“湖南電網(wǎng)作為中東部地區(qū)受端電網(wǎng)，‘雙高’電力系統(tǒng)特征明顯。特高壓交直流入湘后，電源結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架形態(tài)和負荷特性將發(fā)生顯著變化，給湖南電網(wǎng)運行帶來諸多挑戰(zhàn)。因此，湖南要建立新型電力系統(tǒng)，破局電網(wǎng)運行難題，儲能是關(guān)鍵。”日前，在湖南電池博覽會暨首屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會上，湖南電網(wǎng)相關(guān)負責(zé)人透露。

 

此前，湖南省已明確以發(fā)展電網(wǎng)側(cè)獨立儲能為重點，以建設(shè)大規(guī)模集中式共享儲能為主線，統(tǒng)籌項目選點，集中規(guī)劃建設(shè)一批電網(wǎng)側(cè)儲能電站，力爭到2023年建成電化學(xué)儲能電站150萬千瓦/300萬千瓦時以上。

 

湖南電網(wǎng)調(diào)峰壓力大

 

國網(wǎng)湖南省電力公司儲能專項辦副主任周冠東認為，“‘十四五’期間，預(yù)計湖南的新能源裝機是‘十三五’的2.4倍，湖南將正式邁入由新能源主導(dǎo)的電力系統(tǒng)。”

 

高比例新能源接入以后，將會對湖南電網(wǎng)會帶來哪些挑戰(zhàn)？

 

周冠東告訴記者，目前來說，新能源的消納能力有限，其本身是反調(diào)峰特性，負荷和電源之間存在嚴重的不協(xié)調(diào)。此外，由于湖南的小水電占比很多，且大部分不具有調(diào)峰能力，因此，湖南電網(wǎng)面臨的調(diào)峰壓力很大。

 

湖南省電力公司電力科學(xué)研究院院長周衛(wèi)華表示，傳統(tǒng)電網(wǎng)構(gòu)建在穩(wěn)態(tài)和準穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，難以適應(yīng)新能源、儲能、配電網(wǎng)等相應(yīng)直流系統(tǒng)接入分析和仿真的新型電力系統(tǒng)，在電網(wǎng)的規(guī)劃方面面臨諸多不確定性。

 

“同時由于參數(shù)太多，建模受限，存在很多需要迫切解決的問題。”周衛(wèi)華告訴記者，“首先，湖南電網(wǎng)峰谷差常年排在全國前列，最高負荷是3300萬千瓦，最低負荷是800萬千瓦，峰谷差達60%以上，調(diào)峰壓力巨大；其次，湖南面臨著常規(guī)電源欠缺，需要推進火電基礎(chǔ)聯(lián)合改造，促使已經(jīng)規(guī)劃的火電機組快速投運，起到基礎(chǔ)調(diào)峰作用；最后，湖南電網(wǎng)要進一步完善調(diào)峰機制，到2035年基本形成2400萬千瓦以上的火電調(diào)節(jié)能力、100萬千瓦以上的水電調(diào)節(jié)能力。”

 

負荷結(jié)構(gòu)日趨多元帶來挑戰(zhàn)

 

“從電源結(jié)構(gòu)來看，新能源具備強不確定性、弱可控性，未來電網(wǎng)將是交直流混合大電網(wǎng)、微電網(wǎng)和調(diào)節(jié)負荷共存的電網(wǎng)，從特性來看是實時平衡，一體化運行。”周冠東認為，以新能源為主的新型電力系統(tǒng)下，電力結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)形態(tài)，運行特點都帶來了新的改變。

 

“湖南電網(wǎng)要實現(xiàn)‘源網(wǎng)荷儲’協(xié)同發(fā)展，有著來自電壓、抗短路、功率平衡、調(diào)節(jié)能力以及儲能等多方面的挑戰(zhàn)和壓力。”周冠東表示，“新能源成為電源主體，面臨的困難很多，難度巨大。因此，儲能便要承擔(dān)起保障清潔能源消納、提供安全優(yōu)質(zhì)電能服務(wù)的使命。”

 

周衛(wèi)華表示，當(dāng)前湖南的風(fēng)電是分散式山地風(fēng)電，規(guī)模上并沒有優(yōu)勢，光伏的利用小時數(shù)也偏低。“此外，湖南負荷特性也很復(fù)雜，以電代煤的負荷大規(guī)模進入后，湖南電能在終端能源占比達到17%，仍低于27%的全國平均水平，隨著終端用戶電能潛力釋放，電能需求將越來越大。”

 

周衛(wèi)華認為，未來湖南負荷結(jié)構(gòu)多元化后，負荷將參與電源側(cè)雙向能源互動，電源利用范圍將會廣泛延伸，負荷特性也會隨之更加復(fù)雜。因此，儲能一定是湖南源網(wǎng)荷儲互動、多能互補系統(tǒng)中的支撐，是清潔低碳、安全可控、靈活高效，開放互動的電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。

 

因地制宜發(fā)揮儲能價值

 

湖南對儲能的重視程度，可以從該省密集發(fā)布的儲能政策中初見端倪。“除了整體的規(guī)劃布局外，全國唯一的電網(wǎng)側(cè)儲能電站也已落地湖南，力爭到2023年全省建成電化學(xué)儲能電站150萬千瓦/300萬千瓦時以上。”上述湖南電網(wǎng)專家告訴記者。

 

他表示，湖南電網(wǎng)還會考慮充分利用儲能電站模擬傳統(tǒng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣量，進一步提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

 

隨著電化學(xué)儲能的大發(fā)展，全方位掌握儲能運行的安全穩(wěn)定性能，準確評估儲能對電網(wǎng)的支撐能力迫在眉睫。

 

周冠東表示，湖南電網(wǎng)對于儲能的利用也有自己的思考。“風(fēng)電機組的無功資源目前還沒有很好的利用起來，風(fēng)電配了儲能以后，儲能對風(fēng)電場的電壓支撐，以及如何支撐新能源友好、安全、高效并網(wǎng)，怎么樣協(xié)同控制，也促使電網(wǎng)思考和探索。”

 

對此，湖南電網(wǎng)提出了將升壓站、儲能站和風(fēng)電場“三站合一”的協(xié)同控制理念，實現(xiàn)三站有功和無功資源的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。周冠東認為，這樣可以有效防止風(fēng)機脫機脫網(wǎng)，節(jié)省一次調(diào)頻投入，實現(xiàn)高效滿功率發(fā)電。