Tracer une nouvelle voie pour l'industrie du stockage de l'énergie et accélérer la démonstration et l'application de la technologie de stockage de l'énergie dans les systèmes électriques (1)

Le stockage de l'énergie est une technologie importante et un équipement de base pour soutenir le nouveau système électrique. Il est d'une grande importance de promouvoir la transformation verte de l'énergie, de répondre aux événements extrêmes, d'assurer la sécurité énergétique, de promouvoir un développement énergétique de haute qualité et d'atteindre la neutralité carbone au pic de carbone. En juillet 2021, la Commission nationale du développement et de la réforme et l'Administration nationale de l'énergie ont publié les "Avis d'orientation sur l'accélération du développement du nouveau stockage d'énergie", promouvant vigoureusement la construction de projets de stockage d'énergie côté puissance, promouvant activement la rationalisation du côté réseau stockage d'énergie et soutien actif au stockage d'énergie côté utilisateur Développement diversifié. D'ici 2025, la capacité installée atteindra plus de 30 millions de kilowatts, réaliser la transformation du nouveau stockage d'énergie du stade initial de la commercialisation au développement à grande échelle. Le "Livre blanc sur la recherche de l'industrie du stockage d'énergie en 2021" montre que parmi les nouveaux projets mis en service en 2020, la capacité installée de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie nouvelle est la plus importante, avec une augmentation d'une année sur l'autre de 438 %. À l'avenir, le nouveau stockage d'énergie affichera une croissance explosive. Shanghai doit de toute urgence saisir la nouvelle voie de l'industrie du stockage de l'énergie, activer vigoureusement la valeur des ressources de stockage de l'énergie et promouvoir le développement à grande échelle des technologies avancées de stockage de l'énergie. montre que parmi les nouveaux projets mis en service en 2020, la capacité installée de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie nouvelle est la plus importante, avec une augmentation d'une année sur l'autre de 438 %. À l'avenir, le nouveau stockage d'énergie affichera une croissance explosive. Shanghai doit de toute urgence saisir la nouvelle voie de l'industrie du stockage de l'énergie, activer vigoureusement la valeur des ressources de stockage de l'énergie et promouvoir le développement à grande échelle des technologies avancées de stockage de l'énergie. montre que parmi les nouveaux projets mis en service en 2020, la capacité installée de stockage d'énergie du côté de la production d'énergie nouvelle est la plus importante, avec une augmentation d'une année sur l'autre de 438 %. À l'avenir, le nouveau stockage d'énergie affichera une croissance explosive. Shanghai doit de toute urgence saisir la nouvelle voie de l'industrie du stockage de l'énergie, activer vigoureusement la valeur des ressources de stockage de l'énergie et promouvoir le développement à grande échelle des technologies avancées de stockage de l'énergie.

La technologie de stockage de l'énergie est une partie importante des six maillons "exploitation minière-génération-transmission-distribution-utilisation-stockage" dans le processus d'exploitation du réseau électrique. Une fois la liaison de stockage d'énergie introduite dans le système électrique, elle peut réaliser efficacement la gestion de la demande, éliminer la différence pic-vallée entre le jour et la nuit et lisser la charge. Il peut non seulement utiliser plus efficacement les équipements électriques, réduire les coûts d'alimentation électrique, mais également promouvoir l'application des énergies renouvelables. Il peut être utilisé comme moyen d'améliorer la stabilité de fonctionnement du système, d'ajuster la fréquence et de compenser les fluctuations de charge.

1. Application typique de la technologie de stockage d'énergie dans le système électrique

La recherche et le développement de la technologie de stockage d'énergie ont toujours été appréciés par les départements de l'énergie, des transports, de l'énergie électrique, des télécommunications et autres de divers pays. L'énergie électrique peut être convertie en énergie chimique, énergie potentielle, énergie cinétique, énergie électromagnétique et autres formes de stockage. Selon ses méthodes spécifiques, il peut être divisé en quatre types : stockage d'énergie physique, électromagnétique, électrochimique et à changement de phase.

