駕車從新疆維吾爾自治區(qū)吉木薩爾縣城向北，很快抵達(dá)三峽集團(tuán)新疆吉木薩爾百萬(wàn)光伏+全釩液流儲(chǔ)能一體化項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目)所在地。

遠(yuǎn)處，天山山脈連綿起伏。曠野之上，一排排光伏陣列整齊鋪展，一組組儲(chǔ)能單元列隊(duì)矗立。

吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目是我國(guó)目前規(guī)模最大的“光伏+全釩液流電池儲(chǔ)能”一體化項(xiàng)目，擁有全國(guó)規(guī)模最大的全釩液流電池儲(chǔ)能電站。5月21日，這一“綠電銀行”全面投入商業(yè)運(yùn)行，較預(yù)期提前一個(gè)多月。其全面商運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。

該項(xiàng)目提前投入商運(yùn)，是如何實(shí)現(xiàn)的?在技術(shù)研發(fā)、工程建設(shè)過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了哪些難關(guān)?項(xiàng)目投運(yùn)，對(duì)我國(guó)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、新型電力系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)哪些啟示?

光儲(chǔ)協(xié)同聯(lián)合運(yùn)行，結(jié)成清潔電能穩(wěn)產(chǎn)“好搭檔”

“吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目的光伏電站裝機(jī)容量為100萬(wàn)千瓦，全釩液流電池儲(chǔ)能電站額定功率為20萬(wàn)千瓦，儲(chǔ)能規(guī)模為100萬(wàn)千瓦時(shí)。”三峽集團(tuán)新疆分公司吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人鄧富彬介紹說(shuō)，全釩液流電池儲(chǔ)能電站共有240組儲(chǔ)能單元，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)達(dá)5小時(shí)，單次儲(chǔ)滿的電量，可為1.6萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車充滿電。

這一組組排列整齊的儲(chǔ)能單元，是如何將電能儲(chǔ)存起來(lái)，又是怎樣釋放電能的?依靠的是里面儲(chǔ)存的不同價(jià)態(tài)釩離子電解液。

“在充電階段，光伏場(chǎng)區(qū)發(fā)出的綠電，把釩離子的不同價(jià)態(tài)通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)形成價(jià)差，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在正負(fù)兩極儲(chǔ)液罐的電解液中。放電階段則過(guò)程相反，將化學(xué)能變回電能。”鄧富彬介紹道。

在新型儲(chǔ)能中，全釩液流電池儲(chǔ)能堪稱“全能耐力王”，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

鄧富彬向記者列舉它的優(yōu)點(diǎn)：“這種儲(chǔ)能方式安全性高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)靈活可調(diào)，環(huán)境適應(yīng)性也強(qiáng)。”

全釩液流電池儲(chǔ)能電站處于連綿鋪展的光伏陣列“懷抱”中，二者緊密相依。吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目產(chǎn)生的清潔電能，匯集于220千伏光伏匯集站，再經(jīng)輸電通道送往上級(jí)電網(wǎng)進(jìn)而進(jìn)入千家萬(wàn)戶。

這是一對(duì)清潔電能穩(wěn)產(chǎn)“好搭檔”。

吉木薩爾太陽(yáng)能資源豐富，但光伏發(fā)電容易受晝夜、天氣影響而波動(dòng)起伏。全釩液流電池儲(chǔ)能就像綠色電力“蓄水池”，既能“儲(chǔ)”又能“放”。在光照充足的白天，光伏發(fā)電量較大時(shí)，優(yōu)先保障電力上網(wǎng)外送，富余電量存入全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng);在夜晚或陰天光照減弱光伏發(fā)電量下降時(shí)，或電網(wǎng)用電高峰期，儲(chǔ)能電站釋放電能，平抑光伏發(fā)電的波動(dòng)性。光儲(chǔ)協(xié)同，聯(lián)合運(yùn)行，既能有效降低“棄光率”，又能保障特高壓外送電力持續(xù)穩(wěn)定，更好地滿足跨區(qū)域用電負(fù)荷需求。

跨越多省區(qū)輸送綠電，點(diǎn)亮長(zhǎng)三角萬(wàn)家燈火

從吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目動(dòng)工建設(shè)到提前投產(chǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要攻克多重挑戰(zhàn)。

百萬(wàn)千瓦光伏電站與大容量的全釩液流電池儲(chǔ)能電站，多系統(tǒng)如何耦合?規(guī)模巨大、系統(tǒng)復(fù)雜，國(guó)內(nèi)缺少可以參考的經(jīng)驗(yàn)，并網(wǎng)涉網(wǎng)試驗(yàn)難度較大，如何破題?

