北美電網儲能新進展

在俄亥俄州的Minster的地方電網，Half Moon Ventures投資的分散式能源系統包括，與光伏發電系統相配套的儲能設施——LG Chem的鋰電池、以及S＆C的PureWave儲能管理系統

中國儲能網訊：電池儲能項目目前備受各個電力公司的關注，源於一些影響廣泛的項目和背後像Tesla這樣的潮流公司以及其令人矚目的Hornsdale 129-MWh鋰離子（鋰離子）電池儲能建設。當Elon Musk向南澳大利亞政府承諾——他將在100天內交付完整功能的電池儲能系統時，該項目吸引了全世界的關注。如果不能按期完成這個項目Tesla將免費把該設施提供給南澳政府。實際上，他的公司在不到100天的時間內完成了這項工作，而且還不僅是這些。

在儲能領域，另一個引起關注的重大事件是——加州洛杉磯附近Aliso Canyon地下天然氣儲存設施的大量天然氣泄漏。據報道，天然氣泄漏會造成燃氣短缺，影響發電量，甚至可能導致大面積停電。為了解決這個問題，當地電力公司在大約六個月內部署了100兆瓦的儲能設備。

這些典型項目顯示了能源存儲系統（ESS）對智能電網的重要性。儲能可以準確地在需要的時間和地點釋放可靠的電力。由於技術的進步和功能的提高，基於電池的儲能正在經歷一場復甦。系統可以存儲更多的能量，並且比以前的電池提供更大的功率。隨著電池壽命的增加，維護也有所減少，這要歸功於功率轉換設備的發展以及最先進的ESS中使用了靈活、高效的電力電子器件。

Advanced Solar Products為新澤西州Caldwell污水處理廠的PSE＆G太陽能項目安裝了1兆瓦時的Eos Aurora電池系統（Eos Energy Storage）

當前儲能採用了什麼樣的技術

鋰離子電池當前是最流行的儲能方式。電動汽車（EV）和其他消費電子產品已經降低了鋰離子電池的成本，提高了它們的可靠性和產能。隨著產業進步，基於電池的能量存儲系統（BESS）成為電力公司有效的能源解決方案。然而，這個行業還是相對保守的，在大面積部署之前，還需要進行大量的研究開發以及相當多的試點項目。

Southern Company最近與電力研究院（EPRI）、Tesla展開了一個儲能示範項目。該項目專註於鋰電池儲能系統。項目的目標是Southern Company的工商業客戶通過選址，安裝和運行，可在負荷低谷期存儲能量，並在負荷高峰時釋放，將為系統提供調峰，需求管理DR，備用電源以及其他服務。試點項目的結果將影響Southern Company是否應該為其商業和工業客戶擴展ESS的部署。

EPRI還與路易斯維爾燃氣電力公司和肯塔基州公用事業公司開展了一項研究合作，以評估公用事業單位規模部署BESS的技術。他們將研究如何增強電網彈性、降低管理成本並最優地將能量存儲納入電網。該設備將由LG Chem，Dynapower和Greensmith Energy共同提供。

在丹麥，EnergyLab Nordhavn於2015年啟動了為期四年的能源試點項目，該項目已在哥本哈根Nordhavn區實施，旨在開發和展示新的能源技術，目標是在2025年之前讓哥本哈根成為世界上第一個碳平衡的首都。

2017年，DONG Energy和ABB在丹麥電網中完成了第一個城市鋰離子電池BESS的應用，這是EnergyLab Nordhavn項目的一部分。目標是獲得BESS如何與電網相互作用的第一手資料。項目合作夥伴包括丹麥技術大學，哥本哈根市，By og Havn, Radius, HOFOR, Balslev, CleanCharge, Danfoss, ABB, Metro Therm, Glen Dimplex 和 the PowerLab facilities。該項目的由丹麥能源署提供資金支持。

位於哥本哈根的Nordhavn區是EnergyLab Nordhavn項目的所在地，該項目使用鋰離子電池支持丹麥電網（ABB）

提供哪些服務

毫無疑問，BESS可以提供電力，實際上這項技術還可以提供創新的服務——例如調峰，負載均衡和發電增容控制——可以延遲相關發電基礎設施的投資。BESS還幫助緩解電力公司的系統調節風險，由於風力和太陽能的不可預測性，如果沒有適當的儲能措施，新能源發展可能會減緩。

最近，Half Moon Ventures在俄亥俄州Minster市政公用事業公司的配電網路上安裝了S＆C Electric Co.的7兆瓦PureWave儲能管理系統（SMS）。該器件提供完全集成的儲能管理和能量轉換系統（PCS），其中包括由LG Chem提供的3兆瓦時鋰離子電池。S＆C系統與Half Moon Ventures的4.2兆瓦光伏電站相連，該電站毗鄰Minster村。S＆C設計的系統為PJM電力公司提供頻率調節服務，並配置了PureWave儲能管理系統與PJM電力市場軟體介面，以使系統能夠跟蹤PJM的調節。

