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中国新能源资讯
来源:国能新能源院之声
作者:赵璐璐
时间:2025-03-31
从银川出发向东南方向行进90公里,广袤的戈壁滩上,宁东能源化工基地映入眼帘。在这片充满生机与活力的工业热土上,国家能源集团宁夏电力“‘锂电+超级电容’混合式储能关键技术研究与示范工程”科技创新项目坐落于此。该项目由国家能源集团新能源院负责技术研发与示范建设,是国内首个混合构网型储能示范项目,在储能技术领域具有开创性意义,宛如一颗璀璨新星,在这片工业热土的怀抱中熠熠生辉。
混合储能 协同增效
新型储能是新型电力系统和新型能源体系的重要组成部分,面对新型电力系统的复杂需求,新能源院聚焦“混合储能”前沿领域,通过集成多种性能互补的储能技术,实现不同时间尺度上的储能技术经济性耦合,研发具备协同优化能力的混合储能系统。
图为宁夏宁东光伏基地混合储能项目现场
新能源院研发团队对包含飞轮储能、超级电容等在内的功率型储能和包含锂离子电池、熔盐储能、重力储能等在内的能量型储能,开展技术经济性分析,深入研究其互补特性,建立调峰、调频等多个场景下的储能选型及配置方案,最终确定混合储能方式为10MW/20MWh 磷酸铁锂储能+1MW/5min超级电容储+200kW/400kWh钠离子电池。
混合储能系统既能充分发挥各储能技术优势,如锂电池的高能量密度、超级电容的高功率密度、钠离子电池的耐低温性能,又可运用智能控制算法,实现多储能单元的动态任务分配,有效延长系统循环寿命、降低度电成本。同时,借助人工智能、物联网等数字化手段,构建多场站协同调控体系,在满足电网调峰调频、平滑出力波动等多种场景需求的前提下,实现储能效率最大化,提升电网运行稳定性,为新型储能的规模化应用创新贡献解决方案。
混合构网 探索前沿
在新型电力系统中,新能源占比迅速增加,高比例可再生能源、高比例电力电子装备接入的“双高”特点突出,系统电压和频率稳定性降低,影响新能源稳定发电。构网型储能系统模仿同步发电机工作原理,构建并维持输出电压和频率,像发电机一样主动支撑电网,能提供虚拟惯性和阻尼,具备稳定电网电压频率等多种功能,可增强电力系统稳定性、提高新能源场站并网发电量。
该项目采用混合构网方案,融合锂电池和超级电容在初始投资、循环寿命、充放电功率特性等方面优势,提升综合性能。“混合构网”属于业内首次尝试,站内多个不同结构“电压源”并列运行很难,储能系统间微小差异易引发环流和振荡,如何让不同单元均衡匹配成为项目组攻关的首要难题。
图为混合构网储能测试画面
为推动集团公司构网型储能高质量发展,新能源院负责理论研究、仿真建模与示范工程建设,宁夏电力负责测试验证,对混合构网储能开展系统技术研发与工程示范。研发团队深入研究构网型变流器环流及失稳机理,确定了稳定运行边界,提出适合混合构网系统的新型控制策略,确保“混合构网”安全稳定高效运行,提出性能评估方案,构建“单机-场站-源网”构网技术体系,为集团构网型储能项目规划配置、协同运行提供有力技术支撑。
示范工程 测试验证
项目伊始,新能源院研发团队锚定构网储能理论研究这个核心目标,充分发挥博士团队技术引领作用和党员先锋模范作用,突破多种构网技术协同稳定难题,为混合构网打下坚实的理论基础。
项目建设与调试阶段,北风凛冽,天寒地冻。为保障示范工程建设进度,确保示范工程质量,团队骨干赵璐璐、苏新凯等人扎根项目现场,不畏艰难,在荒原旷野的刺骨寒风中坚守数月,主动克服恶劣天气带来的重重困难,以昂扬斗志推动项目高效推进,为示范项目的顺利开展奠定了坚实基础。
图为测试设备吊装入场
2024年底,在施工、调试工作圆满完成后,项目正式迎来关键节点,开始进行整体第三方测试。此次测试由专业权威第三方机构主导,运用先进的检测技术与科学严谨的评估体系,对项目的整体性能展开全面深入的检验,成功验证了混合构网型储能控制策略及环流抑制的有效性,证明了混合构网储能协同稳定支撑电网的可行性,也为构网型储能“单机-场站-源网”的技术体系建设积累了实践数据及运行经验。
成功示范 再攀高峰
2025年3月6日,宁东光伏基地“‘锂电+超级电容’混合式储能关键技术研究与示范工程”项目正式投入运行,是国内首个混合构网储能的成功示范,验证了不同储能本体混合构网的可行性,形成了一套低成本、长寿命、多尺度、强支撑能力的混合构网储能模式,为集团公司新能源消纳能力提升及“沙戈荒”等新能源大基地的规划建设提供理论及实证基础。
新能源院作为集团公司储能领域专业化科研、检测、咨询和服务单位,长期深耕储能前沿技术研发,依托中央企业新型储能创新联合体等平台,通过自主创新突破混合储能配置与调控方法、构网型储能控制算法等核心技术,为集团新型储能产业发展提供可复制、可推广的方案,推动能源产业高质量发展。
展望未来,国家能源集团将持续深化新型电力系统建设要求,不断加大科技创新力度,探索更多新能源应用场景,加快新型储能技术落地实施,向建设世界一流清洁低碳能源科技领军企业不断迈进。
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