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华润电力:智能组串式构网型储能的先锋实践

2025.01.08

 

在传统农业中有“冬储秋藏”的智慧,以丰盈的秋收为冬季储备。类似地,在新能源产业中,储能系统正扮演着“冬储秋藏”的角色,通过在高峰产能期存储能量,满足低产能期的需求。

随着光伏、风电等新能源装机规模的快速增长,储能系统已经不只是用于平衡供需,除了能够更为有效地参与电力保供,还可以在电力调峰、安全支撑、备用保障等方面发挥重要作用,这里就必然涉及到“构网型储能”。作为新型电力系统的关键支撑技术,构网型储能技术因能主动支撑电网系统,近年来也越发受到行业的关注。正如古人对自然周期的理解,储能系统正在构建一个现代化的“冬储秋藏”,保障新能源产业、新型电力系统的稳定、可持续发展。

对于那些新能源富集的区域而言,构网型储能还可以助力新能源的高效消纳利用和大规模外送,对经济社会的高质量发展提供强有力的支撑。不过这也需要更具示范意义的实践验证,华润电力与华为数字能源在哈密市三塘湖项目开展的构网型储能示范工程,就是一个鲜活的例子。

恰逢其势、正当其时的创新实践

目前有种说法将构网型储能视为巨大的充电宝,表面上看起来很生动,实际上还是有所偏差。本质上,构网型储能系统是电压源,可以在内部设定电压参数,输出稳定的电压与频率,既可以并网运行,也可以离网运行,因此对电网的支撑能力较强。

正是由于构网型储能系统具备电压源的特性,它可以非常有效改善新型电力系统的短路容量和转动惯量缺失等问题,因此在新型电力系统中具有重要的应用前景。

 

青海共和光伏电站构网型储能系统

 

在本次哈密示范工程开启之前,华润电力联合华为数字能源于2023年1月,在中国电科院、青海电科院的指导下,在青海共和光伏电站已经完成了1MW/2MWh子阵级构网型储能并网性能试验。

针对基于构网型电压源模式运行的储能系统和光伏系统,共和光伏电站在电网扰动暂态工况下的调频调压主动支撑性能进行了测试,并与传统跟网型电流源技术路线进行对比测试,总共在7个方面完成了180项测试用例。

总体而言,青海构网型光储系统的测试引起了业内的强烈关注,国家能源局也高度认可构网型储能的作用,并指示要进一步开展具有工程意义的实证验证。

通过与华为在青海构网型光储系统试验项目的合作,华润电力拓展了对新技术产品的应用,掌握了关于构网型储能测试的第一手数据资料,还收获了2项发明专利。所有的一切,均为三塘湖项目打下了良好的基础。

华润电力与华为数字能源在青海的试验项目,还引起了业内的广泛关注,构网型主动支撑技术作为突破弱电网制约新能源接入瓶颈的可行路线成为共识,国内多个省市出台政策鼓励积极探索构网型储能技术应用。

毫不夸张地说,华润电力与华为数字能源推动的这一创新实践,恰逢其势、正当其时。

满足高质量发展的新“刚需”

最近几年,随着全球碳中和目标的进一步推进,全球光伏、风电等新能源装机量不断攀升,而中国新能源发电装机规模全球最大、发展速度全球最快。正因为如此,中国电力系统与电网对构网型储能等调节资源的需求,也就变得越发迫切。

如前文所言,三塘湖项目位于哈密区域,这里的风电场发电单元机端短路比为1.96,弱电网特征明显,局部电网强度偏弱,是构网型储能支撑高比例新能源运行技术试验研究与工程示范应用的典型场景,该项目也成为华润构网型储能的科研示范基地之一。

在哈密三塘湖项目开始之前,华润电力与华为数字能源进行了充分的技术论证和工程探讨,项目得到了当地发改委、能源局、电网调度中心等相关主管部门的批复与支持,当地电科院也明确参与后续实证试验和构网型储能验收标准编制等工作。

经过严格和科学的评估,项目方决定将三塘湖储能电站十分之一容量,即25MW/100MWh升级为构网型储能。这样做的好处是可以复用原土建基础,并且可以保证在当年底之前完成既定的并网目标,建设进度高度可控。通过“单元级、整站级、系统级”三级测试,完成了全球首个百兆瓦时级智能组串式构网型储能系统高低电压扰动、相角跳变、低频振荡、阻尼性能、跟/构网模式切换等测试(包括10大项、55小项、826个测试应用),有效验证了全球首个电站级规模化构网型储能稳定运行及暂稳态支撑能力;并完成全球首个并网场景下智能组串式构网型储能黑启动试验,黑启动时间缩短至分钟级,相比传统方案的黑启动时长(数小时到几天),时间大幅度降低。

作为一个百兆瓦时级智能组串式构网型储能项目,同时也是对标同步发电机组全特性的构网型储能项目,哈密三塘湖25MW/100MWh构网型储能的成功并网,对支持新能源场站规模化接入弱电网起到关键推动作用。

通过在三塘湖开展构网型储能示范工程,不仅可以实现业内首例电站级工程示范,提升科创影响力,还可以减少弃风限电,提升发电收益,实现系统从跟随电网到主动增强电网的转变,助力建设以新能源为主体的新型电力系统。

这一项目的并网成功,还标志着华润电力与华为数字能源在应用构网型储能技术提升新能源场站并网友好性、助力以新能源为主体的新型电力系统建设的创新合作达成了阶段性目标,也为推进后续联合科研试验工作奠定了坚实的基础。同时,这一技术已经被公认为支撑新型电力系统建设的“刚需”。

面向未来,华润电力与华为数字能源将继续深化,打造具备国际领先优势的构网型储能技术创新应用成果,加快构建清洁低碳、安全高效的新型电力系统,为新能源产业的高质量发展贡献智慧。

 

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