Estabeleça um novo caminho para a indústria de armazenamento de energia e acelere a demonstração e aplicação da tecnologia de armazenamento de energia em sistemas de energia (1)

O armazenamento de energia é uma importante tecnologia e equipamento básico para suportar o novo sistema de energia. É de grande importância promover a transformação verde da energia, responder a eventos extremos, garantir a segurança energética, promover o desenvolvimento energético de alta qualidade e alcançar a neutralidade de carbono no pico de carbono. Em julho de 2021, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma e a Administração Nacional de Energia emitiram as "Opiniões Orientadoras sobre a Aceleração do Desenvolvimento de Novo Armazenamento de Energia", promovendo vigorosamente a construção de projetos de armazenamento de energia do lado da energia, promovendo ativamente a racionalização do lado da rede armazenamento de energia e suporte ativo ao armazenamento de energia do lado do usuário Desenvolvimento diversificado. Até 2025, a capacidade instalada alcançará mais de 30 milhões de quilowatts, realizar a transformação do novo armazenamento de energia desde o estágio inicial de comercialização até o desenvolvimento em larga escala. O "White Paper on Energy Storage Industry Research in 2021" mostra que entre os novos projetos colocados em operação em 2020, a capacidade instalada de armazenamento de energia no lado da geração de energia nova é a maior, com um aumento ano a ano de 438%. No futuro, o novo armazenamento de energia apresentará um crescimento explosivo. Xangai precisa urgentemente aproveitar o novo caminho da indústria de armazenamento de energia, ativar vigorosamente o valor dos recursos de armazenamento de energia e promover o desenvolvimento em larga escala de tecnologias avançadas de armazenamento de energia. mostra que entre os novos projetos colocados em operação em 2020, a capacidade instalada de armazenamento de energia do lado da geração de energia nova é a maior, com um aumento de 438% em relação ao ano anterior. No futuro, o novo armazenamento de energia apresentará um crescimento explosivo. Xangai precisa urgentemente aproveitar o novo caminho da indústria de armazenamento de energia, ativar vigorosamente o valor dos recursos de armazenamento de energia e promover o desenvolvimento em larga escala de tecnologias avançadas de armazenamento de energia. mostra que entre os novos projetos colocados em operação em 2020, a capacidade instalada de armazenamento de energia do lado da geração de energia nova é a maior, com um aumento de 438% em relação ao ano anterior. No futuro, o novo armazenamento de energia apresentará um crescimento explosivo. Xangai precisa urgentemente aproveitar o novo caminho da indústria de armazenamento de energia, ativar vigorosamente o valor dos recursos de armazenamento de energia e promover o desenvolvimento em larga escala de tecnologias avançadas de armazenamento de energia.

A tecnologia de armazenamento de energia é uma parte importante dos seis elos de "mineração-geração-transmissão-distribuição-uso-armazenamento" no processo de operação da rede elétrica. Depois que o link de armazenamento de energia é introduzido no sistema de energia, ele pode efetivamente realizar o gerenciamento do lado da demanda, eliminar a diferença pico-vale entre o dia e a noite e suavizar a carga. Ele pode não apenas fazer uso mais eficaz do equipamento de energia, reduzir os custos de fornecimento de energia, mas também promover a aplicação de energia renovável. Pode ser usado como um meio de melhorar a estabilidade da operação do sistema, ajustar a frequência e compensar as flutuações de carga.

1. Aplicação típica da tecnologia de armazenamento de energia no sistema de energia

A pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de armazenamento de energia sempre foi valorizada pelos departamentos de energia, transporte, energia elétrica, telecomunicações e outros de vários países. A energia elétrica pode ser convertida em energia química, energia potencial, energia cinética, energia eletromagnética e outras formas de armazenamento. De acordo com seus métodos específicos, pode ser dividido em quatro tipos: armazenamento de energia físico, eletromagnético, eletroquímico e de mudança de fase.