Lors de sa mise en service, la centrale de pompage-turbinage doit être équipée de deux réservoirs (piscines supérieure et inférieure) en amont et en aval. Pendant les périodes de faible charge, l'équipement de stockage pompé fonctionne à l'état moteur, pompant l'eau du réservoir en aval vers le réservoir en amont pour le stockage, et pompant et stockant l'eau pendant les charges de pointe. L'équipement fonctionne comme un générateur, utilisant l'eau stockée dans le réservoir en amont pour produire de l'électricité. Le stockage d'énergie par pompage est la technologie de stockage d'énergie la plus largement utilisée dans les systèmes électriques. Ses principaux domaines d'application comprennent l'écrêtage des pics et le remplissage des vallées, la modulation de fréquence, la modulation de phase, la sauvegarde d'urgence, le démarrage en panne et la fourniture d'une capacité de sauvegarde du système. Il peut également améliorer l'efficacité opérationnelle du système des centrales thermiques moyennes et des centrales nucléaires.

La centrale électrique de stockage d'énergie à air comprimé (CAES) est une centrale électrique à turbine à gaz pour la régulation de pointe. Il utilise principalement la puissance restante pour comprimer l'air lorsque la charge du réseau est faible, et la stocke dans une installation scellée à haute pression avec une pression typique de 7,5 MPa, et la libère pendant les pics de consommation d'énergie. Sortez pour conduire la turbine à gaz pour produire de l'électricité. Les investissements de construction et les coûts de production d'électricité de CAES sont inférieurs à ceux des centrales à accumulation par pompage, mais sa densité énergétique est faible et limitée par les conditions de terrain telles que les formations rocheuses. La possibilité de fuite de gaz et de fissuration du stockage de gaz CAES est extrêmement faible, avec un facteur de sécurité élevé et une longue durée de vie. Sauvegarde du système de production d'énergie.

Le système de stockage d'énergie du volant d'inertie est composé d'un volant d'inertie à grande vitesse, d'un système de support de roulement, d'un moteur/générateur, d'un convertisseur de puissance, d'un système de commande électronique et d'équipements supplémentaires tels qu'une pompe à vide et un roulement de secours d'urgence. À charge de vallée, le système de stockage d'énergie du volant d'inertie est alimenté par la grille de fréquence de puissance pour entraîner le volant d'inertie à tourner à grande vitesse, stocker l'énergie sous forme d'énergie cinétique et terminer le processus de conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique ; lorsque la charge de pointe se produit, le volant d'inertie rotatif à grande vitesse agit comme le moteur principal pour faire glisser le moteur génère de l'électricité et le convertisseur de puissance produit du courant et de la tension pour terminer le processus de libération d'énergie de conversion d'énergie mécanique-énergie électrique.

Le système de stockage d'énergie magnétique supraconducteur utilise des bobines constituées de supraconducteurs pour stocker l'énergie du champ magnétique et ne nécessite pas de conversion de formes d'énergie pendant la transmission de puissance. Il a une vitesse de réponse rapide (niveau ms), une efficacité de conversion élevée (≥96%), et une grande capacité spécifique/puissance spécifique, etc. Avantages, un échange d'énergie à grande capacité en temps réel et une compensation de puissance avec le système d'alimentation peuvent être réalisés. Le système de stockage d'énergie magnétique supraconducteur est relativement simple dans la technologie, sans pièces mécaniques rotatives ni problèmes d'étanchéité dynamiques, et peut pleinement répondre aux exigences de support de tension du réseau de transmission et de distribution, de compensation de puissance, de régulation de fréquence et d'amélioration de la stabilité du système et de la capacité de transmission de puissance. .

Le stockage d'énergie des supercondensateurs est développé selon la théorie de la double couche électrochimique, qui peut fournir une puissance d'impulsion puissante. Lorsque la surface de l'électrode est dans un état idéalement polarisé pendant la charge, la charge attirera les ions de sexe opposé dans la solution d'électrolyte environnante, la faisant se fixer à la surface de l'électrode, formant la double couche électrique constitue la capacité électrique à double couche. En raison de la très petite distance entre les couches de charge (généralement inférieure à 0,5 mm) et de la structure spéciale de l'électrode, la surface de l'électrode augmente de dizaines de milliers de fois, ce qui entraîne une énorme capacité. Cependant, du fait de la faible tension de tenue du diélectrique et de l'existence de courant de fuite, l'énergie de stockage et le temps de maintien sont limités,

Le système de stockage d'énergie par batterie est principalement un système qui utilise des batteries au lithium/batteries au plomb comme supports de stockage d'énergie pour stocker l'énergie électrique et fournir de l'énergie électrique dans un certain laps de temps, et l'énergie électrique fournie a les fonctions de transition en douceur, d'écrêtage des pics et remplissage de vallée, modulation de fréquence et régulation de tension, etc. . Il a la capacité de contrôler le flux de puissance active et peut ajuster simultanément la puissance active et la puissance réactive du point d'accès, offrant une capacité de réponse rapide pour le système de transmission haute tension. Parce que le stockage d'énergie de la batterie a une technologie relativement mature, une grande capacité, la sécurité et la fiabilité, et un faible bruit Faible coût, forte adaptabilité environnementale, installation facile et ainsi de suite.

