TMEIC蓄電池戰(zhàn)略(上):可再生能源并用型“大型蓄電池市場”起步

2016-02-15 10:00:18 太陽能發(fā)電網(wǎng)
對(duì)大型蓄電池系統(tǒng)的期待日益高漲。因輸出會(huì)變動(dòng)的光伏發(fā)電的快速普及,蓄電池對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定化變得不可或缺,且隨著采用成本的降低,還出現(xiàn)了企業(yè)將其用于需求削峰的動(dòng)向。

  “蓄電池用PCS”的供貨量約達(dá)100MW
  TMEIC表示,蓄電池用PCS的供貨容量2015年度擴(kuò)大到了約100MW。TMEIC產(chǎn)業(yè)第三系統(tǒng)事業(yè)部高級(jí)營銷部長杉山正幸說,“截至目前,日本有很多實(shí)證項(xiàng)目,還有企業(yè)將其用于削峰的例子。除了蓄電池價(jià)格降低外,利用定置用蓄電池補(bǔ)助金制度的話,還有經(jīng)濟(jì)上的好處”。
  三友電子的項(xiàng)目也是這種案例之一,此外,對(duì)生產(chǎn)水泵和渦輪機(jī)的Shinko(廣島市)等多家中等規(guī)模企業(yè),主要是供貨了由削峰來削減電費(fèi)用途的TMBCS(圖3)。
圖3:利用蓄電池削峰的案例(出處:三友電子)

  鋰離子蓄電池單體的成本,目前日本企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)降至10萬日元/kWh以下,海外企業(yè)的產(chǎn)品已只有日本的約7成。“僅最近1年就降低了約2成,今后若進(jìn)一步降低的話,即使沒有補(bǔ)助金,蓄電池在削峰用途普及的可能性也很高”(杉山高級(jí)營銷部長)。
  TMEIC沒有銷售單體蓄電池系統(tǒng),而是以提供包含可確保經(jīng)濟(jì)效益的運(yùn)行方法的“蓄電池系統(tǒng)解決方案”的方式,在開拓新的蓄電池市場。除了削峰用途外,今后比較可行的解決方案,是與百萬光伏電站并設(shè)的系統(tǒng)。
  杉山高級(jí)營銷部長說:“百萬光伏電站并設(shè)型的洽商已經(jīng)超過500MW,需求非常大。設(shè)想的解決方案大致有3種”。

  可再生能源并設(shè)型的3種解決方案
  這三種方案,均是利用蓄電池系統(tǒng)解決百萬光伏電站與電望并網(wǎng)時(shí)存在的問題,從而實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。“問題”是指:(1)可再生能源的輸出變動(dòng)影響系統(tǒng)頻率的“短周期問題”;(2)可再生能源的輸出增加造成供電超過需求的“長周期問題”;(3)本地系統(tǒng)規(guī)模小,并網(wǎng)容量有限,或者工程費(fèi)負(fù)擔(dān)升高的“熱容量問題”。
 。1)“短周期問題”在北海道、沖繩和九州的島嶼等日益顯現(xiàn)。例如,北海道電力要求,建設(shè)2MW以上的百萬光伏電站時(shí),光伏電力的輸出變動(dòng)幅度控制在1%以內(nèi),并公開了所需的蓄電池目標(biāo)容量。對(duì)此,TMEIC提出的解決方案是,通過使蓄電池系統(tǒng)與“主站點(diǎn)控制器(MSC)”聯(lián)動(dòng),可將蓄電池容量削減37.5%。
  MSC是指,在設(shè)置了可以允許太陽能電池板過積載,并且能輸出額定功率以上電力的PCS的站點(diǎn),或者實(shí)施輸出抑制的站點(diǎn),作為光伏發(fā)電用PCS的上級(jí)系統(tǒng)導(dǎo)入,能調(diào)節(jié)多臺(tái)PCS的輸出,使發(fā)電站整體的輸出功率最大化。例如,受云層影響等,部分PCS的輸出功率降低時(shí),增加其他有富余的PCS輸出,使發(fā)電站整體的輸出功率最大化。由此還能緩和劇烈的輸出降低現(xiàn)象(圖4)。
圖4:“主站點(diǎn)控制器(MSC)”的原理(出處:TMEIC)

  不過,當(dāng)云層散開,輸出功率突然上升時(shí)MSC無法應(yīng)對(duì)。這時(shí)如果有蓄電池,就可以把太陽能電池輸出的部分電力用來充電,無需抑制輸出就能緩解劇烈的輸出增加。反之,從蓄電池側(cè)來看,MSC與蓄電池系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的話,可以承擔(dān)部分蓄電池的放電功能,因此能削減蓄電池容量。

  利用蓄電池消除本地系統(tǒng)制約
  另外,(3)的“熱容量問題”在日本全國各地有局部發(fā)生,是本地系統(tǒng)容量較小時(shí),可再生能源并網(wǎng)造成送電線的熱容量超過限制的問題。當(dāng)再要并網(wǎng)可再生能源時(shí),電力公司索取的系統(tǒng)增強(qiáng)費(fèi)用(工程費(fèi)負(fù)擔(dān)金額)就會(huì)升高,由此無法確?稍偕茉礃I(yè)務(wù)性的例子增加。
  “熱容量問題”導(dǎo)致的蓄電池需求,因2015年10月九州電力就“限定發(fā)電時(shí)段的可再生能源并網(wǎng)”開始簽訂單獨(dú)協(xié)議,而開始凸顯。九州電力開始把每天9點(diǎn)~15點(diǎn)間的可再生能源電力全部存儲(chǔ)于蓄電池,在此外的時(shí)段放電為條件,簽訂單獨(dú)的并網(wǎng)協(xié)議(圖5)。
圖5:九州電力管轄內(nèi)的發(fā)電機(jī)并網(wǎng)制約地圖(出處:九州電力)

  這一條件應(yīng)用于百萬光伏電站時(shí),事實(shí)上就變成了“夜間用光伏電站”。實(shí)際上夏威夷群島的考艾島就在推進(jìn)17MW(并網(wǎng)輸出為13MW)的光伏電站并設(shè)蓄電池(52MWh),把白天發(fā)電電力的85~90%存儲(chǔ)在蓄電池中,在傍晚至夜間的需求高峰時(shí)放電的蓄電池并設(shè)型百萬光伏電站計(jì)劃。
  夏威夷從供需平衡上來說需要采取這種機(jī)制,由于原本電費(fèi)就很高,預(yù)計(jì)能確保經(jīng)濟(jì)效益。而在日本,本地系統(tǒng)規(guī)模較小的地區(qū),作為與高額的工程費(fèi)負(fù)擔(dān)相比較之下的選項(xiàng)之一,出現(xiàn)了相同的想法。蓄電池的成本降低,再利用補(bǔ)助金制度等降低初期投資的話,也是有業(yè)務(wù)可行性的。實(shí)際上,九州電力宣布之后,TMEIC接到了關(guān)于應(yīng)對(duì)“熱容量問題”的蓄電池洽商,F(xiàn)已開始在探索業(yè)務(wù)性。

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作者:金子憲治 來源:日經(jīng)bp社 責(zé)任編輯:wutongyufg

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