Quando a central hidrelétrica reversível é colocada em operação, ela deve ser equipada com dois reservatórios (piscinas superior e inferior) a montante e a jusante. Durante os períodos de baixa carga, o equipamento de armazenamento bombeado funciona no estado do motor, bombeando água do reservatório a jusante para o reservatório a montante para armazenamento e bombeando e armazenando água durante os picos de carga. O equipamento funciona como um gerador, utilizando a água armazenada no reservatório a montante para gerar energia elétrica. O armazenamento de energia por bombeamento é a tecnologia de armazenamento de energia mais amplamente utilizada em sistemas de energia. Suas principais áreas de aplicação incluem corte de pico e preenchimento de vale, modulação de frequência, modulação de fase, backup de emergência, black start e fornecimento de capacidade de backup do sistema. Também pode melhorar a eficiência operacional do sistema de usinas termelétricas médias e usinas nucleares.

A central elétrica de armazenamento de energia de ar comprimido (CAES) é uma usina de turbina a gás para regulação de pico. Ele usa principalmente a energia restante para comprimir o ar quando a carga da rede é baixa e o armazena em uma instalação selada de alta pressão com uma pressão típica de 7,5 MPa e o libera durante o pico de consumo de energia. Saia para acionar a turbina a gás para gerar eletricidade. O investimento na construção do CAES e os custos de geração de energia são menores do que os das usinas reversíveis, mas sua densidade de energia é baixa e limitada pelas condições do terreno, como formações rochosas. A possibilidade de vazamento de gás e rachaduras do armazenamento de gás CAES é extremamente pequena, com alto fator de segurança e longa vida útil. Backup do sistema de geração de energia.

O sistema de armazenamento de energia do volante é composto por volante de alta velocidade, sistema de suporte de rolamento, motor/gerador, conversor de energia, sistema de controle eletrônico e equipamentos adicionais, como bomba de vácuo e rolamento de reserva de emergência. Na carga do vale, o sistema de armazenamento de energia do volante é alimentado pela grade de frequência de energia para acionar o volante para girar em alta velocidade, armazenar energia na forma de energia cinética e concluir o processo de conversão de energia elétrica em energia mecânica; quando ocorre o pico de carga, o volante giratório de alta velocidade atua como o motor principal para arrastar o motor gera eletricidade e o conversor de energia produz corrente e tensão para concluir o processo de liberação de energia da conversão de energia elétrica e mecânica.

O sistema de armazenamento de energia magnética supercondutora usa bobinas feitas de supercondutores para armazenar a energia do campo magnético e não requer conversão de formas de energia durante a transmissão de energia. Tem velocidade de resposta rápida (nível ms), alta eficiência de conversão (≥96%) e grande capacidade específica/potência específica, etc. Vantagens, troca de energia de grande capacidade em tempo real e compensação de energia com o sistema de energia podem ser realizadas. O sistema de armazenamento de energia magnética supercondutor é relativamente simples em tecnologia, sem peças mecânicas rotativas e problemas de vedação dinâmica, e pode atender totalmente aos requisitos de suporte de tensão de rede de transmissão e distribuição, compensação de energia, regulação de frequência e melhoria da estabilidade do sistema e capacidade de transmissão de energia .

O armazenamento de energia do supercapacitor é desenvolvido de acordo com a teoria da dupla camada eletroquímica, que pode fornecer uma poderosa potência de pulso. Quando a superfície do eletrodo está em um estado idealmente polarizado durante o carregamento, a carga atrairá os íons do sexo oposto na solução eletrolítica circundante, fazendo com que ela se prenda à superfície do eletrodo, formando A dupla camada elétrica constitui a capacitância elétrica da dupla camada. Devido à distância muito pequena entre as camadas de carga (geralmente menos de 0,5 mm) e à estrutura especial do eletrodo, a área da superfície do eletrodo aumenta dezenas de milhares de vezes, resultando em uma enorme capacitância. No entanto, devido à baixa tensão suportável do dielétrico e à existência de corrente de fuga, a energia de armazenamento e o tempo de retenção são limitados,

O sistema de armazenamento de energia da bateria é principalmente um sistema que usa baterias de lítio/baterias de chumbo como transportadores de armazenamento de energia para armazenar energia elétrica e fornecer energia elétrica dentro de um determinado período de tempo, e a energia elétrica fornecida tem as funções de transição suave, corte de pico e preenchimento de vale, modulação de frequência e regulação de tensão, etc. Possui a capacidade de controlar o fluxo de potência ativa, podendo ajustar simultaneamente a potência ativa e a potência reativa do ponto de acesso, proporcionando uma capacidade de resposta rápida para o sistema de transmissão de alta tensão. Porque o armazenamento de energia da bateria tem tecnologia relativamente madura, grande capacidade, segurança e confiabilidade e baixo ruído Baixo custo, forte adaptabilidade ambiental, fácil instalação e assim por diante.