通用電氣（GE）發布了其Brilliant渦輪平台——一個風力發電機應用，將儲能直接集成到風力發電機中。這是一個短期的儲能應用。通用電氣表示，它的軟體將提供三種獨特應用，使風機運營商能夠選擇最適合其需求的服務：怠速控制，頻率調節和可控功率。最後一個應用讓系統平滑風力發電的高峰和低谷。該系統可應用於新的風機或改裝現有的GE風機。

在歐洲，DONG Energy宣布了一項BESS項目，該項目將ABB BESS設備集成到位於英格蘭利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上風電場。ABB表示將提供2兆瓦時的BESS，以支持風電場的電力集成和輸電。ABB表示：「該項目是英國第一個用於電網穩頻的綜合BESS海上風電場」

Half Moon Ventures的4.2兆瓦太陽能發電場為俄亥俄州的Minster DER系統提供電力（Minster村）

位於英格蘭利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上風電場是第一個將BESS技術融入其設計的海上風電場（ABB）

混合組網

電力行業往往傾向於將能源儲存視為新事物，但多年來它一直是電網的重要組成部分。能源存儲協會（ESA）報道，2017年8月26日，南加州愛迪生電力公司（SCE）慶祝了聖卡塔利娜島儲能項目運營五年。SCE的ESS由S＆C設計，安裝和調試。1兆瓦系統採用S＆C PureWave儲能管理系統和鈉硫（NaS）電池技術。PureWave系統允許ESS有效儲存島上六台柴油發電機和1.4兆瓦微型燃氣輪機所產生的電力。ESA表示，S＆C PureWave 儲能系統使柴油發電機能夠以最低排放狀態運行，滿足加利福尼亞州嚴苛的環境要求，並向SCE提供各種運行數據。

SCE的另一個創新方法是建設混合型調峰電廠，將天然氣發電機與BESS技術基於複雜的軟體相結合。SCE正在和GE在這個項目上合作。GE公司已將10兆瓦時的BESS與SCE現有的燃氣輪機以及另一個SCE的4兆瓦時BESS集成在一起。

GE還為每個混合發電車間升級了控制系統。這種混合發電裝置可提供更高的效率，因為其電池可作為緩衝資源使用，從而使渦輪在空閑模式下無需使用任何燃料即可實現怠速。當需要電力時，操作員使用GE的軟體來確保來自儲能電池的電壓，相位和頻率與電網電源相匹配，迅速恢復燃機併網。

通用電氣的發言人表示：「這一過程，或稱為同步，能夠確保平穩安全地恢複電力。隨著發電機重新上線，它開始為電池充電。「它為SCE的旋轉備用提供電池和其他併網服務，並為ESS技術的新方法提供經驗。

SCE的混合調峰電廠將現有的天然氣發電機與GE BESS技術相結合，使得混合動力成為了一個急速增長的資源（GE）

靈活性

最近，ABB電網技術負責人Gerhard Salge表示：「存儲系統比以往任何時候都更適合當今的電力公司。電力公司需要更大的靈活性，恰好ESS真正可以為電網提供這種靈活性。當可再生能源在其網路中滲透更深時，基於鋰離子電池的系統非常靈活地對發電出力進行平衡，同時還可以用於其他多種用途。

Salge說：「我們的行業從電動汽車、消費電子等其他行業的鋰電池應用得到了真正的啟發，他們投入了大量資金和資源開發、製造了更好的鋰離子電池。這項努力改進了鋰離子電池技術，大大降低了成本。這對於輸電系統內的各種儲能應用具有積極影響。儲能一直是輸電系統中缺失的主要環節，需要儲能來管理日益增長的、波動的可再生能源發電。「

儲能技術必須包含廣泛的其他技術才能保持靈活性。支持者稱這種技術是一種有利的資源，通過解耦能源供應和需求來改善能源供應管理。這可能是在誇大技術的能力，但儲能為用戶提供了一個靈活和高效的供電服務，是其他技術所不具備的能力。在全球範圍內，監管機構正在研究儲能需求，有一些機構針對消費者越來越多地採用屋頂太陽能電池的特定需求，甚至強制性要求電力公司安裝儲能系統。

美國聯邦能源管理委員會（FERC）發布了多項支持ESS技術的裁決。歐洲議會工業委員會發布了一份報告，支持歐洲能源市場的儲能項目，並且主張全面定義能源儲存。

加利福尼亞州，俄勒岡州和馬薩諸塞州的相關法規要求公用事業公司安裝ESS。華盛頓州和新墨西哥州要求公用事業公司把儲能作為一個重要選項與其他綜合能源計劃中的其他選項一起進行完整評估。與其他州一樣，紐約正在制定儲能政策。

聖卡塔利娜島使用鈉硫電池存儲技術（美國能源部）

優惠政策

監管政策的支持正在對ESS項目產生積極影響。2017年第一季度，聖地亞哥燃氣與電力公司（SDG＆E）安裝了當時世界上最大的鋰離子電池Escondido。AES公司為SDG＆E的該系統建造了約6個月，使用了大約400,000個鋰離子電池，與電動汽車中的鋰離子電池相似，安裝在24個容器中的約2萬個模塊中。這座30兆瓦的大規模儲能設施可以儲存高達120兆瓦時的電能，並與位於加利福尼亞州El Cajon的一個地點的較小的7.5兆瓦電池配合使用。