2. Cas typiques de projets de démonstration de stockage d'énergie électrique dans des provinces et des villes sœurs

(1) Le Zhejiang explore des scénarios d'application de stockage d'énergie et des modèles commerciaux

En novembre 2021, la Commission provinciale du développement et de la réforme du Zhejiang et le Bureau provincial de l'énergie ont publié les « Avis de mise en œuvre sur l'accélération de l'application de démonstration du nouveau stockage d'énergie dans la province du Zhejiang ». Au cours des trois prochaines années, un nouveau projet de démonstration de stockage d'énergie de 1 million de kilowatts sera construit sur le réseau. Five" et s'efforcent d'atteindre l'objectif de développement de nouveaux projets de démonstration de stockage d'énergie d'environ 2 millions de kilowatts. Le Zhejiang construit activement une zone de démonstration au niveau provincial pour le nouveau système d'alimentation du State Grid, explore un nouveau modèle de développement de stockage d'énergie, adapte au développement du nouveau système électrique, et se concentrer sur le soutien à la construction de nouveaux projets de stockage d'énergie centralisés et à grande échelle et distribués sur une plate-forme pour agréger de nouveaux projets de stockage d'énergie pour le système électrique. Fournir un support de capacité et des capacités d'écrêtage des pics. À l'heure actuelle, le Zhejiang a engendré de nouvelles formes d'entreprise et de nouveaux modèles tels que l'opération conjointe "nouvelle énergie + stockage d'énergie", le stockage d'énergie partagé et le service "à guichet unique" pour le stockage d'énergie et la connexion au réseau, et a obtenu beaucoup de succès.

En décembre 2021, la sous-station 110 kV de Yueci et la centrale de stockage d'énergie 10 kV de Qianwan dans le nouveau district de Ningbo Hangzhou Bay ont été mises en service avec succès. En tant que première centrale de stockage d'énergie préfabriquée côté réseau dans la province du Zhejiang, la centrale de stockage d'énergie de Qianwan couvre une superficie de seulement deux terrains de basket-ball, mais elle utilise des batteries au lithium fer phosphate à haute densité d'énergie et longue durée de vie, ce qui peut atteindre des niveaux élevés. Stockage d'énergie efficace. Réaliser la charge et le stockage d'énergie pendant les périodes de faible consommation d'électricité, et décharger sur le réseau via des sous-stations pendant les heures de pointe, afin de rattraper le retard dans le temps et d'améliorer la flexibilité et la sécurité de l'alimentation électrique.

(2) La province du Guangdong promeut activement le développement innovant et l'application de nouvelles technologies de stockage d'énergie

En avril 2021, le projet de modulation de fréquence assistée par stockage d'énergie AGC (Automatic Generation Control Device) de Guangdong Huadian Shaoguan Thermal Power Company a été achevé et mis en service. Il s'agit du premier système de stockage d'énergie côté puissance en Chine qui adopte une cascade haute tension + une solution de batterie 1C. China Southern Power Grid promeut activement le développement innovant et l'application de nouvelles technologies de stockage d'énergie. La régulation conjointe de la fréquence des centrales thermiques avec des systèmes de stockage d'énergie est d'une grande importance pour résoudre efficacement la pénurie de ressources de régulation de fréquence dans les réseaux électriques régionaux et améliorer la fiabilité et la sécurité du fonctionnement du réseau électrique. Le projet est équipé d'un système de batterie au lithium fer phosphate avec une longue durée de vie. La capacité totale du système de stockage d'énergie est de 10 MW/10 MWh. jusqu'à 88 %), réponse rapide et réglage flexible (0,604 seconde pour atteindre la pleine puissance), effet d'équilibrage supérieur de la batterie, faible encombrement, etc. environ 5000 fois. Les indicateurs de base Les deux ont atteint le premier niveau national.

