12月17日20時，在湖南郴州韭菜坪儲能電站內，現場工作負責人熊尚峰正在指導運維人員斷開試驗電源開關。他們剛剛完成了郴州韭菜坪儲能電站并網測試中的低電壓穿越能力測試項目。

 

在碳達峰、碳中和目標背景下，為提高電網消納新能源的能力，電化學儲能電站得到大力推廣。它如同超大容量的“充電寶”，可以有效調節電網的晝夜峰谷差，提高電網運行穩定性。

 

目前，并入湖南電網的儲能電站有7座，總容量為24萬千瓦時。湖南電力科學研究院“電博士”儲能柔性攻關團隊于2020年12月份成立。團隊以設備和電網安全為出發點，圍繞儲能電站關鍵設備的制造工藝、不同設備之間的協同關系、設備對電網安全穩定的影響等方面深入研究，先后開展了儲能電站設備抽檢、系統調試、并網測試和參數建模等工作，建立健全儲能電站評估標準體系，支撐儲能電站健康有序發展。

 

強化儲能電站設備質量管控

 

電池和電池管理系統（BMS）是儲能電站的核心設備。目前主流的電池為鋰電池，能量密度大，一旦發生故障，可能產生可燃氣體甚至起火爆炸。BMS可監控電池組中各單體電池的狀態，避免電池狀態差異造成電池組性能衰減或出現其他問題。今年6月份，針對儲能電站核心設備的質量工藝和安全性能，“電博士”儲能柔性攻關團隊依托湖南電科院的儲能電池性能檢測實驗室和半實物仿真平臺開展儲能電站關鍵設備質量管控研究。

 

“我們不僅開展了針對電池容量、效率、一致性的常規測試項目，還著重進行了電池在高溫、短路、過充過放電等極端情況下是否會發生膨脹、冒煙甚至起火爆炸的安全性能評估測試。”團隊電池檢測負責人徐松博士介紹。

 

半實物仿真平臺可以模擬儲能電站電池所處的各種運行工況和外部運行環境。“我們將半實物仿真平臺與BMS連接，利用半實物仿真平臺模擬電池極端運行工況，從而判斷BMS在電池管理和電池保護方面是否存在邏輯漏洞和安全隱患。”BMS檢測員龔禹生補充道。

 

目前，“電博士”儲能柔性攻關團隊已經完成湖南電網儲能一期工程的延農、芙蓉和二期工程的九侖、磨石、韭菜坪儲能電站的設備抽檢工作。在幾個月的設備檢測中，團隊發現部分電池在短路試驗時出現鼓包現象，部分BMS出現采樣模塊異常、保護控制邏輯不符合標準、硬件結構存在安全隱患等問題。根據測試結果，團隊對不同廠商的BMS控制邏輯、保護功能等提出了針對性的整改優化意見，并督促廠商整改。

 

確保儲能設備穩定聯動

 

儲能電站的核心設備質量過關了，保證它們聯動起來穩定動作也至關重要。“電博士”儲能柔性攻關團隊為此開展了儲能電站系統調試、并網測試和參數建模工作，全面量化分析在運設備及其系統，提升各儲能電站的實際運行水平。

 

據團隊現場試驗負責人肖俊先介紹，儲能電站系統調試中的對拖聯調試驗是湖南電科院首創的一種方法，利用電池出廠后的剩余電量模擬儲能電站不同運行工況，在儲能電站并網前檢驗各控制系統指令及邏輯。聯調試驗還可以檢驗不同儲能單元之間是否存在相互干擾、特殊工況下告警報文及保護動作是否正常等，提前發現儲能電站設備問題，防止儲能設備故障、隱患進入電網。

 

在系統調試的基礎上，為進一步提升儲能電站并網運行性能，“電博士”儲能柔性攻關團隊設計了一套電網模擬裝置。裝置能夠在不影響實際電網正常運行的前提下模擬儲能電站的極端電網運行情況，檢驗儲能電站的設備性能及在極端運行情況下對電網的支撐能力。

 

“電博士”儲能柔性攻關團隊根據現場測試數據構建儲能電站參數模型，開展儲能變流器及廠站級功率調節性能測試，一次調頻測試以及高、低壓穿越測試等，滿足電網對規?；瘍δ艿恼{控需求。由此建立的儲能電站參數模型可以供調度部門開展電網運行分析計算和方式制訂等工作。

 

目前，“電博士”儲能柔性攻關團隊已經完成湖南省7座儲能電站的前期調試工作及螞蟥塘儲能電站的并網測試、參數建模工作。在調試及并網測試過程中，團隊發現了許多共性問題。為解決這些問題，團隊聯動生產廠家一起分析程序代碼及波形，反復驗證、細致求證，杜絕將問題帶入電網。

 

為儲能電站建設積累經驗

 

“電博士”儲能柔性攻關團隊經過數月的努力，發現了湖南電網儲能一期及二期工程儲能電站的設備質量、設備性能、控制邏輯、保護功能以及通信等方面存在的問題，并跟蹤設備廠家整改情況，為后續儲能電站的建設積累經驗。

 

下半年，“電博士”儲能柔性攻關團隊結合現場實戰經驗，組織開展了儲能電站調試及并網試驗技術的研究，形成了電化學儲能電站調試技術規范、電化學儲能電站調度控制系統技術要求、電化學儲能電站控制模型參數實測技術要求、電化學儲能電站自動發電控制與自動電壓控制系統測試技術規范等26項標準及規范。這些標準及規范可指導湖南電網儲能二期工程的現場調試、并網測試及參數模型測試工作。團隊編制的《電化學儲能電站儲能設備技術監督規程》于11月30日成為中國電工技術學會標準。

 

目前，“電博士”儲能柔性攻關團隊已發表論文6篇，申報專利32項。另外，團隊還在組織開發基于統一控制策略的4S架構儲能系統，進一步提升儲能電站的暫態快速響應能力和靈活調控能力，更好地支撐新型電力系統構建。

 

目前，湖南電科院已具備設備入網檢測、儲能電站調試、并網測試、參數實測建模、標準制訂、產品研發等能力，形成了較為完善的技術監督體系，將為更科學、更規范地建設儲能電站貢獻力量。