建設(shè)多技術(shù)路線的“充電寶”

寶塘儲(chǔ)能站占地面積58畝，相當(dāng)于5.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場大小。記者走進(jìn)寶塘儲(chǔ)能站，只見88套磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)分7個(gè)區(qū)域整齊排列，這些看似“集裝箱”的儲(chǔ)能電站，內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻不簡單。

“這里面有電池簇、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、能量管理系統(tǒng)等多個(gè)重要系統(tǒng)。電站運(yùn)行時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電能在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的精準(zhǔn)充電和放電，毫秒級地迅速響應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求。”南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻（廣東）儲(chǔ)能科技有限公司（以下簡稱“南網(wǎng)儲(chǔ)能科技公司”）建設(shè)中心總經(jīng)理劉邦金說。

儲(chǔ)能電站猶如城市里的大型“充電寶”，可在用電低谷時(shí)利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源進(jìn)行“充電”，用電高峰時(shí)將這些綠電穩(wěn)定可靠地輸送到千家萬戶，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備。

截至2023年9月底，我國已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)2123萬千瓦，位居全球前列，產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成。其中，以鋰電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能在新型儲(chǔ)能中占比超過90%，處于絕對主導(dǎo)地位。

寶塘儲(chǔ)能站項(xiàng)目于2022年底啟動(dòng)建設(shè)。按照國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)模達(dá)到100兆瓦即為大型儲(chǔ)能電站。“如何把300兆瓦的規(guī)模用好，是我們一直思考的問題。除了為電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)外，我們還希望項(xiàng)目能促進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)技術(shù)發(fā)展。為此，我們決定建一座多技術(shù)路線的鋰電池儲(chǔ)能站。”南網(wǎng)儲(chǔ)能科技公司董事長汪志強(qiáng)說。

構(gòu)筑9條技術(shù)路線性能對比“大擂臺(tái)”

電芯性能、熱管理、結(jié)構(gòu)連接是直接影響鋰電池儲(chǔ)能運(yùn)行性能的3大技術(shù)要素。在熱管理方面，寶塘儲(chǔ)能站運(yùn)用了風(fēng)冷、一般液冷和浸沒式液冷三種熱管理技術(shù)。在結(jié)構(gòu)連接方面，寶塘儲(chǔ)能站的連接方式多達(dá)5種，包括組串式、雙極式、單極式、低壓級聯(lián)、高壓級聯(lián)。

值得一提的是，高壓級聯(lián)技術(shù)通過模塊級聯(lián)的方式，將儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓直接升至10千伏，在大幅減少儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)量的情況下實(shí)現(xiàn)同等效率，省去變壓器的儲(chǔ)能系統(tǒng)可靈活移動(dòng)，解決了傳統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用場景受限的問題。該技術(shù)是南方電網(wǎng)首批“揭榜掛帥”制科研項(xiàng)目的技術(shù)攻關(guān)成果，已應(yīng)用到在河北保定投運(yùn)的我國首個(gè)高壓移動(dòng)式儲(chǔ)能站上。

“我們把各要素領(lǐng)域的不同技術(shù)手段進(jìn)行有機(jī)組合，形成了9條差異化的鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)路線，各路線裝機(jī)規(guī)模從5兆瓦到75兆瓦不等。這相當(dāng)于把9座不同技術(shù)特點(diǎn)的中型規(guī)模儲(chǔ)能電站聚合到一起，形成一個(gè)技術(shù)性能對比的‘大擂臺(tái)’。”汪志強(qiáng)表示。

“大擂臺(tái)”搭建好了，如何評定不同技術(shù)路線的運(yùn)行性能高低，寶塘儲(chǔ)能站讓關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)來“說話”。在寶塘儲(chǔ)能站的多技術(shù)路線驗(yàn)證方案中，不同領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)總數(shù)多達(dá)20項(xiàng)。

按照每天“兩充兩放”測算，寶塘儲(chǔ)能站每年可向粵港澳大灣區(qū)輸送4.3億度清潔電能，減少二氧化碳排放30萬噸，滿足20萬戶居民的用電需求，直接提高廣東近20%的在運(yùn)新型儲(chǔ)能總量。

近日，我國公示了56個(gè)新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目，旨在推動(dòng)新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展。寶塘儲(chǔ)能站在我國首次實(shí)現(xiàn)了多條鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)路線的“一站集成”，將有力提升新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)精益化水平，為我國新型儲(chǔ)能的技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要實(shí)證參考。