(3) Le premier projet de démonstration de stockage d'énergie du Shandong est officiellement mis en service à Huadian

En décembre 2021, la centrale de stockage d'énergie et de modulation de fréquence de 9 MW/MWh de la centrale électrique Huadian International Laicheng a achevé avec succès la 168 opération d'essai, marquant la mise en service officielle du premier projet de démonstration de stockage d'énergie dans la province du Shandong. Laicheng Power Generation transporte quatre centrales électriques au charbon de 300 000 kilowatts, qui sont des sources d'énergie importantes pour les zones à forte charge du réseau électrique de Luzhong, et sont également les principales unités de régulation des pointes et de la fréquence dans le réseau électrique du Shandong. Afin d'améliorer encore les performances de régulation de l'unité et de s'adapter aux besoins concurrentiels du marché de la régulation de fréquence du réseau électrique, Laicheng Power Generation a investi dans la construction d'une centrale de régulation de fréquence de stockage d'énergie de 9 MW/MWh. Profitant des avantages d'une régulation rapide et de haute précision du stockage d'énergie électrique, grâce à la "régulation de fréquence combinée feu-stockage" Ajustement en temps réel de la production d'énergie pour répondre à l'équilibre en temps réel entre la production d'énergie et le côté utilisateur charger. Une fois le projet mis en service, il améliorera considérablement les performances de régulation de fréquence des groupes électrogènes de Laicheng, augmentera les revenus des services auxiliaires de l'entreprise, améliorera la fiabilité de fonctionnement du réseau électrique du Shandong, augmentera la capacité de consommation d'énergie renouvelable et jouera un rôle dans l'accélération de la construction d'un nouveau système électrique avec une nouvelle énergie comme corps principal. Bon effet de démonstration. Ajustement en temps réel de la production d'énergie pour répondre à l'équilibre en temps réel entre la production d'énergie et la charge côté utilisateur. Une fois le projet mis en service, il améliorera considérablement les performances de régulation de fréquence des groupes électrogènes de Laicheng, augmentera les revenus des services auxiliaires de l'entreprise, améliorera la fiabilité de fonctionnement du réseau électrique du Shandong, augmentera la capacité de consommation d'énergie renouvelable et jouera un rôle dans l'accélération de la construction d'un nouveau système électrique avec une nouvelle énergie comme corps principal. Bon effet de démonstration. Ajustement en temps réel de la production d'énergie pour répondre à l'équilibre en temps réel entre la production d'énergie et la charge côté utilisateur. Une fois le projet mis en service, il améliorera considérablement les performances de régulation de fréquence des groupes électrogènes de Laicheng, augmentera les revenus des services auxiliaires de l'entreprise, améliorera la fiabilité de fonctionnement du réseau électrique du Shandong, augmentera la capacité de consommation d'énergie renouvelable et jouera un rôle dans l'accélération de la construction d'un nouveau système électrique avec une nouvelle énergie comme corps principal. Bon effet de démonstration. augmenter les revenus des services auxiliaires de l'entreprise, améliorer la fiabilité de fonctionnement du réseau électrique du Shandong, augmenter la capacité de consommation d'énergie renouvelable et jouer un rôle dans l'accélération de la construction d'un nouveau système électrique avec une nouvelle énergie comme corps principal. Bon effet de démonstration. augmenter les revenus des services auxiliaires de l'entreprise, améliorer la fiabilité de fonctionnement du réseau électrique du Shandong, augmenter la capacité de consommation d'énergie renouvelable et jouer un rôle dans l'accélération de la construction d'un nouveau système électrique avec une nouvelle énergie comme corps principal. Bon effet de démonstration.

(4) Le port de Lianyungang a achevé et mis en service le premier système intégré d'alimentation à quai et de stockage d'énergie en Chine

En avril 2021, le premier système intégré de stockage d'énergie électrique à quai domestique a été achevé et mis en service dans le port de Lianyungang. La vulgarisation et l'application de la technologie de l'alimentation à quai revêtent une grande importance. Le projet dispose d'une centrale électrique de stockage d'énergie d'une puissance de 5 mégawatts, qui peut répondre à la demande d'accès à l'alimentation à quai de plus de 10 mégawatts au total ou de plus de 3 mégawatts dans une seule couchette, et il y a suffisamment de marge lorsque l'alimentation à quai fonctionne à pleine capacité, pour répondre aux exigences d'accès de diverses charges aléatoires et d'impact telles que les grues portuaires et les grues à portique. La promotion de la technologie de l'alimentation à quai est la meilleure solution pour réduire la pollution des navires au port. Grâce à la transformation "pétrole en électricité", la consommation d'énergie des navires peut être remplacée lors des escales,