北京2022年9月14日 /美通社/ -- 毋庸置疑,為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的深度脫碳,全球能源結(jié)構(gòu)加速向低碳化轉(zhuǎn)型,可再生能源的規(guī)?;檬歉韭窂健5履茉窗l(fā)電的波動性、不確定性顯著,加上當(dāng)前電力系統(tǒng)存在靈活性不足、調(diào)節(jié)能力不夠等短板和問題,成為阻礙可再生能源規(guī)?;采w的"阿喀琉斯之踵"。
儲能,作為一種靈活調(diào)控工具能有效應(yīng)對上述挑戰(zhàn),是可再生能源裝機(jī)占比不斷提升的重要支撐。儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電與電力負(fù)荷在時(shí)間上的解耦,解決了清潔能源波動性與間歇性瓶頸,在配電側(cè)實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡,成為新型電力系統(tǒng)"源網(wǎng)荷儲"的基本要素,被業(yè)界譽(yù)為未來能源電力系統(tǒng)的"龍脈"產(chǎn)業(yè)。
國家發(fā)改委、能源局于今年初印發(fā)《"十四五"新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》中也強(qiáng)調(diào)以示范試點(diǎn)項(xiàng)目推動新型儲能產(chǎn)業(yè)化,到2025年新型儲能步入規(guī)?;l(fā)展階段,到2030年新型儲能全面市場化發(fā)展,基本滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需求。據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會發(fā)布的《2022儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》顯示,2021年全球儲能市場裝機(jī)功率約為205.3GW,其中中國儲能市場裝機(jī)功率便達(dá)43.44GW,已位居全球第一。近日,ABB電氣對國內(nèi)電氣儲能行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了分析,并提出相關(guān)解決方案。
多種技術(shù)路線并存,安全綠色彈性的儲能系統(tǒng)是剛需
儲能貫穿發(fā)電、輸電與用電的完整能源鏈,是能源轉(zhuǎn)換與緩沖、調(diào)峰與提效、傳輸與調(diào)度、管理與運(yùn)用的核心技術(shù),既是國家能源安全的重要保障,也是電動汽車等新興產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展動力,在新基建與碳中和政策之下具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值。目前儲能的實(shí)現(xiàn)處于多種技術(shù)路線并存的階段,根據(jù)充放電能源轉(zhuǎn)換形式,可大致分為物理儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電化學(xué)儲能(如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等)和電磁儲能(如超導(dǎo)電磁儲能、超級電容器儲能等)。
當(dāng)前中國儲能主力仍是以抽水儲能為主,抽水儲能亦是裝機(jī)量最多的儲能技術(shù),ABB能為抽水蓄能水電站建設(shè)提供技術(shù)先進(jìn)的電氣應(yīng)用方案,例如在水電廠用電中壓系統(tǒng)中,ABB iVD4集成多項(xiàng)中壓數(shù)字配電技術(shù)是目前中壓開關(guān)領(lǐng)域先進(jìn)的智能化解決方案,而廠用電低壓智能配電方案則可由全電能管理功能的Emax 2以及全新設(shè)計(jì)的Tmax XT和更多保護(hù)功能、更高精度、更寬范圍的Ekip新一代電子脫扣器配置而成。
另一方面,雖說抽水儲能的技術(shù)較為成熟,但其要求鄰水部署等外部限制因素多,建設(shè)周期通常也長達(dá)數(shù)年,增量空間相對有限。電化學(xué)類儲能配置靈活、建設(shè)期短且性價(jià)比高,逐漸成為電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)支持風(fēng)光新能源消納與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的普遍選擇,已進(jìn)入商業(yè)化部署階段并具有更為廣闊的市場應(yīng)用前景。其中,鋰電池儲能技術(shù)由于鋰電池體積小、能量密度高,響應(yīng)速度快,成為應(yīng)用最廣的電化學(xué)儲能方式,行業(yè)內(nèi)以此為中心的探討也基本聚焦于如何利用鋰電池儲能技術(shù)在電量調(diào)節(jié)方面實(shí)現(xiàn)削峰填谷、在電網(wǎng)架構(gòu)復(fù)雜性不斷增加的同時(shí)進(jìn)一步提升電能品質(zhì)、降低系統(tǒng)能耗、確保用電安全等。