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)夜以繼日投入攻關(guān)，通過(guò)優(yōu)化光伏發(fā)電、儲(chǔ)能充放電、升壓站送出等各環(huán)節(jié)流程，理順聯(lián)動(dòng)邏輯，并配套大容量PCS(過(guò)程控制系統(tǒng))功率變換模組，在電網(wǎng)調(diào)度部門大力支持下，順利完成了涉網(wǎng)性能試驗(yàn)，最終推動(dòng)項(xiàng)目提前一個(gè)多月投入商業(yè)運(yùn)行。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)試關(guān)鍵階段出現(xiàn)的一個(gè)“擋路石”，令項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中很多人印象深刻。

“正值嚴(yán)寒季節(jié)，氣溫降至零下20攝氏度以下。寒冷的天氣給設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)了極大的考驗(yàn)。才剛剛進(jìn)入關(guān)鍵的核心試驗(yàn)，儲(chǔ)能單元聯(lián)調(diào)過(guò)程中就出現(xiàn)了充放電功率不一致、部分支路參數(shù)偏差問(wèn)題，直接影響整體涉網(wǎng)試驗(yàn)進(jìn)度。”鄧富彬回憶，該項(xiàng)目技術(shù)專家組、施工方、設(shè)備廠家聯(lián)合攻堅(jiān)、輪班值守，連續(xù)半個(gè)多月，白天在儲(chǔ)能廠區(qū)逐個(gè)點(diǎn)位排查管路、檢查設(shè)備狀態(tài)，夜間在中控室集中研判數(shù)據(jù)、反復(fù)優(yōu)化方案。天氣寒冷，大家卻毫不退縮，最終順利搬走了“擋路石”，按期完成了全部調(diào)試任務(wù)。

談到提前投運(yùn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，他們?cè)诙鄠€(gè)方面加強(qiáng)了統(tǒng)籌，實(shí)現(xiàn)了工序前置交叉施工、物資保供靠前對(duì)接、調(diào)試工作分段開(kāi)展。比如，在調(diào)試工作中，他們采取了單組儲(chǔ)能單元先單獨(dú)調(diào)試、再分區(qū)聯(lián)調(diào)、最后整體聯(lián)合并網(wǎng)調(diào)試的方式，同步做好涉網(wǎng)試驗(yàn)準(zhǔn)備工作。經(jīng)過(guò)全面統(tǒng)籌、精心計(jì)劃、精細(xì)執(zhí)行，推動(dòng)項(xiàng)目提前投入商運(yùn)。

如今，吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目發(fā)出的清潔電能，正依托準(zhǔn)東—皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程(準(zhǔn)皖直流)這條疆電外送主力大通道，跨越多個(gè)省區(qū)、奔流3300多公里，源源不斷向東輸送，主要供給安徽、江蘇、浙江等地區(qū)。來(lái)自這里的綠電，不僅就近滿足了當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用電需求，還有效填補(bǔ)了華東地區(qū)夏季及迎峰度冬用電缺口，點(diǎn)亮了長(zhǎng)三角城市群的萬(wàn)家燈火。

按照全容量運(yùn)行測(cè)算，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)年均可輸送清潔電量17.2億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤51.9萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放142.4萬(wàn)噸，生態(tài)減碳效益突出。同時(shí)，該項(xiàng)目持續(xù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在穩(wěn)定就業(yè)、拉動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等方面發(fā)揮了重要作用，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益多方共贏，綠色發(fā)展成果惠及地方、惠及人民。

