电池储能

5月24日，西安发布2023年北跨发展重点建设项目计划。共287个项目，其中电池产业链项目4个。

在“碳达峰·碳中和”国家能源战略变革背景下，大规模可再生能源的加速并网加剧了电力系统对于快速调频资源需求的迫切性，如何充分发挥以电池储能系统(battery energy storage systems,BESS)为代表的新型快速资源在电网调频中的作用是解决该问题的关键。首先，为满足电网各类型调频资源在自动发电控制(automatic generation control,AGC)系统中的接入监视与分类决策需求，提出“域-群-机”三级控制模型架构；然后，从BESS的荷电状态(state of charge,SOC)主动管理出发，提出基于改进的动态调频容量(dynamic available AGC,DAA)的多元集群协同控制策略，以及引入SOC影响因子的多点BESS功率分配策略；最后,结合实际电网的持续扰动工况及模拟跳机扰动工况进行仿真分析，验证了文中所提控制策略的有效性。文中所提策略不但可以显著改善各单点BESS的SOC一致性，而且能够提升电网调频品质。

目前，调频死区对于风储联合调频的影响机理尚不明确，且风储最优调频死区参数难以获得。为此，对考虑一次调频死区的风储联合调频进行机理分析并提出最优的死区参数设置方案。首先，依据风电机组与电池储能的不同调频特性确定对应的死区模型，建立考虑风储一次调频死区的频率响应模型。其次，分析调频死区内外不同特征以及风储不同投入阶段对动态频率的影响，进而分段解析求解最大频率偏差时域表达式。然后，为兼顾调频效果与调频经济性，提出基于改进多目标粒子群(improved multi-objective particle swarm optimization, IMOPSO)算法的调频死区参数寻优方法。最后，仿真验证了将风储一次调频死区参数分别设置为0.0579 Hz和0.0386 Hz时所提方法的有效性。

报告重点介绍全钒液流电池储能技术的特点、原理，建立“新能源+储能”的新型电力系统对储能技术的要求；全钒液流电池技术的发展现状及在电力行业的应用场景分析；同时，介绍全钒液流电池储能技术发展前景及经济性分析。

冷热电联供系统具有能源利用效率高、运行调节灵活的优点。设计了耦合储能电池的冷热电联供一体化系统，建立了关键部件的精细化数学模型，研究了压气机和透平的效率、环境温度对联供系统性能的影响。针对典型制冷和供热工况，研究了耦合电池储能的冷热电联供系统全工况热力性能、储能电池的充放电特性。结果表明：环境温度对冷热电联供系统性能具有较大的影响，其最大供热量随着环境温度的降低而下降，最大供冷量随着环境温度的升高而下降。制冷模式下，冷负荷、电负荷全天波动较大，全天平均冷、电负荷仅为额定功率的39.9%左右，全天平均能源利用系数为0.712。供热模式下，典型日全天燃机循环的发电效率、供热系数以及能源利用系数波动很小，且均高于制冷模式下相应的指标。

概括分析了锂离子电池应用前景与火灾形势，介绍了锂离子电池热失控特性及其演化机制，以及锂离子电池火灾多级预警防控技术方法。未来锂离子电池储能是集高效热管理、故障诊断、预警和灭火协同的一体化技术，是基于互联网云数据下的智能安全管理技术。

储能技术是解决以风、光为主的新能源系统波动性、间歇性的有效技术，对建立新型电力系统具有关键的支撑作用，具有重大的战略意义。随着新能源装机容量和发电比例的提升，对储能时长的要求越来越高，容量型储能的需求日益增长。容量型长时储能可以提供数小时、数天数周乃至更长时间的电力供应技术方案，减小峰谷差，提升电力系统效率和设备利用率，提高电力系统的稳定性，为清洁能源的稳定输出和消纳提供有力保障。国内外都将长时储能视为实现能源转型的重点技术，出台多种政策支持长时储能发展。国内发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”能源领域科技创新规划》《“十四五”新型储能发展实施方案》等都从不同角度提到了发展长时储能。国际上美国、英国、德国法国、意大利等多国也相继表示对长时储能技术提供资金和政策支持，推动长时储能装机增长，长时储能技术种类较多，包括抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池储能、储热蓄冷、储氢等这些技术为可再生能源的大规模利用提供强有力的支撑。

本项目围绕多种能源用能特性开展研究工作，建立了多能互补特性模型，提出了分布式能源系统规划方法，建立了多能互补系统配置和运行一体化优化方法，并开发了多能互补分布式能源规划工具，应用所研究成果和工具，提出中德生态园多能互补示范方案，包括可再生能源发电、冷热电三联供、电池储能等能源设备。项目成果在示范地区能源的可靠供应和高效利用起到了积极有效的推动作用，对公司开展综合能源服务提供有力支撑。

为解决风电机组在风电功率平抑和故障穿越2方面的不足，针对基于混合储能的直驱风力发电系统，提出一种同时兼顾风电功率平抑和故障穿越的复合功率控制策略。一方面，提出具有功率误差反馈环的改进型二阶滤波功率分配方法，实时修正超级电容和蓄电池储能的功率响应指令，提高目标功率分配精度的同时改善跟踪控制效果，实现风电功率平抑的同时延长储能介质使用寿命；另一方面，提出网侧变流器（grid side convertor，GSC）和混合储能共同作用的复合功率控制策略，实时修正各控制量的功率响应指令并快速清除直流母线上的冗余功率，提高风电机组的故障穿越能力，使风电系统基本不受电网故障的影响。