锂电池储能削峰填谷电源系统可行性实施报告

锂电池储能削峰填谷电源系统可行性研究报告

绿草地新能源科技

二零一七年

目录

1 概述 (5)

1.1 项目背景 (5)

1.2 项目建设的必要性 (10)

1.2.2电网能源结构的迫切需求 (13)

1.2.3社会效益和经济效益 (15)

1.3项目概况 (22)

1.4项目实施单位 (23)

1.5小峡隧道节能改造的意义和目的 (23)

2 储能削峰填谷电源系统概述 (24)

2.1储能削峰填谷电源系统原理 (24)

2.2储能系统的发展现状 (25)

3 工程设计方案 (27)

3.1隧道削峰填谷UPS控制系统的设计 (27)

3.2隧道UPS电源电池设计 (30)

3.3电池柜参数 (30)

3.4隧道UPS削峰填谷电源功能 (31)

3.5U PS运行描述 (32)

4 小峡隧道UPS电源施工安装 (34)

4.1隧道电源设计标准 (34)

4.2电池机柜放置 (34)

4.3隧道UPS电源建设工程容 (34)

4.4材料说明 (35)

4.5施工说明 (36)

4.6隧道UPS电源系统安装方案 (36)

5 消防与劳动安全 (39)

5.1消防报警 (39)

5.2劳动安全 (40)

6 节约能源及环境保护 (43)

7 投资估算 (43)

8 结论44

1 概述

1.1项目背景

1.1.1随着社会发展，白天与黑夜的电力需求之间的峰谷差不断加大。目前中国大多数城市每天的昼夜平均电力需求峰谷差超过60%。想要真正达到用电节能减排的目标，应该着力解决白天与黑夜的电力需求之间的巨大峰谷差这一主要矛盾。在没有很好的储能介质的情况下，电网必须按照能满足最大用电负荷来规划，要求建设能够支持负荷用电最大峰值所需的发电厂和输电系统。但先进的储能技术可削峰填谷，大大减少用电的峰谷差，既不用投资再建电厂，也避免了在谷值时系统闲置容量过大所导致的发电机组总体经济性下降、能耗增加的状况发生，科学地减少了电厂煤炭消耗量，达到节能减排的目的。

我国能源资源布局不均衡，全国电网以火电为主，但是不同区域电源构成有较大差异，西南水电较丰富，“三北”地区风能资源较好，东南沿海一带核电配置较多。电力资源主要集中在经济不甚发达的西部地区，用电负荷主要集中在经济比较发达而能源短缺的东部地区，能源分布与电力需求市场呈逆向分布，可再生资源的发展势必成为未来能源建设的趋向。

截至 2015 年底，全国发电装机容量 150673 万千瓦，其中火电 99021 万千瓦（包括：煤电88419 万千瓦、气电6637 万千瓦），占总装机容量65.7%；非化石能源 51642 万千瓦（包括：水电 31937 万千瓦（其中抽水蓄能2271 万千瓦），核电2717 万千瓦，并网风电12830 万千瓦，并网太

阳能发电4158 万千瓦），占总装机容量比重34.3%。

2015 年中国电力装机结构示意图

目前国建设抽水蓄能电站是解决电网削峰填谷调控的主要手段，但是抽水蓄能电站选址受到地理位置、水头、地形地质等方面影响，大多数电站无法进行高效的调控，基本上依靠火力发电机组进行调峰甚至深度调峰，600MW 的大型机组深夜谷电期负荷甚至只有 250MW。大型化、高参数机组参与调峰会造成机组金属疲劳，损害机组寿命，长时间低负荷运行其能效将会降低、经济性会变差、安全性也会降低，环保效能也会受到危害，而且受制于火电机组本身局限性，其短时间适应负荷变化难度较大，调峰效果差。比如，国一般煤电机组负荷率低于 50%的时候，脱硫系统吸收塔入口烟气流量下降，引风机会降速运行，可能导致发生塌床；负荷率低于 35%左右的时候，脱硫系统停运。煤电机组长时间低负荷运行会导致进入脱硝系统的烟温过低，脱硝催化剂效果受影响，大大影响脱硝效率，导致氮氧化合物排放增加。

随着火电机组大面积供热改造，供热机组在电网中的比例越来越高，为了保证冬季供暖需求，供热机组必须维持在一定的负荷运行，这就更加大了电网调峰难度，威胁电网自身安全运行。其他调峰机组为了适应电网负荷需求变化，需要频繁升降负荷，长时间在特殊工况下运行，造成汽轮机调门频繁摆动，锅炉及其他辅助设备长期承受剧烈的温度变化和交变应力，严重损害设备使用寿

命，不仅导致检修频率增加，维护成本上升，更可怕的是导致机组非计划停运次数增多，严重威胁机组、电网和运行人员人身安全。根据现有 AGC 调节办法，虽然参加调峰调频机组可以获得一定经济补助，但是非计划停运会导致机组来年发电小时数考核，两者矛盾不可调和，电厂参与调峰调频积极性不高。

1.1.2可再生能源大规模并网对电网安全和稳定造成冲击

（1）我国可再生能源现状

根据国家电网发布《国家电网公司促进新能源发展白皮书(2016)》显示，截至 2015 年，我国风电、太阳能发电累计装机容量 1.7 亿千瓦，超过全球的四分之一。国家电网调度围风电、太阳能发电累计装机容量分别达到11664 万千瓦、3973 万千瓦，国家电网是全球围接入新能源规模最大的电网。

根据国家电网“十三五”电网发展规划，预计到 2020 年，全国新能

源发电装机容量达 4.1 亿千瓦，其中风电 2.4 亿千瓦，太阳能发电 1.5 亿千瓦。风电开发仍集中在“三北”地区，占全国的 75%。太阳能发电开发集中式与分布式相结合，其中集中式光伏电站达 8000 万千瓦，主要集中在、、新疆、蒙西等西部地区；分布式光伏达 7000 万千瓦，主要集中在、等东中部地区。

（2）我国可再生能源发电的特点

我国风电发展整体呈现大规模开发、远距离传输、高电压等级集中接入为主，分散接入、就地消纳为辅的特点。我国光伏发电接入电网呈现出大规模集中接入与分布式接入并举的特点，我国可再生能源发电的运行特点主要如下：1）装机容量较小。如小水电的装机容量为 50 MW 及以下：目前国际上研制的超