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储能领域的新风向:长时+短时混合储能应用崛起混合储能技术的应用正迅速增长。根据国家能源局年初发布的《新型储能试点示范项目名单》,共有56个项目入选,其中混合储能项目占据7个,涵盖了山东省利津县的795MW/1600MWh项目、山西省朔州市平鲁区的100MW/200MWh项目以及新疆维吾尔自治区哈密市伊州区的256.5MW/1000MWh等项目。
01 混合储能系统的创新优势:1+1>2?
混合储能系统的出现,是因为单一储能技术难以满足新型电力系统的全面需求。新能源在新型电力系统中比重日益增加,对储能技术的灵活性、响应速度和调节能力提出了更高要求。单一储能技术难以同时满足电网调峰、调频、惯量支撑,以及储能时长、成本、使用寿命等挑战。
当前,锂电池等电化学储能技术虽广泛应用于短时储能,但其容量规模有限,难以应对长时间尺度下的新能源出力与负荷需求不平衡问题。而长时储能技术则能在新能源消纳方面发挥互补作用,两者联合应用,有望为电力系统提供多时间尺度的平衡,推动新能源高效利用,成为支撑新型电力系统低碳发展和安全运行的关键。
02 混合储能技术的优势与挑战
2024年4月,国家能源局发布的《电力系统新型储能电站规划设计技术导则》强调了混合储能技术的重要性。宜根据系统需求采用混合储能技术,综合发挥多种类型储能的优势,协同参与系统优化运行。
与传统单一储能技术相比,混合储能技术结合了多种储能方式,综合利用了多种技术的优势,弥补了单一储能技术的缺陷,同时也克服了储能系统运行效率不高等问题。提升了系统的运行效率和灵活性。
混合储能技术的智能化和灵活性,借助计算机、物联网等新技术实现。对储能设备的协调控制,能够最大化提升储能效率,并对供电网络进行动态调节和优化调度,增强微电网的稳定性和供电质量。
此外,混合储能有助于降低系统成本,通过共享电力电子和电网连接硬件设备,减少初装和维护成本。
随着锂电池与其他技术路线的结合,混合储能应用正逐步适应多元化场景需求。长期来看,随着储能场景的丰富和技术成熟,在经济性与适用性的综合考量下,混合式储能组合应用将成为发展主流。
因此,研究面向新能源消纳的长短周期混合储能优化配置、协同控制和能量管理技术,发挥互补优势,满足未来电力系统的多方面需求,具有极大的必要性。
尽管如此,长短周期储能技术尚处于起步阶段,其关键技术应用尚未成熟,相关工程也处于应用示范阶段,需根据实际场景不断完善。但随着储能技术的进步和人工智能的发展,长短周期储能技术将在新型电力系统建设中发挥更大作用。
03 混合储能项目布局加速,展现混合储能的广阔前景
混合储能项目的布局正在加速。7月22日,国内最大构网型混合储能项目——新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目传来新进展,第一台220kV主变压器已完成试验准备,标志着项目设备交付的关键时刻即将到来。
该项目总装机容量为500MW/2GWh,包括250MW/1GWh磷酸铁锂电池储能和250MW/1GWh全钒液流电池储能,储能时长为4小时。
乌什县发改委5月公示显示,新华乌什50万千瓦/200万千瓦时构网型储能项目主要建设内容为:20万KW/80万KWh磷酸铁锂电池储能、20万KW/80万KWh全钒液流电池储能和压缩二氧化碳储能10万KW/40万KWh三种储能形式、220kv升压站一座和送出线路等。
通过应用不同储能技术,可以获得混合式储能运行经验和并网策略,积累实证数据和经验,探索适合各地用电需求的储能方式,为能源行业提供可复制的示范案例。
混合储能市场通常采用两种形式的储能系统。例如,华电灌云20万千瓦/40万千瓦时储能电站项目是江苏省最大的混合储能电站,由190MW/380MWh液冷磷酸铁锂储能系统和10MW/20MWh全钒液流储能系统组成。
7月25日,河北燕赵兴泰储能科技有限公司第一期110MW/240MWh钒锂结合电网侧独立储能电站项目开始建设。该项目总规模为200MW/800MWh,占地约100亩,总建筑面积约10100平方米。
5月17日,星源能投与湖北枝江市顾家店镇签订合作协议,推进201MW/404MWh独立混合储能电站创新示范项目,计划总投资约8亿元,用地约30亩,建设内容包括200MW/400MWh磷酸铁锂储能系统和1MW/4MWh液流电池储能系统。
2024年4月至5月,内蒙古发布两批电网侧独立新型储能示范项目,其中16个长时储能项目中10个采用了混合储能技术。这种以混合技术为主导,辅以长时储能技术的布局,在一定程度上反映了内蒙古政府对于长时储能技术尚未完全成熟的情况下,将其作为示范试验的审慎态度。
此外,液流电池储能+钠离子电池+半固态电池储能等多元化储能技术也在逐渐崭露头角。
2024年6月,由中国中车集团旗下中车株洲所设计、施工和供应设备的中电建新疆巴里坤156MW/624MWh储能项目正式投入运营。该项目位于新疆巴里坤三塘湖县临湖区域,是新疆首个采用多种新型储能技术的混合储能电站。配置包括150MW/600MWh磷酸铁锂电池舱、2.5MW/10MWh半固态电池储能系统、2.5MW/10MWh全钒液流储能系统和1MW/4MWh钠离子电池储能系统,形成了一个多元储能体系,在满足商业化应用需求的同时,也具有良好的示范效应。
此外,液流电池储能+钠离子电池+半固态电池储能等多元化储能技术也在逐渐崭露头角。
2024年6月,由中国中车集团旗下中车株洲所设计、施工和供应设备的中电建新疆巴里坤156MW/624MWh储能项目正式投入运营。该项目位于新疆巴里坤三塘湖县临湖区域,是新疆首个采用多种新型储能技术的混合储能电站。配置包括150MW/600MWh磷酸铁锂电池舱、2.5MW/10MWh半固态电池储能系统、2.5MW/10MWh全钒液流储能系统和1MW/4MWh钠离子电池储能系统,形成了一个多元储能体系,在满足商业化应用需求的同时,也具有良好的示范效应。
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