长沙电池储能电站一期项目示范应用成果与收益
1.1 项目概况
长沙电池储能电站一期示范工程，初期总投资金额为3.31亿元，由国网湖南综合能源服务有限公司投资建设。总规模为6.0万千瓦/12万千瓦时，分别在220kV榔梨、延农、芙蓉变电站内空地建设储能站，规模依次为2.4万千瓦/4.8万千瓦时、1.0万千瓦/2.0万千瓦时、2.6万千瓦/5.2万千瓦时，占地面积分别为5784、2825、2645平方米。工程于2018年10月18日开工建设，于2019年3月正式投入运行，统一纳入调度计划管控。
1.2 项目创新
1、建设模式创新。首次采用电池舱成套装置租赁商务模式，引入社会资本参与电网侧储能建设，提升电池供应商主人翁意识，优化控制电池出厂质量；采取以主要设备电池（含BMS）、PCS、EMS为主的三个系统集成商招标模式，促进了设备间协调配合和质量控制。
2、支撑多场景应用。以“低储高放”方式参与长沙电网日常调峰，平抑长沙地区午、晚双高峰负荷峰值；适应新能源出力与负荷不匹配特性，错峰储放，促进新能源消纳；具备毫秒级响应调度指令能力，参与电网调频和调压控制；紧急状况下，快速提供功率支撑，提高电网暂态稳定性；纳入源网荷储统一管理，实现储能站源-荷快速转换，增加电网安全稳定裕度。
3、安全措施创新。电池本体方面，电池选用安全性相对较高的磷酸铁锂电池，电池簇内、簇间及电池堆设置多级熔断保护，具备故障模组自切断能力。火灾预警方面，采用多状态感知终端提前预判电池状态，提高火灾预警能力。整站安全方面，三站均采用了七氟丙烷消防灭火系统，芙蓉储能站还首次采用户内水喷淋降温系统的双重消防措施。运维方面，通过储能云平台开展设备状态、环境数据展示与分析，实现运行状态评价、电池一致性分析和分级预（告）警等，提高运行安全性及智能化运维水平。
4、电网侧首座全户内电池储能站。芙蓉储能站为电网侧首次采用钢结构三层全户内布置，配置电池容量规模为国内最大，单位功率占地面积为国内最小，空间利用率高，便于设备集中运维，并有效抑制了储能变流器的噪声外扩。同时增设了水喷淋消防降温系统，提升了电池室隔墙防火等级，有利于限制事故范围，为在城市核心区建设储能站进行有益探索。
5、电站性能整体提升。通过PCS交流侧直并技术，采用双绕组升压变压器，相比同容量双分裂变压器可降低约8%的损耗；充分挖掘PCS设备无功调节能力，取消SVG设备，节省投资；全站采用双机双网冗余架构，统一采用IEC61850通信规约，调度指令完全响应速率实测为500毫秒；配置源网荷终端设备，通过稳控主站直接控制，实现稳控指令200毫秒内完全响应。
6、海量数据精准识别分析处置。长沙电池储能示范站运行数据量大、类型多，通过大数据挖掘技术，提取运行数据中电池组内最高/最低的温度、电压、SOC及故障信号等关键主信息上送至调控，大幅减轻调度数据网的传输压力；通过边缘计算，对海量数据实现就地处理后上传至云平台，实现远程集中监控、智能运维、异常电池单体识别等功能。
1.3 项目成果
1、一期示范工程填补了我省电池储能电站的空白，促进了电池储能产业的发展，同时也促进了电池管理系统、储能电站变电流器、电站系统集成等相关企业的发展与进步。
2、一期示范工程为规范储能系统接入电网安全稳定运行，推动储能站施工及验收技术成熟化起到了榜样作用，依托该工程相继编制了《电池储能站一次设备竣工验收细则和现场通用运行规程》、《电网侧电池储能站运行规程》等多项企业技术标准，为储能行业标准体系提供了技术支持，指导了后续湘西大灵山风电场储能电站等新能源侧储能电站的建设。
1.4 项目优势
1、湖南长沙电池储能电站自投运以来，已稳定运行超过一年时间，截至2020年11月20日，累计在低谷负荷时段消纳我省新能源电量7801.52万千瓦时。
2、不考虑配置储能时，预计2020年全省丰水年/平水年新能源弃电量为26.7/18.9亿千瓦时。根据生产运行模拟仿真计算结果，每配置1千瓦时储能装置能为系统每年减少400千瓦时的新能源弃电量，2020年长沙电池储能电站一期示范工程可降低全省新能源弃电量4800万千瓦时。
3、截至目前，以长沙一期示范工程三个储能电站为基础，与六家新能源发电企业共签订6.0万千瓦配套储能租赁服务，为六座风电场的及时并网提供了保障。
1.5 项目效益
1、一期示范工程每年可为公司形成经济效益3960万元，其中峰谷电价差收入1800万元，“新能源弃风、弃光消纳服务”相关收入约1560万元，“电力辅助服务”补贴约600万元。
2、一期示范工程在迎峰度夏、度冬期间等用电紧缺时段可提供有效电力支撑，极大缓解电力供应能力不足问题，每天可有效缓解6万户居民用电紧张问题，确保周边8-10个小区用电稳定可靠。
3、一期示范工程在火电机组出力低谷期间充电，可以增加低谷期机组出力，降低火电机组调峰深度，有效降低机组单位电量煤耗。长沙电池储能示范站每年可有效减少二氧化碳排放1.6万吨，减少二氧化硫排放480吨，有效促进节能减排。
4、项目自投运以来，前来考察学习的企业涵盖综合能源、新能源发电、电网、电池与设备制造等各行业，在国内起到了很好的示范效应。
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