前言:與國外大量儲能項(xiàng)目與光伏電站共享站址實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用并獲得多重收益的模式相比,我國光伏加儲能的大部分項(xiàng)目仍以技術(shù)示范和模式驗(yàn)證為主。
1.1中國光儲市場規(guī)模
儲能系統(tǒng)具有平抑光伏發(fā)電波動、跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力,電量時(shí)移等作用,儲能系統(tǒng)與光伏電站聯(lián)合應(yīng)用已經(jīng)成為全球儲能發(fā)展的重要方向。與國外大量儲能項(xiàng)目與光伏電站共享站址實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用并獲得多重收益的模式相比,我國光伏加儲能的大部分項(xiàng)目仍以技術(shù)示范和模式驗(yàn)證為主。如國電投黃河水電公司于2018年6月投資運(yùn)營的青海共和多能互補(bǔ)驗(yàn)證項(xiàng)目,采用磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鋅溴液流電池和全釩液流電池,對儲能系統(tǒng)的電池特性、容量配比、系統(tǒng)匹配以及控制進(jìn)行研究,并對水光儲互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行模式進(jìn)行了驗(yàn)證;華能集團(tuán)于2017年12月投運(yùn)的青海格爾木直流側(cè)光伏電站儲能項(xiàng)目,采用鉛炭電池、磷酸鐵鋰電池,探索和應(yīng)用了一種分布式直流側(cè)光伏儲能技術(shù);由國網(wǎng)浙江省電力公司承擔(dān)的南麂島微網(wǎng)示范工程項(xiàng)目,采用磷酸鐵鋰電池和超級電容,該項(xiàng)目是全國建成的首個(gè)離網(wǎng)型兆瓦級智能電網(wǎng)項(xiàng)目,為離網(wǎng)型海島供電范本。
在這些示范項(xiàng)目的促動下,截至2018年底,中國已投運(yùn)的、與光伏相配套的儲能項(xiàng)目(以下簡稱“光儲項(xiàng)目”)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到了259.6MW,占中國儲能投運(yùn)項(xiàng)目總規(guī)模的25.7%。2018年的光儲項(xiàng)目規(guī)模相比2017年增長了41.4%,其原因在于黃河水電、魯能集團(tuán)、協(xié)合新能源等新能源企業(yè)對儲能的理解和認(rèn)識逐步加深,同時(shí)對儲能為光伏電站帶來的價(jià)值進(jìn)一步認(rèn)同,進(jìn)而在集中式光伏電站中部署儲能項(xiàng)目的力度增大。
圖1 2015-2018年中國累計(jì)投運(yùn)光儲市場及增長-MW
1.2中國光儲市場應(yīng)用分布
國內(nèi)光儲項(xiàng)目按應(yīng)用模式可分為集中式光儲和分布式光儲。集中式光儲主要是儲能與“三北”地區(qū)的大型光伏電站相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,跟蹤計(jì)劃出力,提供電網(wǎng)支撐和平抑波動等功能。分布式光儲的應(yīng)用場景則相對多樣,包括偏遠(yuǎn)地區(qū)儲能、工業(yè)儲能、海島儲能等,儲能主要用于節(jié)省用戶電費(fèi)支出、參與需求響應(yīng)、提高光伏自發(fā)自用水平、替代電纜鋪設(shè)/減少柴油發(fā)電等。
1.2.1集中式光儲項(xiàng)目
截止至2018年底,中國已投運(yùn)的、與集中式光伏電站配套建設(shè)的儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到145.1MW,占所有光儲項(xiàng)目總規(guī)模的55.9%,項(xiàng)目主要分布于青海,河北,甘肅,西藏等地區(qū)。其中,青海的累計(jì)投運(yùn)規(guī)模最大,達(dá)到84.3MW,占比58.1%;其次是河北和甘肅,累計(jì)投運(yùn)規(guī)模分別為22.0MW和17.0MW:
圖2 中國累計(jì)投運(yùn)集中式光儲電站項(xiàng)目的地區(qū)分布(MW%)
