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    国家电网报:数据分析“可视化” 有效体检储能电站——江苏镇江供电公司开发运用电网侧储能电站运行分析系统
    发布时间:2019-07-06 00:00:00

      “五峰山、北山等8座电网侧储能电站完成运行指标计算566次、异常侦测168次,运行情况良好。”6月25日,江苏镇江供电公司电力调控中心地区调控班员工周杨打开电网侧储能电站运行分析系统。

      5月6日,镇江电网侧储能电站运行分析系统正式投入运行,通过大数据分析等手段,实现了储能电站从定性分析向定量分析转变,为持续开展储能探索和新应用场景提供数据支撑。

      运行指标测试 储能电站的“私人医生”

      电化学储能作为能源服务新产品,对电网而言是一种优质的调节资源,其快速响应和双向调节等技术特点,可为电网提供调峰、调频、备用、事故应急响应等多种服务。

      2018年7月,镇江电网侧储能项目建成投运,从而拉开了全国电网侧储能项目建设的序幕。由于尚处起步阶段,电网侧储能项目在规划建设、调控控制、运行评价等方面都没有现成的经验。镇江供电公司结合电网侧储能电站参与大电网实时调节契机,根据调峰、调频,自动发电控制等运行模式及储能综合效率、充放电转换效率、电池等效循环次数等关键指标,于2018年9月开始筹划建设储能电站运行分析系统。经过需求分析、指标体系构建、数据源采集、系统开发等阶段,该系统于今年5月初正式投入运行,填补了电网侧储能在运行评价方面的技术空白。

      系统的最大特点就是通过分析各类数据,为储能电站进行有效“体检”。通过智能电网调度控制系统和省地县一体化电量采集系统,电网侧储能电站运行分析系统实现对储能电站上下网电量、站用电量、电池充放电量与剩余电量、变流器状态量等各类数据的采集。

      为了更好地分析数据,该系统内设五大类运行指标:功率、电量、储能单元、能效和可靠性评价。其中,功率和储能单元是构成系统基础数据不可或缺的元素,而能效则能够直观显示系统运行效率。

      “功率指标可反映统计周期内储能电站的充放电能力。例如夏季、冬季用电负荷高峰期,储能电站最大放电功率可达9.938万千瓦。该指标在储能作为应急电源或负荷侧需求响应时可供调度员参考,当储能由充电转放电,最大可提供两倍的毫秒级电源支撑。储能单元运行指标则反映统计周期内储能单元在状态时间量和充放电循环次数上的运行情况。例如‘等效循环次数’反映电池(镇江电网侧储能电站均采用磷酸铁锂电池)等效满充满放的循环次数,是电池使用寿命的重要参考指标,结合电池循环衰减容量,可以评判电池性能优劣。”周杨说。

      能效指标反映统计周期内储能电站各模块运行效率和损耗率,可从整体上反映统计周期内储能电站的运行效率,在分析储能电站运行水平和经济效益方面具有参考价值。

      周杨介绍,以运行效率为例,通过储能运行分析系统测算,近半个月8座电网侧储能电站储能单元充放电平均转换效率(总放电量与总充电量比值)为91.83%,满足磷酸铁锂电池充放电效率在90%以上的性能要求。以损耗率为例,电站储能平均损耗率(充电、放电和能量储存过程电能损耗与下网电量比值)为7.7%,其中大港储能电站和丹阳储能电站均在10%以上,说明这两座储能电站能效水平有待进一步提升;储能电站变配电平均损耗率(储能电站内输变电设备在运行过程中电能损耗与下网电量比值)为4.42%,其中最高为北山储能电站5.81%,最低为大港储能电站3.43%,8座储能电站未出现异常偏高或偏低情况。

      由于储能电站五类运行指标计算周期不等,比如能效、可靠性评价,需根据储能电站整体设备和数据量进行评判,计算周期往往需要一周以上。为了确保数据准确性,系统采用长周期“模糊等效法”和短周期“剩余电量平衡精确法”两种计算方法,确保数据分析速度在1分钟以内,全面掌握储能电站实际运行效果。

      异常指标侦测 储能电站的“排雷兵”

      相比传统变电站,储能电站模块多,随着现场电池充放电策略变化,极易产生大量的电池组状态数据,需核实数据数值。

      异常侦测分析是电网侧储能电站运行分析系统另一重要功能。系统可以通过侦测异常指标发现设备异常,也可以通过侦测现场异常遥信、遥测信号来发现储能设备异常。

      “根据江苏电网发用电负荷水平变化情况,昨天长旺储能电站电池组充放电转换效率92.32%,达到90%的运行标准数值,未侦测出隐患。”周杨说,系统目前主要针对电池组、升压变、站用变和整站运行情况开展侦测,每天自动分析前一天运行情况。

      系统通过侦测异常指标发现储能设备异常,以时间维度纵向比较、站内不同单元横向比较、同一指标多公式计算比较三种方法,实现快速、准确侦测现场设备运行异常。时间维度纵向比较侦测储能五大类运行指标在不同时间点存在的异常,从而排查现场设备是否突发隐患;站内不同单元横向比较侦测储能电站内同类设备不同单元,检验储能单元运行指标和能效指标方面是否存在明显异常,从而排查设备缺陷;同一指标多公式计算比较检验计算结果准确性,发现异常数据并分析产生原因,适用于储能单元运行指标、能效指标和可靠性指标。

      此外,系统还可集中分析储能电站产生的告警信号。由于该系统存储于电力调控系统地区调控班,可对储能电站现场设备实现点对点信号监控,侦测变流器运行状态异常、变流器充放电异常滑落情况、厂站退出情况、充放电异常等。

      镇江供电公司电力调控中心副主任张大林介绍,镇江电网侧储能电站是国家电网公司系统示范工程,储能电站各套设备由不同设备厂家供应。侦测现场异常遥信和遥测信号发现设备异常,可以为储能电站参与电网调峰、调频后厂家设备运行性能优劣提供数据参考,提高储能运行分析效率,为全国电化学储能发展提供运行实践经验。

      下阶段,相关工作人员将结合物联网技术,为电网侧储能电站运行分析系统融入光储协调控制等更多数据源,丰富储能指标体系和异常侦测内容,增强系统交互性,提高数据可视化,为储能新应用场景的探索提供辅助决策。

      (转载自国家电网报)

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