北京2022年9月14日 /美通社/ -- 毋庸置疑，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的深度脫碳，全球能源結(jié)構(gòu)加速向低碳化轉(zhuǎn)型，可再生能源的規(guī)?；檬歉韭窂?。但新能源發(fā)電的波動(dòng)性、不確定性顯著，加上當(dāng)前電力系統(tǒng)存在靈活性不足、調(diào)節(jié)能力不夠等短板和問題，成為阻礙可再生能源規(guī)?；采w的"阿喀琉斯之踵"。
儲(chǔ)能，作為一種靈活調(diào)控工具能有效應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，是可再生能源裝機(jī)占比不斷提升的重要支撐。儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電與電力負(fù)荷在時(shí)間上的解耦，解決了清潔能源波動(dòng)性與間歇性瓶頸，在配電側(cè)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，成為新型電力系統(tǒng)"源網(wǎng)荷儲(chǔ)"的基本要素，被業(yè)界譽(yù)為未來能源電力系統(tǒng)的"龍脈"產(chǎn)業(yè)。
國(guó)家發(fā)改委、能源局于今年初印發(fā)《"十四五"新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中也強(qiáng)調(diào)以示范試點(diǎn)項(xiàng)目推動(dòng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化，到2025年新型儲(chǔ)能步入規(guī)?；l(fā)展階段，到2030年新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展，基本滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需求。據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)發(fā)布的《2022儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》顯示，2021年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)功率約為205.3GW，其中中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)功率便達(dá)43.44GW，已位居全球第一。近日，ABB電氣對(duì)國(guó)內(nèi)電氣儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了分析，并提出相關(guān)解決方案。
ABB電氣儲(chǔ)能行業(yè)解決方案概覽
多種技術(shù)路線并存，安全綠色彈性的儲(chǔ)能系統(tǒng)是剛需
儲(chǔ)能貫穿發(fā)電、輸電與用電的完整能源鏈，是能源轉(zhuǎn)換與緩沖、調(diào)峰與提效、傳輸與調(diào)度、管理與運(yùn)用的核心技術(shù)，既是國(guó)家能源安全的重要保障，也是電動(dòng)汽車等新興產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展動(dòng)力，在新基建與碳中和政策之下具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值。目前儲(chǔ)能的實(shí)現(xiàn)處于多種技術(shù)路線并存的階段，根據(jù)充放電能源轉(zhuǎn)換形式，可大致分為物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、電化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）。
當(dāng)前中國(guó)儲(chǔ)能主力仍是以抽水儲(chǔ)能為主，抽水儲(chǔ)能亦是裝機(jī)量最多的儲(chǔ)能技術(shù)，ABB能為抽水蓄能水電站建設(shè)提供技術(shù)先進(jìn)的電氣應(yīng)用方案，例如在水電廠用電中壓系統(tǒng)中，ABB iVD4集成多項(xiàng)中壓數(shù)字配電技術(shù)是目前中壓開關(guān)領(lǐng)域先進(jìn)的智能化解決方案，而廠用電低壓智能配電方案則可由全電能管理功能的Emax 2以及全新設(shè)計(jì)的Tmax XT和更多保護(hù)功能、更高精度、更寬范圍的Ekip新一代電子脫扣器配置而成。
另一方面，雖說抽水儲(chǔ)能的技術(shù)較為成熟，但其要求鄰水部署等外部限制因素多，建設(shè)周期通常也長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，增量空間相對(duì)有限。電化學(xué)類儲(chǔ)能配置靈活、建設(shè)期短且性價(jià)比高，逐漸成為電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)支持風(fēng)光新能源消納與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的普遍選擇，已進(jìn)入商業(yè)化部署階段并具有更為廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。其中，鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)由于鋰電池體積小、能量密度高，響應(yīng)速度快，成為應(yīng)用最廣的電化學(xué)儲(chǔ)能方式，行業(yè)內(nèi)以此為中心的探討也基本聚焦于如何利用鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)在電量調(diào)節(jié)方面實(shí)現(xiàn)削峰填谷、在電網(wǎng)架構(gòu)復(fù)雜性不斷增加的同時(shí)進(jìn)一步提升電能品質(zhì)、降低系統(tǒng)能耗、確保用電安全等。
無論對(duì)于何種實(shí)現(xiàn)方式，儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本、安全和環(huán)保問題都需要構(gòu)建以市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)創(chuàng)新體系，從材料、設(shè)備、系統(tǒng)和應(yīng)用等多個(gè)層面協(xié)同，兼顧考慮環(huán)境負(fù)荷和資源再生的全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì)與應(yīng)用。ABB作為全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，通過高性能電力設(shè)備產(chǎn)品將有效促進(jìn)安全、綠色、彈性的儲(chǔ)能系統(tǒng)與新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)融合發(fā)展，提升電力安全保障水平和系統(tǒng)綜合效率，助力中國(guó)持續(xù)領(lǐng)跑儲(chǔ)能系統(tǒng)賽道。