從已投運(yùn)的集中式光儲項(xiàng)目的應(yīng)用類型上看,一類是多能互補(bǔ)類的示范驗(yàn)證項(xiàng)目,包括青海魯能海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化國家示范工程,張北風(fēng)光儲輸示范項(xiàng)目、甘肅玉門風(fēng)光儲電網(wǎng)融合示范項(xiàng)目,寧夏吳忠國電電力太陽山風(fēng)光儲發(fā)電項(xiàng)目等。
風(fēng)光互補(bǔ)應(yīng)用能夠綜合風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的優(yōu)勢,解決單獨(dú)使用風(fēng)力發(fā)電或太陽能發(fā)電受季節(jié)和天氣等因素制約的問題,使得風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電形成互補(bǔ),風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站的輸出功率較單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電站或單獨(dú)的光伏發(fā)電站輸出功率更穩(wěn)定,有利于提高供電的可靠性和資源的利用效率,更有利于電網(wǎng)接納。在風(fēng)光的基礎(chǔ)上配置儲能,則能夠?qū)︼L(fēng)電、光伏進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和補(bǔ)償,最終提高發(fā)電的穩(wěn)定性和連續(xù)性。
另一類是直接與集中式光伏電站相結(jié)合的儲能項(xiàng)目,包括黃河水電青海共和光儲項(xiàng)目、協(xié)合新能源西藏乃東光儲項(xiàng)目、北控清潔能源西藏羊易儲能電站項(xiàng)目等。此類項(xiàng)目主要集中于光照資源較為豐富、大型光伏電站較為集中的地區(qū),如青海。在這類區(qū)域,晴朗天氣下光伏電站所發(fā)的“饅頭”發(fā)電曲線特性使得中午時(shí)段出現(xiàn)發(fā)電高峰,而線路無法接納所有光伏電站的高峰電量,進(jìn)而導(dǎo)致棄光的發(fā)生。在棄光比例高的地區(qū),對于一些上網(wǎng)電價(jià)高的光伏電站來說,安裝儲能將中午的棄電存儲起來,在非高峰時(shí)段送入電網(wǎng),則能夠降低棄光損失,同時(shí)還能減少考核。
1.2.2分布式光儲項(xiàng)目
截至2018年底,中國已投運(yùn)的、與光伏相結(jié)合的分布式儲能項(xiàng)目累計(jì)投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模為114.5MW,占所有光儲項(xiàng)目規(guī)模的44.1%。從應(yīng)用場景來看,相對集中式光儲,分布式光儲項(xiàng)目的應(yīng)用場景更為多元化,涉及工業(yè)領(lǐng)域、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)、軍方等。
在上述應(yīng)用場景中,偏遠(yuǎn)地區(qū)的儲能規(guī)模占分布式光儲總規(guī)模的比例最高,為53.2%,主要分布在青海、西藏、甘肅等地區(qū)。這些地區(qū)主要通過儲能與分布式光伏發(fā)電站結(jié)合的方式,解決當(dāng)?shù)赜秒娎щy的問題。
其次是工業(yè)用戶微電網(wǎng)光儲項(xiàng)目,規(guī)模占比達(dá)到20.3%,主要應(yīng)用于工業(yè)園區(qū),一方面提升光伏的利用率,另一方面利用峰谷價(jià)差套利、降低需量電費(fèi),以及參與需求響應(yīng)獲取額外收益。
海島儲能項(xiàng)目主要用于提升海島供電的可靠性與穩(wěn)定性,保障島上居民的生產(chǎn)和生活,同時(shí)還可以降低海島對柴油發(fā)電的依賴,保護(hù)海島環(huán)境。
此外,還有一些場景中也有光儲系統(tǒng)的應(yīng)用,包括校園微網(wǎng),社區(qū)光儲、光儲式充電站等。其中,光儲式充電站是將分布式光伏發(fā)電站,儲能裝置和充電設(shè)施連接成一個(gè)微網(wǎng),根據(jù)需求與公共電網(wǎng)智能互動,并可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)兩種不同運(yùn)行模式,儲能裝置不僅可以儲存光伏發(fā)電的電能,還能緩解充電樁大電流充電時(shí)對區(qū)域電網(wǎng)的沖擊。
圖3 中國累計(jì)投運(yùn)用戶光儲電站項(xiàng)目的應(yīng)用場景分布(MW)
1.1中國光儲市場規(guī)模