推動(dòng)規(guī)模化應(yīng)用，帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

近年來(lái)，隨著綠色轉(zhuǎn)型加速，我國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)。由于光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電存在明顯的間歇性、波動(dòng)性，大規(guī)模接入電網(wǎng)后系統(tǒng)調(diào)峰、電力保供等壓力增大，需要依靠新型儲(chǔ)能“削峰填谷”、平抑波動(dòng)，提升新能源消納能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

在國(guó)家戰(zhàn)略部署下，新型儲(chǔ)能發(fā)展迅速。其中，安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、擴(kuò)容性強(qiáng)的全釩液流電池儲(chǔ)能，正迎來(lái)技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)落地雙重加速。

吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目順利投入商運(yùn)并持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了完全國(guó)產(chǎn)、自主可控，帶動(dòng)了上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，形成了戈壁地區(qū)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成套建設(shè)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)裝備規(guī)模化應(yīng)用，在打造行業(yè)示范樣板、促進(jìn)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)等方面具有重要意義。

“十五五”時(shí)期，我國(guó)能源發(fā)展進(jìn)入安全風(fēng)險(xiǎn)疊加演變期、低碳轉(zhuǎn)型加力推進(jìn)期、能源創(chuàng)新加速突破期、體制改革深度攻堅(jiān)期、國(guó)際合作調(diào)整重塑期。要加快建設(shè)清潔低碳安全高效的新型能源體系，構(gòu)建適配高比例新能源的新型電力系統(tǒng)，發(fā)展新型儲(chǔ)能格外重要。

“十五五”規(guī)劃綱要對(duì)發(fā)展新型儲(chǔ)能作出了部署。在國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局今年印發(fā)的《新型能源體系建設(shè)“十五五”規(guī)劃》中，明確要“大力發(fā)展新型儲(chǔ)能，加力發(fā)展長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，鼓勵(lì)多種儲(chǔ)能技術(shù)路線發(fā)展，拓展新型儲(chǔ)能在電源協(xié)同運(yùn)行、電網(wǎng)穩(wěn)定支撐及微電網(wǎng)、虛擬電廠等領(lǐng)域應(yīng)用。推動(dòng)新型儲(chǔ)能調(diào)控方式創(chuàng)新，合理提升利用水平”。

吉木薩爾縣境內(nèi)資源豐富，素有“油盆、煤海、氣庫(kù)”之稱。近年來(lái)，該縣錨定“雙碳”目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃新能源發(fā)展布局。“十五五”期間，該縣將規(guī)模化發(fā)展新型儲(chǔ)能，以支撐綠色轉(zhuǎn)型。不只是吉木薩爾，全國(guó)很多地方都在推進(jìn)或謀劃新型儲(chǔ)能規(guī)模化發(fā)展。

三峽集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，將依托吉木薩爾光儲(chǔ)項(xiàng)目實(shí)踐，推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展，為推進(jìn)新型能源體系建設(shè)貢獻(xiàn)更大力量。

知識(shí)鏈接丨新型儲(chǔ)能

新型儲(chǔ)能是指除抽水蓄能以外，以輸出電力為主要形式的儲(chǔ)能技術(shù)，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)，主要分為鋰電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能、全釩液流電池儲(chǔ)能等。

鋰電池儲(chǔ)能：能量密度高、占地較小、短時(shí)充放電響應(yīng)快，但存在熱失控起火安全隱患，且循環(huán)壽命較短，頻繁深度充放電衰減明顯，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能整體經(jīng)濟(jì)性一般。

壓縮空氣儲(chǔ)能：安全性較好、可做大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，不過(guò)整體轉(zhuǎn)換效率偏低，大多需要依托鹽穴等特殊地質(zhì)條件選址，通用性不強(qiáng)。

氫儲(chǔ)能：儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)不受限制，能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，但目前整體“電—氫—電”綜合轉(zhuǎn)化效率偏低。

全釩液流電池儲(chǔ)能：屬于液流電化學(xué)儲(chǔ)能，具備安全系數(shù)高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、功率與容量可獨(dú)立擴(kuò)容、耐候性好等優(yōu)勢(shì)，更適合5小時(shí)及以上長(zhǎng)時(shí)調(diào)峰場(chǎng)景，耐低溫。