靈活可靠更安全，高性能設(shè)備鑄就儲(chǔ)能系統(tǒng)基石
以方興未艾的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)通常由一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能單元組成，儲(chǔ)能單元以電池裝置為儲(chǔ)能載體，通過功率變換系統(tǒng)接到儲(chǔ)能支路開關(guān)柜或低壓母線上，其主要包括電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲(chǔ)能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。作為優(yōu)秀的智能設(shè)備供應(yīng)商，ABB可提供一系列應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池保護(hù)裝置、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及并網(wǎng)系統(tǒng)的器件產(chǎn)品，是儲(chǔ)能系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備底座，能助力客戶建立儲(chǔ)能應(yīng)用部署的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為中國(guó)頭部新能源企業(yè)提供核心零部件，支持中國(guó)企業(yè)走出去，在中國(guó)企業(yè)承接的海外項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用。
電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)組成
在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，DC-AC變流器作為連接交直流母線的核心設(shè)備，必須具備雙向的功率傳輸能力，考慮到高增益比和系統(tǒng)安全問題，還需實(shí)現(xiàn)交直流系統(tǒng)中的電氣隔離。在高壓直流系統(tǒng)中，ABB OTDC系列隔離開關(guān)能部署在儲(chǔ)能應(yīng)用的多個(gè)場(chǎng)合，模數(shù)化設(shè)計(jì)和寬系列附件賦予了該產(chǎn)品安裝的靈活性，適用于標(biāo)準(zhǔn)高壓箱和直流匯流柜母排布局，即使在惡劣的使用環(huán)境中也能提供完善的隔離與保護(hù)方案。正是得益于諸多此類的高性能電氣設(shè)備，ABB與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的鋰電池廠商在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)生態(tài)共建上展開深度合作，共同促進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)的健康有序發(fā)展。
ABB OTDC系列隔離開關(guān)
功率變換系統(tǒng)作為電池儲(chǔ)能裝置和電網(wǎng)的接口，需實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換、電池充放電過程控制、交直流變換、交流側(cè)隔離升壓及在無電網(wǎng)情況下支撐交流母線等功能，通常由儲(chǔ)能變流器、隔離（升壓）變壓器、并網(wǎng)開關(guān)組成，而ABB能提供AF系列接觸器、Tmax塑殼斷路器T7D等交直流產(chǎn)品滿足客戶設(shè)備需求，例如助力某新能源高新技術(shù)企業(yè)構(gòu)建了定制化的光儲(chǔ)融合一體化解決方案，為中國(guó)領(lǐng)先的清潔能源開發(fā)商黃河公司完成黃河上游某大型太陽能儲(chǔ)能項(xiàng)目。
此外，風(fēng)電、光伏主要用于匯流、逆變、控制系統(tǒng)，而儲(chǔ)能電池部分每個(gè)電池模組、電池簇都需要熔斷器保護(hù)。作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的保護(hù)器，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓平臺(tái)升高、容量增大，對(duì)熔斷器分?jǐn)嗄芰μ岢龈咭?。ABB S200 MUC 系列交/直流通用微型斷路器均具有高分?jǐn)嗄芰?，?nèi)部滅弧室具有永磁裝置，能夠熄滅高達(dá)500V DC的電弧，在實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)效率最大化的同時(shí)為儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全保駕護(hù)航。
大力發(fā)展新能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是推動(dòng)中國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的要求，也是全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)向數(shù)字化綠色化轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。而儲(chǔ)能系統(tǒng)性能不斷優(yōu)化，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的剛需市場(chǎng)已經(jīng)具備商業(yè)化部署條件，針對(duì)用戶不斷提升的對(duì)低成本高質(zhì)量用電的追求，將與新型電力系統(tǒng)長(zhǎng)期共存，并衍生出多種新的應(yīng)用場(chǎng)景。在此過程中，ABB全球先進(jìn)的交直流電力技術(shù)與高性能電力設(shè)備將加速推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展步入"快車道"，同時(shí)賦能儲(chǔ)能項(xiàng)目的大規(guī)模落地部署助力"雙碳"目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
