住友电工发布圣地亚哥2MW/8MWh全钒液流电池储能示范项目验证成果
近日，住友电工发布圣地亚哥2MW/8MWh全钒液流电池储能示范项目验证成果。
新能源和工业技术开发组织（“NEDO”）和住友电工工业株式会社（“住友电工”）在美国加利福尼亚州完成了改善电网电能质量的示范项目，并成功实现了诸如在包含66个客户的商业配电网上建立微电网，大型固定式蓄电池氧化还原液流电池（RF电池）操作，以及在正常和紧急情况下的多用途使用等主要可交付成果。
该系统使得在正常运行期间通过电力市场交易赚取收入成为可能，除了在自然灾害和计划停电等紧急情况下为停电区域或假定停电的地区提供电力外，还可以作为独立电源。这是美国和日本首次在以蓄电池为主要电源的商业配电网上运行微电网，为停电做准备。
该示范项目的结果有望适用于未来国内外潜在电力需求量大的地区，例如为离网地区建造太阳能和风力发电设施的微电网，以及发电机燃料运输成本昂贵的岛屿需要100%可再生能源供应。
1.概述
美国加利福尼亚州已颁布参议院第100号法案，旨在到2045年仅使用清洁的无温室气体排放的能源，并正在推动引入储能设施，以解决由于大规模引入可再生能源而导致电力质量恶化的问题。此外，加利福尼亚州最近越来越多地经历紧急计划和轮换停电，以作为野火和极端炎热天气期间空调负荷迅速增加的对策，这正在成为一个社会问题。因此，在停电的情况下，作为停电对策，像数据中心这样的消费者仅能连接到特定配电板（关键负载配电板）的电路上，通过蓄电池提供电力。但是，覆盖更广泛地区并加强电力系统弹性的需求也越来越大。
在此背景下，NEDO于2015年9月委托住友电工，并在圣地亚哥进行了示范项目，采用全钒氧化还原液流电池（RF电池），这是一种固定式蓄电池，使用寿命长，适合大规模使用。
氧化还原RF电池的优点是，它们不会因充电/放电等因素或循环次数而退化，并且更容易实时测量电池中的剩余电量。该项目一直在开发应用策略并进行演示，以增加能源市场（电力交易市场）和辅助服务的利润，并且还可以选择高度灵活的电力交易招标模式，该模式已于2018年12月与当地电网运营商（独立系统运营商）启动。
2021年，NEDO和住友电工决定在配电网上额外展示微电网的运行，利用RF电池设施作为应对计划和轮换停电的对策，这些停电正在成为该州的一个问题，并于10月开始成功运营。这是美国和日本首次在以蓄电池为主要电源的商业配电网上运行微电网。
2.主要成就
（1）使用VRF电池的微电网操作增强电网弹性已经过验证有效；作为独立的电源，使用VRF电池（8MWh）已成功通过配电网向66个真正的住宅客户提供电力供应，假设他们在因自然灾害等原因停电期间与电网断开连接。
尽管微电网中电力需求与太阳能系统的电力输出总是波动，但VRF电池可以通过充电/放电来稳定配电线路的电压和频率，以维持电力供需平衡。
我们已经确认，在停电期间无论是启动蓄电池的黑启动转换，还是在连消费者都没有注意到停电的无缝过渡中，都可以从并网状态稳定地切换成微电网状态。
上述验证结果表明，在发生计划性停电和自然灾害等紧急情况时，我们可以作为微电网内的独立电源向可预见的停电区域供电，同时在正常情况下通过与电网运营商的电力交易赚取利润。
（2）通过示范项目验证VRF电池的性能结果如下：
我们验证了通过应用高度灵活的竞价算法，以及RF电池不会因充放电模式，循环次数，或SOC（充电状态）工作范围等而加速电池衰减等优势，可以提高电力市场交易的盈利能力。
在大约四年的时间里，RF电池的能量容量下降非常小，即使电池在SOC 从0%到100%的范围内连续充电和放电，并且在像加州独立系统运营商（CAISO）功率急剧变化的操作中。根据示范结果，即使在20年后的预期容量也表明，预计它将保持额定能源容量（8MWh）。
我们不仅验证了没有明显的电池衰减，而且验证了系统的高可靠性。在四年的验证运行中，没有出现重大系统故障，确认了系统的高可用率（99%）。
该示范项目的结果可以适用于未来日本和国外具有高潜在需求的情况，例如为离网地区建造具有太阳能和风力发电设施的微电网，或者由于发电机燃料的运输成本昂贵，岛屿需要100%可再生能源供应。
NEDO和住友电工将通过推广该项目所开发的技术，通过增加可再生能源和减少温室气体排放，为提高电网弹性和实现碳中和社会做出贡献。
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