三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”試驗基地創(chuàng)下多項“國內(nèi)之最”

文/馬曉晴 王 璐 吳卓彥

近日，三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)研發(fā)試驗基地(以下簡稱“試驗基地”）喜訊頻傳。三峽集團科學(xué)技術(shù)研究院（以下簡稱“三峽科研院”）研發(fā)的“源網(wǎng)荷儲一體化”功率路由器示范工程、大規(guī)模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺、兆瓦時級固態(tài)鋰離子電池儲能關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用、兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)和飛輪儲能系統(tǒng)等一批科研成果投運，創(chuàng)下多個“國內(nèi)之最”和“行業(yè)首次”紀(jì)錄。

“源網(wǎng)荷儲一體化”功率路由器示范工程打造了國內(nèi)容量最大的功率路由器設(shè)備，相較于其他直流變壓設(shè)備，其電能容量提升10倍以上，但成本和體積減小1/3以上，未來將有效助力新能源的規(guī)?；_發(fā)及儲能應(yīng)用。值得一提的是，該設(shè)備所采用的功率半導(dǎo)體器件均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，打破了國外在大功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。作為一種能量傳輸通道，本項“源網(wǎng)荷儲一體化”功率路由器示范工程可適配風(fēng)、光、儲等不同設(shè)備，減少電能變換環(huán)節(jié)，提升系統(tǒng)運行效率。同時，它還能主動控制功率潮流，通過對不同供電區(qū)域功率進行優(yōu)化協(xié)調(diào)，實現(xiàn)新能源發(fā)電的高比例消納。

大規(guī)模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺是目前國內(nèi)規(guī)模最大、類型最豐富的儲能系統(tǒng)動態(tài)模擬平臺，可實現(xiàn)大規(guī)模新能源及儲能系統(tǒng)綜合仿真與全景“可觀、可測、可控”的管控模式。該平臺具備百萬千瓦級新能源裝備并網(wǎng)仿真能力，方便更好地研究解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)帶來的技術(shù)問題。

儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，也是實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”目標(biāo)的重要支撐。目前，中長時間儲能技術(shù)重點為傳統(tǒng)鋰離子電池。然而，傳統(tǒng)鋰離子電池儲能系統(tǒng)存在一定的安全隱患，亟需開發(fā)本質(zhì)安全的新型儲能技術(shù)。

兆瓦時級固態(tài)鋰離子電池儲能關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用項目，實現(xiàn)了儲能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應(yīng)用，通過優(yōu)化固態(tài)鋰離子電池儲能技術(shù)，延長了電池的使用壽命，降低了電池在失控后發(fā)生的起火、爆炸風(fēng)險。

結(jié)合不同應(yīng)用場景下新型電力系統(tǒng)對儲能技術(shù)特性的需求，三峽科研院建設(shè)的兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統(tǒng)示范電站成功并網(wǎng)運行。該項目首次實現(xiàn)了混合儲能系統(tǒng)直流耦合接入方式的工程應(yīng)用，可通過調(diào)峰、調(diào)頻模式切換，提升靈活調(diào)節(jié)電網(wǎng)的能力，滿足“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)對儲能形式高性能、高可靠性、低成本的多種需求，充分發(fā)揮“儲”的作用。未來，該項目將為多種儲能技術(shù)聯(lián)合參與調(diào)峰、調(diào)頻等電力輔助服務(wù)研究提供重要的應(yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

飛輪儲能系統(tǒng)是一種機電能量轉(zhuǎn)換和儲存裝置，它利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪實現(xiàn)電能與動能的轉(zhuǎn)換，完成充放電。飛輪儲能具備功率密度高、循環(huán)充放電次數(shù)多、儲能量可精確度量、全生命期無衰減、綠色無污染等優(yōu)勢。在日前國家能源局公布的2021年能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目中，該項目實施的兆瓦級飛輪儲能系統(tǒng)被列入儲能領(lǐng)域重大技術(shù)裝備項目。

自2020年起，三峽集團聯(lián)合中國科學(xué)院、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)等20余所國內(nèi)頂尖科研機構(gòu)和院校在內(nèi)蒙古烏蘭察布三峽現(xiàn)代能源創(chuàng)新示范園打造三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)研發(fā)試驗基地，為新型電力系統(tǒng)綜合效率不高、各類電源互補互濟不足等問題帶來新的解決方案。

三峽科研院院長孫長平表示，該試驗基地將科研、實證和應(yīng)用三者結(jié)合在一起，旨在驗證新一代的儲能技術(shù)，同時也致力于推動電力系統(tǒng)所需要的規(guī)?；瘍δ芗夹g(shù)的發(fā)展。

三峽現(xiàn)代能源創(chuàng)新示范園將按照國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先的標(biāo)準(zhǔn)整體規(guī)劃，以“風(fēng)、光、儲、氫”產(chǎn)業(yè)為核心，通過“制、研、檢一體化”建設(shè)，高標(biāo)準(zhǔn)打造“智慧、綠色、一流、現(xiàn)代”的具有國際標(biāo)準(zhǔn)的示范園。