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規模化儲能關鍵技術及工程應用儲能是支撐新型電力系統的重要技術和基礎裝備，對於提高電網靈活性和穩定性、保障能源安全、推動能源綠色轉型、實現碳達峰碳中和具有重要意義。世界各國均在積極推進規模化儲能，特別是電池儲能的應用，國家發改委明確提出2025年新型儲能裝機規模達到3000萬千瓦以上，為電池儲能規模化應用創造良好政策環境。但因規劃運行、集成設計等技術難點未徹底解決，儲能在電網領域的規模化應用在世界範圍內處於空白。

在電網領域實現電池儲能規模化應用，亟需攻克四方面難題：①多儲能站同時滿足電網調峰調頻等多類型應用的協同機理複雜，規劃決策優化困難。②百兆瓦級儲能電站土地集約利用與安全防護難以兼顧。③規模化儲能變流器一致性差導致集群快速控制困難。④規模化儲能電站群的功率/容量聚合特性複雜，調度主站精準調控難度大。

二、應用案例

1. 項目概述

（1）鎮江101MW/202MWh電網側儲能項目

為緩解鎮江東部地區夏季高峰期間供電壓力，國網江蘇省電力有限公司在鎮江地區實施了全國首個百兆瓦級電網側儲能項目。項目採用「分散布局、集中調控」的方式，靈活利用退役變電站、變電站空餘場地等8處站址建設。該項目是全球首個實現規模化聚合調用的百兆瓦級儲能項目，提升鎮江東部電網供電能力10萬千瓦，在2018年夏季期間避免了17萬戶居民在高峰時段的限電，經現場實測，鎮江儲能電站整體功率響應時間1.62秒，平均控制精度誤差1.03%，參與緊急功率控制的整體響應時間小於350毫秒，某百萬機組跳閘後儲能調頻貢獻是同容量火電機組50倍。鎮江儲能項目聚合參與了江蘇調峰輔助服務市場交易，在提高江蘇電網運行靈活性，促進省內新能源消納等方面發揮了良好作用。

（2）蘇州崑山百兆瓦級儲能電站

為保障特高壓直流落點地區電網運行安全，增強受端電網事故應急響應能力，同時兼顧全省新能源調峰需求，國網江蘇省電力有限公司建設了蘇州崑山儲能電站。該項目是目前世界單站功率最大的儲能電站，是全面應用本項目成果的「第二代」電網側儲能電站，項目採用半戶內集成設計方案，應用儲能變流器集群協調控制等技術，占地、響應速度等指標進一步優化提升，有力保障國家儲能指導意見提出的推進「100MW級鋰離子電池儲能系統試驗示範」任務目標的實現。

2. 主要效益

項目成果顯著提高電力系統應急響應能力，減少大停電事故風險；提升新能源消納能力，推動省內能源結構轉型；提高電網供電能力，避免常規有序用電措施對國民經濟和人民生活影響，減少滿足尖峰負荷的電源和電網投入。項目成果促進儲能設計、裝備、軟件的優化升級，促進創新商業模式和市場主體培育，帶動上下游企業發展，在江蘇初步形成「電網側示範引導、用戶側協同發展、電源側有序推進」的發展局面，持續發揮規模化儲能協同聚合效應。

中國電力科學研究院有限公司南京分院應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到537.66萬元、1269.43萬元，利潤分別為161.30萬元和380.83萬元。

南瑞集團有限公司應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到2646.19萬元、2715.74萬元，利潤分別為793.86萬元和814.72萬元。

中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到4054萬元、19500萬元，利潤分別為608萬元和2925萬元。

許繼集團有限公司應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到23666萬元、7913萬元，利潤分別為830萬元和781萬元。

中天儲能科技有限公司應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到43770.19萬元、65685.18萬元，利潤分別為4912.32萬元和4743.13萬元。

長園深瑞繼保自動化有限公司應用本項目成果，產品銷售額在2018年、2019年分別達到2225.86萬元、4725萬元，利潤分別為321.65萬元和710.2萬元。

山東電工電氣集團有限公司電力工程分公司、平高集團有限公司、寧德時代新能源科技有限公司、中航鋰電（洛陽）有限公司，應用本項目成果2018年、2019年新增銷售額分別達到62039.84萬元、67370.51萬元，新增利潤分別為2468.55萬元和2198.54萬元。

三、技術要點

（1）提出面向共享模式的規模化儲能規劃優化方法。提出面向電網多類型應用的多儲能站時空耦合的能量容量協同規劃優化理論與方法，研發精細考慮儲能運行特性的儲能多重效益評估軟件平台，相比傳統方法節約儲能容量投資約11%。

（2）首創規模化儲能電站集成設計技術。提出百兆瓦級儲能電站模塊化典型設計方案，儲能電站功率密度提高25%，實現節地約20%；提出儲能電池艙、防護分區、站區防護三級防護體系，將儲能電站安全預案級別由較大事故等級控制在一般事故等級範圍內。

（3）發明儲能場站端儲能變流器集群協調控制技術。提出暫穩態結合的儲能變流器集群快速響應協調控制技術，研製集群協調控制裝置，儲能變流器集群暫態響應速度由秒級提高到毫秒級，首次滿足電網緊急功率控制要求。

（4）首創調度主站端規模化儲能聚合調控技術。基於電網斷面與儲能電池荷電在線狀態，提出了儲能電站站間功率優化分配方法，在調度主站研發儲能電站聚合調控模塊，經實測聚合調控百兆瓦級儲能電站群的整體功率響應調度指令時間由15秒減少到1.62秒。

四、應用前景

依託項目成果，2017年建成投運南通中天產業園、蘇州協韻等儲能項目，首次實現了電網聚合調用；2018年建成投運鎮江儲能項目，在全球首次實現百兆瓦級規模化聚合調用，提升鎮江東部電網供電能力10萬千瓦，在2018年夏季期間避免17萬戶居民在高峰時段的限電；2020年建成投運的蘇州崑山儲能電站項目是世界單站容量最大的儲能電站，將有效提升江蘇負荷中心的應急響應能力。成果還在南京、河南、澳大利亞等地推廣應用，並成為後續國內儲能規模化應用的標準模式。近兩年銷售30.81億元，利潤2.26億元，拉動社會投資61億元，有力帶動我國儲能產業發展。