儲能系統(tǒng)具有平抑光伏發(fā)電波動、跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力,電量時(shí)移等作用,儲能系統(tǒng)與光伏電站聯(lián)合應(yīng)用已經(jīng)成為全球儲能發(fā)展的重要方向。與國外大量儲能項(xiàng)目與光伏電站共享站址實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用并獲得多重收益的模式相比,我國光伏加儲能的大部分項(xiàng)目仍以技術(shù)示范和模式驗(yàn)證為主。如國電投黃河水電公司于2018年6月投資運(yùn)營的青海共和多能互補(bǔ)驗(yàn)證項(xiàng)目,采用磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鋅溴液流電池和全釩液流電池,對儲能系統(tǒng)的電池特性、容量配比、系統(tǒng)匹配以及控制進(jìn)行研究,并對水光儲互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行模式進(jìn)行了驗(yàn)證;華能集團(tuán)于2017年12月投運(yùn)的青海格爾木直流側(cè)光伏電站儲能項(xiàng)目,采用鉛炭電池、磷酸鐵鋰電池,探索和應(yīng)用了一種分布式直流側(cè)光伏儲能技術(shù);由國網(wǎng)浙江省電力公司承擔(dān)的南麂島微網(wǎng)示范工程項(xiàng)目,采用磷酸鐵鋰電池和超級電容,該項(xiàng)目是全國建成的首個(gè)離網(wǎng)型兆瓦級智能電網(wǎng)項(xiàng)目,為離網(wǎng)型海島供電范本。
在這些示范項(xiàng)目的促動下,截至2018年底,中國已投運(yùn)的、與光伏相配套的儲能項(xiàng)目(以下簡稱“光儲項(xiàng)目”)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到了259.6MW,占中國儲能投運(yùn)項(xiàng)目總規(guī)模的25.7%。2018年的光儲項(xiàng)目規(guī)模相比2017年增長了41.4%,其原因在于黃河水電、魯能集團(tuán)、協(xié)合新能源等新能源企業(yè)對儲能的理解和認(rèn)識逐步加深,同時(shí)對儲能為光伏電站帶來的價(jià)值進(jìn)一步認(rèn)同,進(jìn)而在集中式光伏電站中部署儲能項(xiàng)目的力度增大。
圖1 2015-2018年中國累計(jì)投運(yùn)光儲市場及增長-MW
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數(shù)據(jù)來源:CNESA全球儲能項(xiàng)目庫
1.2中國光儲市場應(yīng)用分布
國內(nèi)光儲項(xiàng)目按應(yīng)用模式可分為集中式光儲和分布式光儲。集中式光儲主要是儲能與“三北”地區(qū)的大型光伏電站相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,跟蹤計(jì)劃出力,提供電網(wǎng)支撐和平抑波動等功能。分布式光儲的應(yīng)用場景則相對多樣,包括偏遠(yuǎn)地區(qū)儲能、工業(yè)儲能、海島儲能等,儲能主要用于節(jié)省用戶電費(fèi)支出、參與需求響應(yīng)、提高光伏自發(fā)自用水平、替代電纜鋪設(shè)/減少柴油發(fā)電等。
1.2.1集中式光儲項(xiàng)目
截止至2018年底,中國已投運(yùn)的、與集中式光伏電站配套建設(shè)的儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到145.1MW,占所有光儲項(xiàng)目總規(guī)模的55.9%,項(xiàng)目主要分布于青海,河北,甘肅,西藏等地區(qū)。其中,青海的累計(jì)投運(yùn)規(guī)模最大,達(dá)到84.3MW,占比58.1%;其次是河北和甘肅,累計(jì)投運(yùn)規(guī)模分別為22.0MW和17.0MW:
圖2 中國累計(jì)投運(yùn)集中式光儲電站項(xiàng)目的地區(qū)分布(MW%)
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數(shù)據(jù)來源:CNESA全球儲能項(xiàng)目庫