這兩台BESS提供日常調峰服務，這些服務通常由天然氣發電機提供。這個項目持續到2017年11月，當時特斯拉在南澳大利亞安裝了一個129兆瓦時的鋰離子電池。

Hornsdale電池系統以100天的BESS項目而聞名。這個項目在創紀錄的時間內完成，使得特斯拉方面的表現得到了關注。該合同於2017年9月29日簽署，那時特斯拉已經安裝了約一半的電池組。到11月份，該項目已投入運營。該項目建於Hornsdale風電場，於2017年12月1日投入使用，該月底電池即通過了測試。

12月份維多利亞州鄰近的Loy Yang發電廠發生了兩次重大的事故。根據報道，第一次電力下降時，電池大約在4秒內響應了故障。一周後，電力又有所下降，電池響應時間為140毫秒。報告指出，電池系統以應急服務形式提供電網支持，比通常的火電備用反應速度更快。

2018年1月，西門子和AES公司聯合合作的Fluence Energy宣布獲得政府的所有批准和授權開始運營。這家新能源儲能公司表示，Fluence將向位於加利福尼亞州長灘的Alamitos能源中心提供100兆瓦/ 400兆瓦時的BESS供應，Alamitos能源中心服務於SCE和洛杉磯西部地區。

一位公司發言人表示：「100兆瓦/ 400兆瓦時項目將成為世界上最大的儲能項目 - 擊敗特斯拉在南澳建設的100兆瓦/ 129兆瓦時項目，」，將打破剛剛建立的記錄。

聖地亞哥天然氣和電力公司的鋰離子電池Escondido儲能項目使用了AES儲能系統，能夠存儲高達120兆瓦時的能量（SDG＆E）

用戶側儲能

電力公司傾向於在其電網側戰略性地部署ESS，這也被稱為「計量的前端」，上述項目的實施正在試圖闡述這一戰略。但是，消費者也可以利用這項技術，增加計量儀錶後面的儲能安裝。

據GTM Research報道：「2017年第二季度，美國用戶側儲能容量創歷史新高。」 第二季度，部署了443個住宅和商業儲能系統，容量達到32兆瓦時。「

位於計量兩側的ESS正在改變電網的物理結構以及公用事業與客戶的關係。然而，越來越多的人相信，由於所使用的軟體平台的先進性和複雜性，ESS具體安裝在計量的哪一側都不會對系統產生任何不利影響。

愛迪生電氣研究所報告了Southern Company的子公司海灣電力公司最近發布了McCrary電池儲能示範項目。這是一個250千瓦/ 1兆瓦時的工業儲能系統，使用了特斯拉的鋰離子動力單元，位於海灣電力公司的McCrary培訓中心和風暴中心。這項為期兩年的研究和開發項目將使海灣電力公司和Southern Company獲得計量表計後為工業和商業安裝BESS的第一手知識。

一位公司發言人表示：「這個試點項目的目的是幫助我們為商業和工業客戶提供——未來在自己的場所增加儲能的藍圖。這樣，他們就可以更好地控制在能源消耗峰值時段減少能源使用量，並按需儲存和使用能源，據此可以減少能源開支。「

聯合愛迪生公司（ConEd）採用了更獨特的方法，其用戶側儲能項目是紐約州州長Andrew Cuomo發起的能源願景（REV）改革戰略的一部分。REV旨在幫助消費者開發新能源產品和服務。ConEd及其合作夥伴GI Energy將為電力公司提供電網側BESS。這種配置將消除ConEd的客戶在安裝用戶側BESS時所需的複雜電價政策和市場交易。

GI Energy將為客戶系統提供融資，ConEd將向GI Energy支付季度開發者費用。客戶還將獲得安裝BESS建築物的平季季度租賃付款。ConEd將通過向批發市場供電獲得收入，這對每個人都是雙贏的。

另一個愛迪生電力公司（ComEd）則採取了另一種方法來實現這種近距離配置。它在其配電變壓器旁邊的饋線上配置了25千瓦時的鋰離子電池。在發生停電事故時，BESS可以為三座房屋供電大約一個小時。該系統基於S＆C的PureWave社區能源存儲系統。ComEd表示，該項目主要旨在緩解經常發生停電的地區的供電可靠性問題。該項目將運行一年，以使得ComEd能夠精確評估該技術。

阿拉斯加州Fairbanks，BESS系統包含13,760鎳鎘電池。這是世界上第一個如此規模的旋轉儲能項目，向Golden Valley Electric Association提供備用（ABB）

網路的一部分

無論我們如何看待2017年儲能技術的發展，註定它都是不平凡的一年，特別是針對電池的儲能而言。隨著BESS投資預算變得更加合理，監管機構表達了對該技術的支持，ESS和BESS的部署在全球創造了新的記錄。電力公司電網側儲能項目和客戶側儲能的容量每天都在增長。理解儲能的作用和益處是利用ESS技術的關鍵，這可能也是一種挑戰。

摘自：tdworld.com -Batteries Included, Some Assembly Required

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