大規(guī)模儲(chǔ)能是國家戰(zhàn)略，備受國家各部委高度重視，國家層面關(guān)于儲(chǔ)能方面的政策頻出，近三年內(nèi)五部委頒布的政策就有20余項(xiàng)，各級政府頒發(fā)的配套政策累計(jì)達(dá)50余項(xiàng)，儲(chǔ)能的戰(zhàn)略地位提到了空前高度。無論是國家工信部、科技部專門設(shè)立了大規(guī)模儲(chǔ)能重大專項(xiàng)，針對鋰電、液流、飛輪、壓縮空氣等主流儲(chǔ)能類型設(shè)立了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目共計(jì)10余項(xiàng)；國家基金委也專門設(shè)立了儲(chǔ)能重大專項(xiàng)，國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司也就儲(chǔ)能作為重要戰(zhàn)略部署，每年立項(xiàng)十余項(xiàng)，累計(jì)立項(xiàng)百余項(xiàng)；山西、云南、吉林科技廳等各級政府部門也在十四五規(guī)劃中，專門設(shè)立了大規(guī)模儲(chǔ)能重大專項(xiàng)。
江蘇、河南、湖南、青海、浙江、甘肅等省陸續(xù)實(shí)施了百M(fèi)W級別的儲(chǔ)能電站，應(yīng)用范圍覆蓋了風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電以及火電性能提升方面；也用于特高壓外送線路的安全、可靠運(yùn)行；用戶側(cè)綜合能源供應(yīng)、電力需求響應(yīng)。截止目前，累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)容量1.7GW左右。區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)在共享儲(chǔ)能中的應(yīng)用，必將進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)能的爆發(fā)式增長，加速儲(chǔ)能爆發(fā)元年的到來。
在儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)方面，國家也高度重視。近日，國家發(fā)改委專門組織各大高校、科研院所、行業(yè)學(xué)會(huì)就高校、科研院所的儲(chǔ)能學(xué)科建設(shè)、儲(chǔ)能人才梯隊(duì)培養(yǎng)給出了指導(dǎo)意見。清華大學(xué)專門建立了盧強(qiáng)院士、梅生偉教授為核心的儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)，圍繞壓縮空氣儲(chǔ)能展開了系列深入研究，開發(fā)了風(fēng)光儲(chǔ)建模、仿真軟件Cloudpass；上海交通大學(xué)成立了以蔡旭教授為首的儲(chǔ)能變流器團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了高壓直掛式儲(chǔ)能大功率變流器；太原理工大學(xué)專門成立了能源革命創(chuàng)新研究院，下設(shè)儲(chǔ)能學(xué)科，重點(diǎn)針對儲(chǔ)能材料技術(shù)、梯次電池技術(shù)進(jìn)行部署；中國電力科學(xué)研究院專門設(shè)立儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所，針對儲(chǔ)能本體技術(shù)、集成技術(shù)以及檢測評估等方面進(jìn)行深入研究；全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南方電網(wǎng)公司、國電投集團(tuán)、上海電氣集團(tuán)、許繼集團(tuán)等大型央企也紛紛戰(zhàn)略部署，成立了專門的產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)，部署了儲(chǔ)能業(yè)務(wù)。
