在永濟並網試運行的全國首個百兆瓦級混合儲能調頻項目，為科學消納“綠電”提供了成功范例——
【能源革命觀察】中條山下“搬綠電”
在永濟並網試運行的全國首個百兆瓦級混合儲能調頻項目，為科學消納“綠電”提供了成功范例——
【能源革命觀察】中條山下“搬綠電”
工作人員在對一期項目運行情況進行巡檢。
廂式儲能單元“活動房”整齊排列。
圖為中條山下的國雲微控100MW獨立混合儲能項目。本欄圖片由李向東攝
初冬的中條山北麓，天空澄澈高遠。在永濟經濟技術開發區國雲微控續威儲能電站內，40座長7米、高2.8米的廂式儲能單元“活動房”整齊排列。這是全國首個百兆瓦級混合儲能調頻項目——永濟國雲微控100MW獨立混合儲能項目。近日，隨著一項項重要監測指標高質量運行，該項目外接線路全線貫通，正式並網試運行。
日前，記者前往永濟市國雲微控能源科技有限公司（以下簡稱“國雲微控”）項目現場進行了實地探訪。
打造一個超大型“充電寶”
風電、光伏發電具有間歇性、波動性和隨機性，其發電量受天氣、季節等自然因素影響大，難以與電網負荷需求准確匹配，增加了電網調度和平衡的難度，影響電網穩定運行和電能質量。在我省，這一問題同樣突出，各類儲能電站應運而生。
“儲能電站並不生產電，只是電力的‘搬運工’，與其說是‘電站’不如說是‘充電寶’。”該公司總經理趙亮介紹，儲能電站會根據電網的頻率變化等情況，通過飛輪儲能技術和磷酸鐵鋰電池儲能技術的配合，適時地搬運“綠電”，以保障電網的穩定運行。
據了解，該項目充分利用飛輪儲能“壽命長”和磷酸鐵鋰電池“容量大”的技術優勢，實現了物理機械能與電化學儲能相結合的獨立調頻功能，為科學消納“綠電”提供了成功范例。
國雲微控100MW獨立混合儲能項目分兩期建設，包括25個飛輪儲能單元和15個磷酸鐵鋰電池儲能單元。目前，項目一期40MW已順利並網，有效提升了區域電力系統的穩定性，為山西南部電網平穩運行提供積極保障。
藍白相間的儲能單元“內藏玄機”，主控區內各項設備也“身手不凡”。
在主控區大屏幕上，各項儲能數據快速跳動，工作人員正密切關注各組系統變化，確保設備高效運轉。220kV的油浸式變壓器精准調控電壓，保障電能在不同環節的順暢流轉。SVG無功補償裝置實時監測，精確地捕捉著電網運行中的每一個細微變化，確保無功功率的動態平衡。GIS氣體絕緣設備像是堅實的“安全護盾”，以卓越的性能守護著整個項目的安全。綿延18.47公裡的220kV外送線路，連接起能源供應與需求的兩端，將清潔的電能源源不斷輸送到遠方……
“飛輪”“鋰電”協同,適應電網調頻
目前，常見的儲能技術包括能量型的抽水蓄能、鋰離子電池、壓縮空氣、液流電池，功率型的飛輪儲能、超級電容等，各儲能技術參數、優勢特點、適合場景各不相同。國雲微控100MW獨立混合儲能項目為什麼選擇飛輪+鋰電的混合儲能技術方案，兩者結合，是否能達到“1+1﹥2”的效果？
“由於儲能應用場景的不斷拓展，依靠單一儲能技術已無法滿足電力系統對儲能的需求，這一方案的選擇，是基於多方面關鍵因素的綜合考量，旨在滿足現代能源系統對高效、穩定、可持續儲能的迫切需求，為能源轉型提供強有力的支持。”趙亮說。
據介紹，從調頻性能提升的角度看，飛輪儲能具備卓越的快速響應能力，其毫秒級的響應時間以及能夠迅速達到最高倍率充放電的特性，使其在電網頻率波動時能夠迅速做出精准反應，有效跟蹤功率偏差，極大地提高了調節精度，從而彌補了鋰電池在調頻性能方面的短板。二者協同作戰，契合了電網調頻高頻率、短時長的嚴苛要求﹔在延長儲能系統壽命方面，飛輪儲能承擔高頻次、短時長的小功率指令，鋰電池則專注於低頻次的長時大功率指令，有效減少了鋰電池的充放電頻次和沖擊，使其循環壽命大幅延長，顯著降低了系統維護成本。
系統可靠性和安全性是儲能項目的核心關注點。混合儲能方案中，飛輪儲能憑借其強大的能量儲備和穩定的性能，能夠在關鍵時刻獨立承擔大部分調頻能量，為系統提供可靠的保障。同時，通過優化功率分配，減少了鋰電池的工作壓力，降低了潛在風險，進一步提升了整個儲能系統的安全性﹔從成本效益優化的維度來看，飛輪儲能雖然初期投資相對較高，但其超長的循環壽命和高能量吞吐量，使得在整個項目生命周期內，其單位能量成本更低，綜合經濟效益更為顯著。
為建設新型電力系統提供借鑒
“我們企業在能源領域深耕多年，擁有清潔能源、制氫和加氫、能源環保、能源技術研究及能源金融等五大板塊主營業務。2022年，國家出台的《“十四五”新型儲能發展實施方案》，將山西省作為全國首個一次調頻試點省份。我們搶抓機遇，積極響應國家政策，乘勢而上進軍儲能和換電這一全新領域。”趙亮介紹，目前，國雲微控在全省已布局4個儲能調頻項目。其中，永濟項目最早開工建設。項目建設過程中，先后克服了安裝難度大、系統調試復雜、外送線路基礎點位分散、導線跨越安裝點位多等諸多挑戰。
記者了解到，該項目選址永濟，經過多方面綜合考量與科學論証。當前，永濟市以“加快轉型、振興崛起”為主線，突出大抓工業、大抓項目、大抓產業，統籌推進一二三產協調發展，加快構建“543”現代產業矩陣，逐漸形成具有永濟特色的現代產業體系，重塑經濟發展新優勢。該項目充分契合永濟市遠期總體規劃、土地利用規劃。在接入系統方案及送出線路布置條件、地形條件、工程地質及水文條件、進出線條件、交通運輸等方面，永濟市均具備良好基礎，為項目的順利實施提供了堅實保障。
值得一提的是，作為永濟市招商引資的重大項目，自2023年1月國雲微控100MW獨立混合儲能項目與永濟簽約后，該市各相關單位積極主動作為，持續做好服務工作，項目馬不停蹄進入建設期，今年7月就建成竣工，經過一段時間的監測調試，今年10月正式並網運行。
“目前，項目二期正在進行排產工作，全容量並網運行后，我們這裡將成為全球體量最大百兆瓦級網測調頻儲能電站。”趙亮表示，希望國雲微控在永濟的探索和實踐，為山西加速向以新能源為主體的新型電力系統邁進提供有益借鑒。
本報記者姚毅 本報通訊員喬雅
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