2. Casos típicos de projetos de demonstração de armazenamento de energia em províncias e cidades irmãs

(1) Zhejiang explora cenários de aplicação de armazenamento de energia e modelos de negócios

Em novembro de 2021, a Comissão Provincial de Desenvolvimento e Reforma de Zhejiang e o Departamento Provincial de Energia emitiram os "Opiniões de Implementação sobre a Aceleração da Aplicação Demonstrativa de Armazenamento de Nova Energia na Província de Zhejiang". Nos próximos três anos, um novo projeto de demonstração de armazenamento de energia de 1 milhão de quilowatts será construído na rede. Five" e se esforçar para atingir a meta de desenvolvimento de novos projetos de demonstração de armazenamento de energia de cerca de 2 milhões de quilowatts. Zhejiang está construindo ativamente uma área de demonstração em nível provincial para o novo sistema de energia da State Grid, explorando um novo modelo de desenvolvimento de armazenamento de energia, adaptando para o desenvolvimento do novo sistema de energia, e com foco no apoio à construção de novos projetos de armazenamento de energia de forma centralizada e de grande porte, distribuídos em uma plataforma para agregar novos projetos de armazenamento de energia ao sistema elétrico. Forneça suporte de capacidade e recursos de redução de pico. Atualmente, Zhejiang gerou novas formas de negócios e novos modelos, como operação conjunta "nova energia + armazenamento de energia", armazenamento compartilhado de energia e serviço "one-stop" para armazenamento de energia e conexão à rede, e alcançou muito sucesso.

Em dezembro de 2021, a Subestação Yueci de 110kV e a Central Elétrica de Armazenamento de Energia Qianwan de 10kV no Novo Distrito de Ningbo Hangzhou Bay foram colocadas em operação com sucesso. Como a primeira usina de armazenamento de energia pré-fabricada do lado da rede na província de Zhejiang, a usina de armazenamento de energia de Qianwan cobre uma área de apenas duas quadras de basquete, mas usa baterias de fosfato de ferro e lítio com alta densidade de energia e ciclo de vida longo, que podem alcançar alta Armazenamento eficiente de energia. Efetuar o carregamento e armazenamento de energia nos períodos de baixo pico de consumo de eletricidade, e descarregar para a rede através de subestações nos horários de pico, de forma a compensar a lacuna no tempo e aumentar a flexibilidade e segurança do fornecimento de energia.

(2) A província de Guangdong promove ativamente o desenvolvimento inovador e a aplicação de novas tecnologias de armazenamento de energia

Em abril de 2021, o projeto de modulação de frequência assistida por armazenamento de energia AGC (dispositivo de controle de geração automática) da Guangdong Huadian Shaoguan Thermal Power Company foi concluído e colocado em operação. Este é o primeiro sistema de armazenamento de energia na China que adota uma cascata de alta tensão + solução de bateria 1C. A China Southern Power Grid promove ativamente o desenvolvimento inovador e a aplicação de novas tecnologias de armazenamento de energia. A regulação de frequência conjunta de unidades termelétricas com sistemas de armazenamento de energia é de grande importância para resolver efetivamente a escassez de recursos de regulação de frequência em redes elétricas regionais e melhorar a confiabilidade e segurança da operação da rede elétrica. O projeto está equipado com um sistema de bateria de fosfato de ferro e lítio com um longo ciclo de vida. A capacidade total do sistema de armazenamento de energia é de 10 MW/10 MWh. até 88%), resposta rápida e ajuste flexível (0,604 segundos para atingir a potência total), efeito superior de balanceamento da bateria, pegada pequena, etc., o tempo contínuo de carga e descarga é de até 51 minutos e a vida útil da bateria é cerca de 5000 vezes. Os principais indicadores Ambos alcançaram o nível líder doméstico.