如何發(fā)揮學(xué)校在儲(chǔ)能學(xué)科的技術(shù)優(yōu)勢，為國家重大項(xiàng)目、電網(wǎng)公司重大儲(chǔ)能項(xiàng)目技術(shù)儲(chǔ)備，作為主要參與者，乃至承擔(dān)者，是擺在我們面前亟需解決的問題。結(jié)合國家戰(zhàn)略部署，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展急切需求，學(xué)校成立儲(chǔ)能學(xué)科就顯得尤為必要。圍繞儲(chǔ)能新材料體系的突破，尤其是石墨烯元素對現(xiàn)有儲(chǔ)能材料、本體的顛覆性改變；建立北京乃至國家級的儲(chǔ)能數(shù)據(jù)中心，借助行業(yè)協(xié)會(huì)的力量，將全國范圍內(nèi)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站統(tǒng)一接入，對電站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行展示，建立龐大的數(shù)據(jù)庫，掌握一手的、實(shí)際運(yùn)行寶貴數(shù)據(jù)庫資源；借助大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進(jìn)技術(shù)，對海量的儲(chǔ)能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，對儲(chǔ)能電站的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，為保障儲(chǔ)能電站的安全、高效運(yùn)行提供指導(dǎo)意見，為電站業(yè)主提供有效的控制策略建議，提高電站的運(yùn)營、收益水平；依托實(shí)際運(yùn)行的海量儲(chǔ)能數(shù)據(jù)，搭建儲(chǔ)能建模、仿真、規(guī)劃軟件，與電力系統(tǒng)通用的PSASP、PSCAD等行業(yè)權(quán)威軟件兼容，為科研工作、技術(shù)咨詢提供利器；搭建分布式儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬電網(wǎng)中廣域布局的各儲(chǔ)能個(gè)體特征，開發(fā)能量管理系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度分散在不同區(qū)域、呈現(xiàn)不同外特性的儲(chǔ)能單元，達(dá)到一種電網(wǎng)匯聚效果，為共享儲(chǔ)能這一新生元素的快速到來，積累經(jīng)驗(yàn)、儲(chǔ)備技術(shù)；針對數(shù)以百GW級別退役電池在電網(wǎng)、5G通信基站應(yīng)用這一必然趨勢，研制專用的梯次電池快速篩選裝備，實(shí)現(xiàn)高效、便捷的分選、重組，為這一廉價(jià)的電池廣泛應(yīng)用提供必要基礎(chǔ)，可以預(yù)見，該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)市場化成果轉(zhuǎn)化空間巨大。
1實(shí)施方案
（1）團(tuán)隊(duì)建設(shè)、人才培養(yǎng)
圍繞儲(chǔ)能在電網(wǎng)中規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)針對儲(chǔ)能電池材料改性、儲(chǔ)能大數(shù)據(jù)中心建立、儲(chǔ)能電站運(yùn)行控制等技術(shù)，結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外本領(lǐng)域的行業(yè)權(quán)威專家，籌建一支儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)，提升學(xué)校在儲(chǔ)能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位。依托北京先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)，組建專家團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步加強(qiáng)與電網(wǎng)公司深度合作，積極介入電網(wǎng)的主營儲(chǔ)能業(yè)務(wù)。加強(qiáng)與山西、云南、貴州等省科技廳深入合作，頂層設(shè)計(jì)儲(chǔ)能項(xiàng)目庫。
（2）全國儲(chǔ)能電站大數(shù)據(jù)中心建設(shè)
依托學(xué)校現(xiàn)有的智能電網(wǎng)監(jiān)控終端，搭建全國儲(chǔ)能大數(shù)據(jù)中心，將全國典型的大規(guī)模儲(chǔ)能電站數(shù)據(jù)接入，對全國多個(gè)儲(chǔ)能電站的運(yùn)行情況進(jìn)行信息匯總，所采集的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行挖掘再利用，用于電站建模、性能評估，指導(dǎo)電站的后期運(yùn)維水平，海量數(shù)據(jù)可以支撐相關(guān)領(lǐng)域的前沿探索、學(xué)科體系建設(shè)。
（3）分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)平臺(tái)建設(shè)
