百兆瓦级、吉瓦级电化学储能电站在电源侧、电网侧相继投运，为可再生能源基地电力品质的改善、特高压线路的远距离输送以及电力紧急响应提供了有力保障，随着储能万亿市场的逐步释放，必将引发我国电力供应体系一场划时代的革命。储能5大类17项经典功能，衍生出了种类繁多的金融产品，逐步还原其商品属性，不同的应用场景、不同的功能定位、不同的投资和不同的运营模式，对其设计提出了新的挑战。
储能技术工程中心、北方工业大学 李建林
储能电站历经10余年的实证，典型作用主要表现在下述几个方面。
张北风光储示范工程
新能源消纳、并网应用
国家863计划“电网友好型新能源发电关键技术及示范应用”及国家自然基金面上项目“广域分布储能系统提升电网消纳风电能力研究”等一批项目提出了储能与分布发电、集中式新能源发电联合运行策略，实现了储能跟踪平抑风光输出功率波动，弥补风光功率预测不足的功能，在国家风光储输示范工程（100 MW风电、40 MW光伏、20 MW/84 MW·h储能）得到了验证。
海西州多能互补集成优化示范工程为国家首批多能互补集成优化示范工程，是国内最大的电源侧集中式电化学储能电站，具有国际最大的虚拟同步机电化学储能电站（风电：400 MW；光伏：200 MW；光热：50 MW；储能：50 MW/100 MW·h）；国家重点研发计划以及863计划“储能系统提高间歇式电源接入能力关键技术研究与开发”所开发的储能电站多点布局方法及广域协调优化控制技术，可实现该示范工程100 MW·h储能系统根据不同的电压/无功控制要求配置不同的多无功源协调控制方法。
海西州多能互补示范工程
电网辅助服务、电网输配应用
2018年，镇江谏壁电厂3台33万kW机组已于2017年迎峰度夏后全部关停，为了满足镇江电网迎峰度夏的要求，江苏电力公司在镇江建设了100 MW /202 MW·h电网侧储能电站。江苏镇江的五峰山、三跃电站等百兆瓦级电网侧储能电站的设计、调试和检测工作，开发的电网侧储能电站能量管理系统实现了储能系统参与源网荷互动，支撑区域电网的安全稳定。
五峰山24 MW/48 MW·h储能电站
2019年7月1日，许继集团系统集成的北京电网首座储能电站一次性并网成功（储能电站一期工程5MW/10MW·h），是储能电站在电网中多层次应用的探索性示范项目。统一调控系统，综合怀柔地区负荷预测数据、鹿鸣山风电场预测数据及北房站接入点主配网运行情况对储能电站进行调度控制，具有实现平滑负荷、削峰填谷、提升新能源消纳能力、减小弃风弃光及缓解局部电网重过载等功能。
北京怀柔科学城5 MW/10 MW·h储能项目
建设了5 MW/10 MW·h的储能系统/风电场联合运行示范工程，可将卧牛石风电场综合利用小时数提高到2010年平均值的1.66倍，提出了储能与间歇式电源容量配比方法，开发了相应的软件，在辽宁省电力公司原有调度系统平台中嵌入本项目开发的软件，开发了适应于大规模储能系统接入的多源协调调度系统，首次实现了储能电站与其他电源及电网的闭环协调调度和控制；示范工程的研究成果已经推广至辽宁电网的和风北镇风电储能电站和黑山龙湾风电储能电站。
风北镇风电场和黑山龙湾风电场建设储能电站
为此，对电化学储能电站的设计准则及细则进行梳理就显得尤为必要了，笔者结合青海海西州鲁能多能互补示范工程、江苏电网百MW级电网侧储能电站、辽宁风储电站以及近期大力推进的安徽、内蒙古等地的风储大型工程，提出相关建议如下。
1. 10条基本准则
1）设计理念标准化。采用标准化设计思路，对电化学储能电站按照功能区域划分基本模块，各基本模块统一技术标准、设计图样，实现模块、设备通用互换，减少备品备件种类。
2）设计方案通用化。通用设计方案覆盖各种类型储能电站，满足绝大多数储能电站工程建设需要，最大限度实现统一。