無論對于何種實(shí)現(xiàn)方式,儲能系統(tǒng)的成本、安全和環(huán)保問題都需要構(gòu)建以市場為導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新體系,從材料、設(shè)備、系統(tǒng)和應(yīng)用等多個(gè)層面協(xié)同,兼顧考慮環(huán)境負(fù)荷和資源再生的全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)與應(yīng)用。ABB作為全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè),通過高性能電力設(shè)備產(chǎn)品將有效促進(jìn)安全、綠色、彈性的儲能系統(tǒng)與新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)融合發(fā)展,提升電力安全保障水平和系統(tǒng)綜合效率,助力中國持續(xù)領(lǐng)跑儲能系統(tǒng)賽道。
靈活可靠更安全,高性能設(shè)備鑄就儲能系統(tǒng)基石
以方興未艾的電化學(xué)儲能系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)通常由一個(gè)或多個(gè)儲能單元組成,儲能單元以電池裝置為儲能載體,通過功率變換系統(tǒng)接到儲能支路開關(guān)柜或低壓母線上,其主要包括電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。作為優(yōu)秀的智能設(shè)備供應(yīng)商,ABB可提供一系列應(yīng)用于儲能系統(tǒng)中電池保護(hù)裝置、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及并網(wǎng)系統(tǒng)的器件產(chǎn)品,是儲能系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備底座,能助力客戶建立儲能應(yīng)用部署的先發(fā)優(yōu)勢,同時(shí)為中國頭部新能源企業(yè)提供核心零部件,支持中國企業(yè)走出去,在中國企業(yè)承接的海外項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用。
在儲能系統(tǒng)中,DC-AC變流器作為連接交直流母線的核心設(shè)備,必須具備雙向的功率傳輸能力,考慮到高增益比和系統(tǒng)安全問題,還需實(shí)現(xiàn)交直流系統(tǒng)中的電氣隔離。在高壓直流系統(tǒng)中,ABB OTDC系列隔離開關(guān)能部署在儲能應(yīng)用的多個(gè)場合,模數(shù)化設(shè)計(jì)和寬系列附件賦予了該產(chǎn)品安裝的靈活性,適用于標(biāo)準(zhǔn)高壓箱和直流匯流柜母排布局,即使在惡劣的使用環(huán)境中也能提供完善的隔離與保護(hù)方案。正是得益于諸多此類的高性能電氣設(shè)備,ABB與國內(nèi)領(lǐng)先的鋰電池廠商在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)共建上展開深度合作,共同促進(jìn)儲能行業(yè)的健康有序發(fā)展。
功率變換系統(tǒng)作為電池儲能裝置和電網(wǎng)的接口,需實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換、電池充放電過程控制、交直流變換、交流側(cè)隔離升壓及在無電網(wǎng)情況下支撐交流母線等功能,通常由儲能變流器、隔離(升壓)變壓器、并網(wǎng)開關(guān)組成,而ABB能提供AF系列接觸器、Tmax塑殼斷路器T7D等交直流產(chǎn)品滿足客戶設(shè)備需求,例如助力某新能源高新技術(shù)企業(yè)構(gòu)建了定制化的光儲融合一體化解決方案,為中國領(lǐng)先的清潔能源開發(fā)商黃河公司完成黃河上游某大型太陽能儲能項(xiàng)目。
此外,風(fēng)電、光伏主要用于匯流、逆變、控制系統(tǒng),而儲能電池部分每個(gè)電池模組、電池簇都需要熔斷器保護(hù)。作為儲能系統(tǒng)中的保護(hù)器,隨著儲能系統(tǒng)電壓平臺升高、容量增大,對熔斷器分?jǐn)嗄芰μ岢龈咭?。ABB S200 MUC 系列交/直流通用微型斷路器均具有高分?jǐn)嗄芰?,?nèi)部滅弧室具有永磁裝置,能夠熄滅高達(dá)500V DC的電弧,在實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)效率最大化的同時(shí)為儲能系統(tǒng)運(yùn)行安全保駕護(hù)航。
大力發(fā)展新能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是推動中國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的要求,也是全球經(jīng)濟(jì)社會向數(shù)字化綠色化轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。而儲能系統(tǒng)性能不斷優(yōu)化,在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的剛需市場已經(jīng)具備商業(yè)化部署條件,針對用戶不斷提升的對低成本高質(zhì)量用電的追求,將與新型電力系統(tǒng)長期共存,并衍生出多種新的應(yīng)用場景。在此過程中,ABB全球先進(jìn)的交直流電力技術(shù)與高性能電力設(shè)備將加速推動儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展步入"快車道",同時(shí)賦能儲能項(xiàng)目的大規(guī)模落地部署助力"雙碳"目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。