儲(chǔ)能系統(tǒng)泛在電網(wǎng)，已呈一種必然態(tài)。截至目前，電網(wǎng)中的儲(chǔ)能累計(jì)總規(guī)模為1.7GW，分布在電網(wǎng)的發(fā)-輸-配-用各個(gè)環(huán)節(jié)，按不同的功能定位、控制策略各自運(yùn)行，沒有有效的形成一種匯聚的力量，更好地為用戶服務(wù)。為驗(yàn)證有效的控制策略，搭建一套分布式儲(chǔ)能匯聚效應(yīng)平臺(tái)。借助本年度剛結(jié)題的國網(wǎng)項(xiàng)目的現(xiàn)有基礎(chǔ)，擬以江蘇電網(wǎng)10個(gè)分布儲(chǔ)能電站為藍(lán)本，選取數(shù)十臺(tái)小功率等級的儲(chǔ)能系統(tǒng)作為模擬對象，開發(fā)儲(chǔ)能匯聚效應(yīng)能量管理系統(tǒng)，驗(yàn)證不同線路阻抗、不同電池特性在統(tǒng)一、集中管控下，對電網(wǎng)所能起到的綜合、匯聚效應(yīng)。
（4）儲(chǔ)能電站規(guī)劃、仿真軟件平臺(tái)開發(fā)
現(xiàn)有的儲(chǔ)能電站規(guī)劃缺乏必要的頂層設(shè)計(jì)、沒有專門的成熟軟件，國外的軟件功能單一、局限性大，不適合我國儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀；建模方面，一些專用的電力系統(tǒng)仿真軟件中采用的電池模型，是通用模型，未能反應(yīng)不同電池的性能，導(dǎo)致仿真結(jié)果與實(shí)際偏差大，并且在暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)情況下，采用同一模型，不能準(zhǔn)確表征電池的狀態(tài)。為此，擬在現(xiàn)有軟件基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一套儲(chǔ)能電站規(guī)劃、評估、仿真軟件。以便為廣大科研工作者提供一個(gè)有效、便捷的仿真工具。
（5）動(dòng)力電池梯級利用篩選重組平臺(tái)
2020年我國約有200萬輛電動(dòng)車退役，據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)報(bào)道，車用電池累計(jì)24Gwh，車用電池退役時(shí)，還有80%的剩余電量，若直接報(bào)廢，資源浪費(fèi)巨大，所以電池梯級利用是國家戰(zhàn)略，也是大勢所趨。但退役電池良莠不濟(jì)，篩選、重組技術(shù)就顯得尤為重要，也是必備環(huán)節(jié)。擬開發(fā)電池快速篩選裝置，高效、便捷得實(shí)現(xiàn)電池篩選，為電池梯次利用提供必要的保障。
2結(jié)論
依托上述資源，積極進(jìn)行前期部署，在國家、山西、云南等地建立儲(chǔ)能項(xiàng)目庫，頂層設(shè)計(jì)系列重大項(xiàng)目；結(jié)合中國可再生能源儲(chǔ)能標(biāo)委會(huì)/北京先進(jìn)碳材料儲(chǔ)能標(biāo)委會(huì)，參與儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)制定，提升學(xué)校在儲(chǔ)能領(lǐng)域的話語權(quán)。
綜上，結(jié)合學(xué)校在電氣工程、材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的技術(shù)優(yōu)勢，迅速組建儲(chǔ)能學(xué)科團(tuán)隊(duì)，緊緊圍繞儲(chǔ)能本體材料改性、儲(chǔ)能大數(shù)據(jù)平臺(tái)、儲(chǔ)能仿真-建模-規(guī)劃軟件、動(dòng)力電池梯次利用等關(guān)鍵技術(shù)積極戰(zhàn)略部署，成體系推廣。立足儲(chǔ)能這一國家重大戰(zhàn)略需求，整合學(xué)校材料、大數(shù)據(jù)、電氣控制等優(yōu)勢資源，籌建全國儲(chǔ)能電站大數(shù)據(jù)中心；搭建分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)平臺(tái)；研制梯次電池快速篩選裝備；開發(fā)儲(chǔ)能電站規(guī)劃、仿真軟件；培養(yǎng)一支充滿活力、競爭力的儲(chǔ)能核心團(tuán)隊(duì)，籌建一個(gè)大勢所趨的儲(chǔ)能特色學(xué)科。為學(xué)校迅速占領(lǐng)儲(chǔ)能領(lǐng)域行業(yè)制高點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)彎道超車，分享儲(chǔ)能政策紅利必將大有裨益。
|