3）标准规范一体化。电化学储能电站主要的国标5项，企标5项。其中，通用技术条件、设计规范、技术导则、接入电网技术规定和接入电网测试规范，应一体化通盘考虑。
4）核心装备模块化。实施模块工业化/应用工业化理念，实施模块化建设，大幅提高工程建设效率。户外设备采用预制舱式组合设备，最大限度实现工厂内规模生产、集成调试、标准配送。
5）现场施工机械化。减少现场“湿作业”，减少现场安装、接线和调试工作，提高工程建设安全、质量和效率。
6）安全可靠。采用三级防护系统，最大程度保证储能电站安全性。一级防护：BMS、EMS 系统实时监控电池状态和储能电站系统状态，对发生故障部分进行及时故障退出；二级防护：合理设计防火分区；三级防护：电池舱内设置灭火装置，电池舱外设置水消防系统，共同作为储能电站灭火的最后一道防线。
7）防火防爆。分别设置大、中、小三层防火单元：电池舱背靠背布置的两个电池舱单元，作为防火小单元；升压变和PCS同建筑布置，作为防火中单元；防火中单元间靠道路距离划分形成防火大单元。
8）节约用地。电池舱背靠背、中间夹防火墙的布置方式，可以有效减少防火间距；选用大容量PCS，且 PCS 两两并联至一台升压变压器，减少场地内变压器数量；升压变和 PCS 在空间内成排对称布置，有效减少占地面积。
9）节省能耗。小容量储能电站采用一级升压系统，减小多级升压的电能损耗；站用变压器集中设置在母线上，实现共享备用变压器功能；PCS、升压变压器容量合理匹配，减少容量冗余；储能电站内均采用低损耗设备，如PCS、升压变压器和站用变压器等。
10）运维方便。电池舱通道宽度预留1 m以上，保证运维空间；二次配置就地监控系统，可实现对电池、PCS 等设备的灵活监控和数据上传读取；半户内布置方案中，屋内均设置休息室，可供检修运维人员值班休息；PCS、主变压器均布置于户内，可保证运维检修不受天气影响；升压变压器低压侧设置环网柜，提升运维安全性。
2. 10条实施细则
1）电化学储能电站的容量配置、选点布局等优化规划问题，应通过专业软件进行计算，须综合考虑当地电网的网架结构、风电和光伏的出力特性，电池自身的健康状态、充放电性能等基本参数。
2）电化学储能电站的功能应该多元，确保电站的多方位收益，应统筹考虑，平移波动、跟踪计划出力、削峰填谷、辅助服务、黑启动和虚拟同步机等基本功能。
3）电化学储能电站的海量信息应及时、准确收集、存储，通过大数据、云存储和区块链等技术，支持基于大数据挖掘的电池在线评估与预警系统，为电站的远程安全稳定运行、智能运维提供有力保障。
4）电池应选一线品牌，首选磷酸铁锂电池，单体容量不低于100 A·h金属壳电池，模组采用模块化设计。
5）储能变流器宜采用1 000 V等级的三电平变流器，效率相比二电平高1.5%，体积小，共模电压低，噪声小，变流器具备多台并联功能，提高效率，节约电站建设成本。
6）监控系统接入容量及数据存储容量支持扩展，可满足超百万点大型储能电站及集控系统应用，电站支持多规约：支持MODBUS、104及61850等多种规约接入。
7）储能电站宜具备虚拟同步发电机和快速功率控制功能，新能源电站具备惯性、惯量和自主调频调压功能，使储能电站具有常规火电厂同样的外特性。
8）配置高安全特性、完备控制策略的多级防护体系，并具备实际工程经验。
9）系统集成商应具有超单站50 MW·h系统集成能力，完善的运维服务人员，能够快速响应售后服务，可以快速实施、高效运行、安全可靠且节约成本。
10）移动式储能系统宜采用预装式、方舱式结构，整体结构要具备成熟设计、热仿真和测试能力，具备100 MW·h以上工程经验。
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