從已投運(yùn)的集中式光儲項(xiàng)目的應(yīng)用類型上看,一類是多能互補(bǔ)類的示范驗(yàn)證項(xiàng)目,包括青海魯能海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化國家示范工程,張北風(fēng)光儲輸示范項(xiàng)目、甘肅玉門風(fēng)光儲電網(wǎng)融合示范項(xiàng)目,寧夏吳忠國電電力太陽山風(fēng)光儲發(fā)電項(xiàng)目等。
風(fēng)光互補(bǔ)應(yīng)用能夠綜合風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的優(yōu)勢,解決單獨(dú)使用風(fēng)力發(fā)電或太陽能發(fā)電受季節(jié)和天氣等因素制約的問題,使得風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電形成互補(bǔ),風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電站的輸出功率較單獨(dú)的風(fēng)力發(fā)電站或單獨(dú)的光伏發(fā)電站輸出功率更穩(wěn)定,有利于提高供電的可靠性和資源的利用效率,更有利于電網(wǎng)接納。在風(fēng)光的基礎(chǔ)上配置儲能,則能夠?qū)︼L(fēng)電、光伏進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和補(bǔ)償,最終提高發(fā)電的穩(wěn)定性和連續(xù)性。
另一類是直接與集中式光伏電站相結(jié)合的儲能項(xiàng)目,包括黃河水電青海共和光儲項(xiàng)目、協(xié)合新能源西藏乃東光儲項(xiàng)目、北控清潔能源西藏羊易儲能電站項(xiàng)目等。此類項(xiàng)目主要集中于光照資源較為豐富、大型光伏電站較為集中的地區(qū),如青海。在這類區(qū)域,晴朗天氣下光伏電站所發(fā)的“饅頭”發(fā)電曲線特性使得中午時(shí)段出現(xiàn)發(fā)電高峰,而線路無法接納所有光伏電站的高峰電量,進(jìn)而導(dǎo)致棄光的發(fā)生。在棄光比例高的地區(qū),對于一些上網(wǎng)電價(jià)高的光伏電站來說,安裝儲能將中午的棄電存儲起來,在非高峰時(shí)段送入電網(wǎng),則能夠降低棄光損失,同時(shí)還能減少考核。
1.2.2分布式光儲項(xiàng)目
截至2018年底,中國已投運(yùn)的、與光伏相結(jié)合的分布式儲能項(xiàng)目累計(jì)投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模為114.5MW,占所有光儲項(xiàng)目規(guī)模的44.1%。從應(yīng)用場景來看,相對集中式光儲,分布式光儲項(xiàng)目的應(yīng)用場景更為多元化,涉及工業(yè)領(lǐng)域、海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)、軍方等。
在上述應(yīng)用場景中,偏遠(yuǎn)地區(qū)的儲能規(guī)模占分布式光儲總規(guī)模的比例最高,為53.2%,主要分布在青海、西藏、甘肅等地區(qū)。這些地區(qū)主要通過儲能與分布式光伏發(fā)電站結(jié)合的方式,解決當(dāng)?shù)赜秒娎щy的問題。
其次是工業(yè)用戶微電網(wǎng)光儲項(xiàng)目,規(guī)模占比達(dá)到20.3%,主要應(yīng)用于工業(yè)園區(qū),一方面提升光伏的利用率,另一方面利用峰谷價(jià)差套利、降低需量電費(fèi),以及參與需求響應(yīng)獲取額外收益。
海島儲能項(xiàng)目主要用于提升海島供電的可靠性與穩(wěn)定性,保障島上居民的生產(chǎn)和生活,同時(shí)還可以降低海島對柴油發(fā)電的依賴,保護(hù)海島環(huán)境。
此外,還有一些場景中也有光儲系統(tǒng)的應(yīng)用,包括校園微網(wǎng),社區(qū)光儲、光儲式充電站等。其中,光儲式充電站是將分布式光伏發(fā)電站,儲能裝置和充電設(shè)施連接成一個(gè)微網(wǎng),根據(jù)需求與公共電網(wǎng)智能互動,并可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)兩種不同運(yùn)行模式,儲能裝置不僅可以儲存光伏發(fā)電的電能,還能緩解充電樁大電流充電時(shí)對區(qū)域電網(wǎng)的沖擊。
圖3 中國累計(jì)投運(yùn)用戶光儲電站項(xiàng)目的應(yīng)用場景分布(MW)
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數(shù)據(jù)來源:CNESA全球儲能項(xiàng)目庫