力電子設(shè)備大量接入電力系統(tǒng)，高比例電力電子設(shè)備可能引發(fā)寬頻振蕩。這也是業(yè)內(nèi)關(guān)注的電力系統(tǒng)“雙高”（高比例新能源、高比例電力電子設(shè)備）趨勢(shì)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
目前普遍采用的跟網(wǎng)型儲(chǔ)能，采用跟網(wǎng)型變流器技術(shù)，主要跟蹤電網(wǎng)的電壓與頻率，一旦電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)，還是依賴電網(wǎng)電壓和相位進(jìn)行有功無(wú)功支撐，直到擾動(dòng)過(guò)去，在跟網(wǎng)型變流器并網(wǎng)數(shù)量不斷增長(zhǎng)情況下，當(dāng)電網(wǎng)很弱時(shí)，很可能導(dǎo)致大規(guī)模脫網(wǎng)，甚至電力系統(tǒng)崩潰。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能，采用構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)，是從電源側(cè)應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)“雙高”趨勢(shì)帶來(lái)的安全穩(wěn)定問(wèn)題的一種解決方案。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)采用虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，可以通過(guò)復(fù)制同步電機(jī)的行為和性能來(lái)加強(qiáng)電網(wǎng)，可以起到快速調(diào)頻調(diào)壓、增加慣量和短路容量、抑制寬頻震蕩等作用。
為應(yīng)對(duì)“雙高”挑戰(zhàn)，電網(wǎng)可以通過(guò)加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、增加輸電線路回路、投資建設(shè)調(diào)相機(jī)等方式來(lái)加強(qiáng)電網(wǎng)，同時(shí)，將儲(chǔ)能系統(tǒng)改造為構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能，相當(dāng)于在系統(tǒng)中多增加了火電機(jī)組，也是加強(qiáng)電網(wǎng)的有效方式。
“構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能可在并網(wǎng)和離網(wǎng)模式運(yùn)行。”遠(yuǎn)景能源儲(chǔ)能產(chǎn)品總工程師錢振華表示，“中國(guó)是典型的強(qiáng)電網(wǎng)，但在局部地區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)了弱電網(wǎng)的特征，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能在弱電網(wǎng)、離網(wǎng)等場(chǎng)景具有應(yīng)用價(jià)值，未來(lái)隨新能源比例進(jìn)一步提升，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能將具有更普遍的應(yīng)用價(jià)值。”
西藏自治區(qū)所在的西北地區(qū)，是全國(guó)新能源裝機(jī)比例最高的區(qū)域，預(yù)計(jì)今年新能源裝機(jī)比例將超過(guò)50%，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的價(jià)值正在凸顯，據(jù)悉，國(guó)網(wǎng)西北分部正在加快新能源和新型儲(chǔ)能抗擾、主動(dòng)支撐、感知等涉網(wǎng)能力改造提升，積極試點(diǎn)構(gòu)網(wǎng)型新能源和儲(chǔ)能新技術(shù)，推動(dòng)新能源從并網(wǎng)向組網(wǎng)轉(zhuǎn)變。
產(chǎn)業(yè)界構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)進(jìn)展幾何？
從全球來(lái)看，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能也屬于前沿技術(shù)，僅有少數(shù)國(guó)家掌握這一技術(shù)，包括美國(guó)、澳大利亞、中國(guó)均已開始推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和示范項(xiàng)目驗(yàn)證。
去年12月31日，湖北荊門新港一期儲(chǔ)能項(xiàng)目成功并網(wǎng)，規(guī)模為12.6MW/26.8MWh，這是國(guó)內(nèi)首個(gè)并網(wǎng)的大型構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電站。
據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)僅有遠(yuǎn)景能源、陽(yáng)光電源、華為數(shù)字能源等少數(shù)儲(chǔ)能廠商具備構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的技術(shù)能力。
錢振華表示，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能具有很高的技術(shù)門檻。首先是電子電力設(shè)備控制技術(shù)，相比跟網(wǎng)型儲(chǔ)能，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能需要變更基礎(chǔ)的控制框架，還需要增強(qiáng)在電網(wǎng)擾動(dòng)等情景下的自我保護(hù)能力；其次是場(chǎng)站級(jí)系統(tǒng)控制技術(shù)，這考驗(yàn)的是軟件能力和系統(tǒng)控制的分析能力。
“先進(jìn)煤電機(jī)組可以做到100萬(wàn)千瓦。” 錢振華說(shuō)：“風(fēng)電、儲(chǔ)能典型的一個(gè)節(jié)點(diǎn)容量才2-3MW，電網(wǎng)連接一個(gè)100萬(wàn)千瓦的煤電機(jī)組，相當(dāng)于構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能需要連接300多個(gè)風(fēng)電、儲(chǔ)能等并聯(lián)節(jié)點(diǎn)，僅一個(gè)GW級(jí)的新能源場(chǎng)站，對(duì)控制的要求就是電網(wǎng)級(jí)的。”
國(guó)內(nèi)掌握構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的儲(chǔ)能廠商均具有深厚的電子電力技術(shù)積累。比如遠(yuǎn)景能源是國(guó)內(nèi)第二、全球第四的風(fēng)電整機(jī)供應(yīng)商，并早已實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電變頻器的自研自制，風(fēng)電的逆變器技術(shù)和儲(chǔ)能的變流器技術(shù)較為相似，但設(shè)計(jì)復(fù)雜度更高。
錢振華介紹，遠(yuǎn)景體系內(nèi)的遠(yuǎn)景智能基于遠(yuǎn)景自研的EnOS?智能物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，專攻智能軟件解決方案，配合遠(yuǎn)景的智慧液冷儲(chǔ)能解決方案，已經(jīng)具備了場(chǎng)站級(jí)控制能力。
“西藏要求配置構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能，說(shuō)明儲(chǔ)能是一個(gè)高技術(shù)門檻的行業(yè)。”錢振華表示：“儲(chǔ)能廠商不僅需要通過(guò)技術(shù)進(jìn)步降低全生命周期度電成本，提高可靠性，隨著新能源占比提高，還需要不斷增強(qiáng)電網(wǎng)支撐技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)新。”
