蓬萊電廠用上四種“充電寶”

6月12日，國家能源集團山東蓬萊公司10.1"萬千瓦/20.5萬千瓦時（功率"10.1"萬千瓦，容量20.5"萬千瓦時）復合儲能電站項目（下稱“蓬萊復合儲能電站”）通過驗收。建設者歡呼雀躍。

蓬萊復合儲能電站是國內首個集成4種新型儲能技術的復合型智慧儲能示范項目，要協同發揮4種儲能技術最大效力，為儲能行業做出示范。

約3個月前，蓬萊復合儲能電站一次并網成功。從那時起，該項目開始試運行，如今終于正式商用。

近期，本刊記者一行走進蓬萊復合儲能電站，了解這一項目的最新進展。

努力解決棄電難題

“儲能電站立項之初，目的是消納山東新能源電力波動。現在看來，恰好契合了電力市場發展態勢。”國家能源蓬萊發電有限公司（下稱“蓬萊發電”）副總經理王軍海介紹。

作為排名靠前的經濟大省，山東省的電力供應端和用戶端有著“甜蜜的煩惱”。2024年10月，山東省新能源發電裝機規模歷史性超過煤電；今年5月，山東省新能源和可再生能源裝機占比超過51%。新能源發電有隨機性、波動性、間歇性的特點，出力與電網負荷需求難以實時匹配。

例如，光伏發電機組在午間陽光充足時，發電量高，此時恰逢用電低谷。晚間，光伏發電到了低谷，此時到了用電高峰。風力發電機組的發電效率與風速大小和穩定性有直接關系。

電網需要實時電量平衡，山東省內現有機組運行調整能力已發揮至極致，但仍有時段性棄電情況發生，迫切需要調節性電源發揮調峰、調頻作用，保障電力系統安全穩定運行。

為解決這類問題，國家發展改革委和國家能源局在《“十四五”新型儲能發展實施方案》里明確，積極支持各類主體開展共享儲能、云儲能等創新商業模式的應用示范。這些儲能設施，被人們形象的稱為大型“充電寶”。

結合地區電力系統的調節需求和國家能源集團的發展規劃，作為儲能應用先行軍的山東與國家能源集團協作，蓬萊復合儲能電站項目建設啟動。

多技術路線的產業實踐

“與部分電站最多兩三種儲能方式不同，蓬萊復合儲能電站肩負著科研項目產業化落地的重任，創新性融合了飛輪、磷酸鐵鋰、鈉離子和全釩液流4種儲能方式，成為目前業內技術路線最多的儲能電站。”蓬萊發電總經理李智華告訴記者。

飛輪調頻反應速度快，可達毫秒級；磷酸鐵鋰電池技術成熟、能量密度高；鈉離子電池低溫性能好、安全性較高；全釩液流電池可深度放電而自身損害較低，壽命可長達10～20年。

該項目是國家能源局及國家級新型儲能試點示范項目、國家能源集團科技項目，需要國能信控技術股份有限公司（下稱“國能信控”）做好協同控制關鍵技術，讓各種儲能方式都發揮各自優勢。

“項目設計實現4種多技術協同作戰，目的是能彌補單一儲能技術能量密度和壽命的不足，揚長避短，全面覆蓋短時調頻、中長時調峰等多種需求場景。”蓬萊發電副總經理李躍林介紹，“我們這個項目，就是要在實際運轉中積累經驗，為同行做出示范。”

試運行兩個月，4種儲能方式協同的優勢得到了充分驗證。

飛輪調頻可以在收到調度指令信號后100毫秒以內達到滿功率充電或放電狀態。據蓬萊發電電氣專工孔令勃介紹，他們采用了全球單體最大的磁懸浮飛輪裝置，能輔助蓬萊電廠燃煤機組快速、準確跟隨調頻指令，有效提升機組的綜合調頻性能，釋放火電機組自身發電能力，提升設備可靠性。

2024年11月，4MW級磁懸浮飛輪入選國家能源局第四批首臺（套）重大技術裝備名錄。

國能信控項目工程師翟飛飛介紹，項目使用新一代磷酸鐵鋰電芯，比前一代更節能、裝配簡化程度更高、施工量更少。“公司在江蘇有專業的儲能生產基地，組裝集成后運送到這里，接線后就能使用，比在現場集成效率更高、質量更穩定。”

“我國全釩液流電池儲能技術水平處于國際領先地位，但受到成本制約，目前尚未大規模產業化。”據國能信控副總經理張傳升介紹，國能信控和北京低碳清潔能源研究院合作研發的液流電池系統設備，首次應用了國家能源集團自主研制的大功率電堆，能量效率大幅提升。“相信隨著全釩液流電池的廣泛應用，成本能更快地降下來，推動全釩液流電池儲能技術產業化進程。”

鈉離子因技術壁壘和商業化進程較慢，國內應用并不多。蓬萊復合儲能電站的鈉離子電池使用了一組電池，用于提高儲能電站的安全性。

截至目前，蓬萊復合儲能項目已經獲得20項發明專利，實用新型專利受理4項，軟件著作權登記3項，論文發表7篇，其中5篇發表在核心期刊。

充放電次數越多，電站效益越好

科研項目產業化落地的另一個關鍵是，如何為客戶創造價值，使儲能項目“建得好、用得好、管得好”。在蓬萊復合儲能電站設計之初，這個問題就被充分考慮。

“實現電價低谷時充電，電價高峰時放電，為電網‘削峰填谷’穩定運行貢獻力量的同時，獲得經濟效益。”張傳升解讀儲能電站的盈利模式。

據蓬萊發電設備管理部副主任李松濤介紹，今年“五一”期間，山東省午間時段的上網電價是-0.08元/度，晚間用電高峰時電價約0.6元/度，能利用好這個時段才能讓儲能電站實現效益最大化。

國能信控新能源業務中心總經理張毅博告訴本刊記者，作為電廠智能化解決方案的提供商，多年的經驗讓他們對電廠經營模式理解得更深，在搭建涉及交易決策的協同調度系統時，作出了合理決策。

據張毅博介紹，調度系統包含能量調控與交易決策兩大模塊，以山東電力市場交易規則為前置條件，以復合儲能系統的綜合能效最優化以及保障運行安全可靠為目標，綜合考慮鋰電池、鈉電池、液流電池的壽命、健康度、荷電狀態、運行成本等，在各種電池間合理分配功率。當然，還要參考市場預測信息，以經濟效益最優為目標，尋找充放電計劃的最優解，實現多形式復合儲能優勢互補和高水平運營。

“這樣，才能達到既保障電廠收益又主動支撐電網安全穩定運行的效果。”李松濤說。

項目每年充放電次數越多，電站的經濟效益會越好。據悉，項目轉入商業運營后，儲能電站可實現每天約9萬元的盈利。

為了對儲能電站多形式儲能系統進行全面的、深入的綜合管控，蓬萊復合儲能電站還配置了一套儲能綜合運維管控平臺，能夠從電池運行機理方面對熱失控等故障提供及時、準確的早期預警信息，以幫助管理人員及時采取措施，預防事故發生。平臺預警診斷準確率大于95％，運維成本降低20%，真正實現了降本增效。

有了儲能電站，機組響應速度和調節能力都會提高。項目提升了機組支撐電網安全穩定運行的能力，還能通過現貨交易、容量補償和輔助服務等提升相關收益。”李智華說，“健全儲能收益機制，是引導產業健康發展的必要條件。”

責編：楊琳""yanglin@ceweekly.cn

美編：孫珍蘭