(3) O primeiro projeto de demonstração de armazenamento de energia de Shandong foi oficialmente colocado em operação em Huadian

Em dezembro de 2021, a estação de armazenamento de energia de 9 MW/MWh e modulação de frequência da usina Huadian International Laicheng concluiu com sucesso a operação de teste 168, marcando o comissionamento oficial do primeiro projeto de demonstração de armazenamento de energia na província de Shandong. A Laicheng Power Generation está transportando quatro unidades de energia movidas a carvão de 300.000 quilowatts, que são importantes fontes de energia para as áreas de alta carga da Luzhong Power Grid e também são as principais unidades para regulação de pico e frequência na Shandong Power Grid. A fim de melhorar ainda mais o desempenho de regulação da unidade e adaptar-se às necessidades competitivas do mercado de regulação de frequência da rede elétrica, a Laicheng Power Generation investiu na construção de uma usina de regulação de frequência de armazenamento de energia de 9 MW/MWh. Aproveitando as vantagens da regulação rápida e de alta precisão do armazenamento de energia elétrica, através da "regulação de frequência combinada de armazenamento de fogo" Ajuste em tempo real da saída de geração de energia para encontrar o equilíbrio em tempo real entre a saída de geração de energia e o lado do usuário carregar. Depois que o projeto for colocado em operação, ele melhorará muito o desempenho da regulação de frequência dos grupos geradores de Laicheng, aumentará a receita dos serviços auxiliares da empresa, melhorará a confiabilidade operacional da rede elétrica de Shandong, aumentará a capacidade de consumo de energia renovável e desempenhará um papel em acelerar a construção de um novo sistema de energia com nova energia como corpo principal. Bom efeito de demonstração. Ajuste em tempo real da saída de geração de energia para atender ao equilíbrio em tempo real entre a saída de geração de energia e a carga do lado do usuário. Depois que o projeto for colocado em operação, ele melhorará muito o desempenho da regulação de frequência dos grupos geradores de Laicheng, aumentará a receita dos serviços auxiliares da empresa, melhorará a confiabilidade operacional da rede elétrica de Shandong, aumentará a capacidade de consumo de energia renovável e desempenhará um papel em acelerar a construção de um novo sistema de energia com nova energia como corpo principal. Bom efeito de demonstração. Ajuste em tempo real da saída de geração de energia para atender ao equilíbrio em tempo real entre a saída de geração de energia e a carga do lado do usuário. Depois que o projeto for colocado em operação, ele melhorará muito o desempenho da regulação de frequência dos grupos geradores de Laicheng, aumentará a receita dos serviços auxiliares da empresa, melhorará a confiabilidade operacional da rede elétrica de Shandong, aumentará a capacidade de consumo de energia renovável e desempenhará um papel em acelerar a construção de um novo sistema de energia com nova energia como corpo principal. Bom efeito de demonstração. aumentar a receita dos serviços auxiliares da empresa, melhorar a confiabilidade da operação da rede elétrica de Shandong, aumentar a capacidade de consumo de energia renovável e desempenhar um papel na aceleração da construção de um novo sistema de energia com nova energia como corpo principal. Bom efeito de demonstração. aumentar a receita dos serviços auxiliares da empresa, melhorar a confiabilidade da operação da rede elétrica de Shandong, aumentar a capacidade de consumo de energia renovável e desempenhar um papel na aceleração da construção de um novo sistema de energia com nova energia como corpo principal. Bom efeito de demonstração.

(4) O Porto de Lianyungang concluiu e colocou em operação o primeiro sistema integrado de energia em terra e armazenamento de energia na China

Em abril de 2021, o primeiro sistema integrado doméstico de armazenamento de energia em terra foi concluído e colocado em operação no porto de Lianyungang. A popularização e aplicação da tecnologia de energia em terra é de grande importância. O projeto conta com uma central de armazenamento de energia com potência de 5 megawatts, que pode atender a demanda de acesso de energia em terra de mais de 10 megawatts no total ou mais de 3 megawatts em um único berço, e há margem suficiente quando a energia em terra está operando em plena capacidade, para atender aos requisitos de acesso de várias cargas aleatórias e de impacto, como guindastes portuários e guindastes de pórtico. A promoção da tecnologia de energia em terra é a melhor solução para reduzir a poluição dos navios no porto. Por meio da transformação "petróleo em eletricidade", o consumo de energia dos navios pode ser reposto durante as escalas nos portos,