福建電科院技術人員收集移動儲能電站的運行試驗數據,進一步完善研究成果。
7月2日,福建安溪感德鎮安然茶坊與安溪六中聯合給福建省電力有限公司電力科學研究院發來感謝信,感謝該院應用移動儲能電站在安溪制茶高峰期和今年高考期間提供可靠供電,給茶農和高考考生帶來用電保障與安心。
在今年的春茶制作用電高峰中,福建電科院自主研制的國內首臺大功率移動儲能裝置幫助試點臺區配變分擔了三分之一的供電負荷,為春茶制作送來了“及時雨”,并在高考當天開進安溪六中進行高考保電,為該校1000多位學子圓夢高考保駕護航。
難題:局部時段尖峰負荷
影響供電可靠性
福建很多地區存在著季節性用電負荷變化較大的問題。像“中國茶鄉”安溪在每年制茶高峰期都存在著制茶用電的“尖峰時刻”,漳州、龍巖等地因電烤煙、電烤花生的需要也存在著大量季節性用電負荷。
福建電科院設備狀態評價中心技術人員、移動儲能電站研發人之一鄭高介紹說,在安溪,每年春、秋兩季制茶高峰期,大功率制茶設備集中使用,電網負荷猛增,最大負荷是平時的12倍,導致局部區域、局部時段出現供電能力不足和低電壓現象;而在非制茶季節,所有制茶機械停用,用電僅為普通照明用電,變壓器幾乎空載運行,用電負荷峰谷差距大,用電負載率低,農網設備利用率低,供電效率低。
鄭高說,如果為了滿足制茶高峰期局部時段的用電需求,應加大局部區域電網投入力度,但在非制茶期,用電設備處于空載運行,設備利用率低,就會造成電網投資效益低下。然而,不解決部分地區在用電高峰時段的低電壓問題,將影響當地生產生活用電,制約經濟快速發展。
應對:研發移動儲能電站
實現雙贏
如何既改善低負載地區的供電能力,又能提高電能的利用率?國網福建省電力有限公司憑借著領先的科技創新理念,實現了可靠供電與經濟供電的雙贏。
2011年,國網福建電力組織福建電科院開展“移動式鋰電池儲能裝置開發及其在季節性負荷側的應用示范”研究,實施移動儲能電站示范工程試點建設。
移動儲能電站示范工程以安溪感德鎮為試點。感德鎮是名茶鐵觀音的主產區之一,2010年,憑借茶葉年產值超過10億元被中國商業企業管理協會授予“中國茶葉第一鎮”榮譽。全鎮九成感德人種茶,制茶尖峰負荷每年以30%的速度遞增,導致局部低電壓現象非常嚴重。2011年,福建電科院研發人員深入感德鎮現場,調研用電負載率低的特點及規律,收集全面的材料和數據,引入儲能技術,開始研發移動式儲能電站。
福建電科院認真開展移動式鋰電池儲能裝置的電池系統、保護系統、監控系統等攻堅研究,同時結合安溪配網實際情況,做好移動儲能電站接入安溪配網系統調試工作。為確保移動式儲能電站順利接入,安溪供電公司提前做好接入配變開關和數據采集設備的安裝改造等前期工作。
“移動儲能電站既可以作為電源,又可跟配網互動,在用電低谷時充電,用電高峰時放電。”鄭高說,移動儲能電站投運后,能實現制茶時節由臺變與儲能電站聯合供電,達到削峰填谷、提高電能質量、整合和充分利用電能、緩解用電高峰期供電壓力、平穩可靠經濟供電的目的。
成果:投運三臺儲能電站
供電能力提高80%
2012年5月8日,國內首臺接入配電網末端、功率最大的移動式鋰電池儲能裝置成功接入福建安溪縣感德鎮五甲村10千伏配變臺區0.4千伏出線側后,連續正常運行了24小時。
這臺移動式鋰電池儲能裝置功率為125千瓦,由兩面電池柜、一面PCS逆變器柜和一面監控屏組成。兩面電池柜排列了1400塊國內最先進的磷酸鐵鋰電池,可以以125千瓦的最大功率持續放電2小時。PCS逆變柜主要用于交—直變換,用電低谷時它把配網的交流電變成直流電向電池組充電儲能,用電高峰期時它把電池組的直流電變成交流電回饋電網,對電網進行局部錯峰調谷,均衡用電負荷。之后,國網福建電力又在安溪配網分別投運了兩臺移動式鋰電池儲能裝置。
主營安溪鐵觀音的安然茶業作坊黃老板的茶園和制茶作坊都在感德鎮五甲村。“茶園在海拔800~1200米之間,需引入大量山泉水澆灌,制茶用的搖青機、炒青機、烘焙機等,這些都離不開充足可靠的電力供應。”黃老板告訴我們,“以前在制茶高峰期,時常因為電壓低,制茶設備轉不動,有時甚至會停電。有了移動儲能電站后,制茶高峰期的電壓穩定多了,我們發展信心更足了。”
在制茶用電高峰期,一臺移動儲能電站可以同時滿足10~15戶制茶戶用電。今年5月,這三臺移動儲能電站在感德鎮接入使用后,春茶制作高峰期安溪電網部分臺區配電側供電能力最大提高了80%,配網末端供電能力大大提高。安溪供電公司感德供電所副所長林飛龍說,凡是安裝移動儲能電站的地方,在制茶高峰期的尖峰負荷時也不會出現低電壓現象,茶農真正用上了放心電。
為提升福建農村、山區、海島等配網末端網絡的供電可靠性,解決因季節性或時段性負荷波動造成的電壓支撐能力不足、低電壓等問題,國網福建電力還將在配網末端引入大容量儲能技術,并將陸續在莆田湄洲島、寧德臨海工業園、安溪縣農村山區建設三個大容量儲能電站示范工程,進一步提高配電網末端供電能力。
(攝影:倪思峰)
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移動儲能電站的應用原理與特點
基于高安全性、高可靠性的磷酸鐵鋰離子電池的移動儲能電站既可以作為電源,又可以作為負荷,能跟配網互動。該電站能根據客戶在不同時段的用電需求及用電特征,在用電低谷時期通過配網向電池組充電儲能,并在日間根據客戶的實時負荷借由電池組放電回饋電網,錯峰調谷,均衡用電負荷。移動儲能電站的引入,對于改善用電負載率極低的負荷地區的供電,以及提高特殊時段內尖峰負荷的供電質量,具有極大的意義。
移動儲能電站采用緊湊化車載式設計,具有移動靈活、就地安裝方便等特點,可在不同空間和時間內對儲能設備進行方便快速調配,達到資源整合和充分利用的目的。這是個前瞻性、開拓性強的科技創新項目,站在國家電網公司儲能應用研究的前列。利用移動靈活、就地安裝方便的特性,移動儲能電站還能在迎峰度夏,春節保供電等應急保供電,電動汽車道路救援,緩解制茶、烤煙、烤花生等季節性用電高峰方面發揮重要作用。

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