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西藏:储能产业机遇值得期待

2017-09-22 08:44:06 中国储能网

西藏,这块离太阳最近的地方,是全世界太阳辐射最强的地区之一,有着得天独厚的太阳能资源优势。在当今世界能源紧缺、气候变暖、环境污染严重和世界能源结构革新的局面下,开发利用绿色清洁能源成为全世界关注的焦点。

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9月9日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网组织的“全国储能产业巡回调研团”走进令人无限向往的这块世界屋脊沃土。

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全国储能产业巡回调研团部分代表

资源禀赋得天独厚

西藏位于青藏高原的西部和南部,占青藏高原面积的一半以上,海拔4000米以上的地区占全区总面积的85.1%,素有“世界屋脊”和“地球第三极”之称,是世界上海拔最高的地方。全区地形可分为藏北高原、雅鲁藏布江流域、藏东峡谷地带三大区域。

西藏太阳辐射强烈,日照时间长,年日照时数为1443.5-3574.3小时,其中阿里地区大部、日喀则市西部在3000小时以上,那曲地区中西部、日喀则市东部、山南市西部为2800-3300小时,那曲地区东部、昌都市西部、拉萨河河谷、年楚河河谷为2500-3000小时。

西藏光照资源、风力资源、水资源以及矿产资源十分丰富,这些让调研团代表深有体会。

一是光照资源。西藏太阳年总辐射值达到140-200千卡/平方厘米,是我国东部沿海地区的近两倍。

二是风力资源。西藏是全国大风(≥8级或17米/秒)最多的地区之一,年平均大风日数多达100-150天,最多可达200天,比同纬度的我国东部地区多4-30倍。

三是水资源。据统计,全区水资源总量4394.65亿立方米(不含地下水),占全国河川径流总量的16.21%,居全国第一位;人均水资源占有量和亩均占有水量也均居全国第一;全区水能资源理论蕴藏量2.1亿千瓦、技术可开发量1.4亿千瓦,均居全国首位。

四是矿产资源。西藏目前已发现的矿种(亚种)有103种,有查明矿产资源储量的矿种49种,矿床、矿点及矿化点3000余处。其中发现能源矿产5种,有查明资源储量的3种;发现金属矿产32种,有查明资源储量的19种;发现非金属矿产64种,有查明资源储量的26种;发现水汽矿产2种,有查明资源储量的1种。全区已发现的优势矿产资源主要有:铜、铬、铅锌银多金属、钼、铁、锑、金、盐湖锂硼钾矿、高温地热、天然矿泉水等,均具有广阔的找矿前景。在查明矿产资源储量的矿产中,铬、铜保有资源储量,盐湖锂矿资源远景及高温地热储量在全国排名第一。

西藏将立足“以口岸互联互通为基础、以开放型产业发展为核心”的总体思路,着力推进面向南亚开放重要通道建设。以拉萨为中心,以日喀则为前沿,务实打造对外面向尼泊尔等南亚国家、融入孟中印缅经济走廊,对内连接陕甘宁青经济带、川渝经济圈等区域发展带的开放开发新格局。

西藏拥有的独特地缘优势,毗邻印度、尼泊尔等南亚国家,边境线长达4000多公里,是中国面向南亚的战略枢纽和开放门户,历史上就是“南方丝绸之路”的重要节点。西藏是国家确定的沿边地区开放开发重点区域和面向南亚开放的重要通道,也是孟中印缅经济走廊的重要门户。西藏将在国家“一带一路”建设中扮演重要角色。

新能源发展大势所趋

世界屋脊是欧亚大陆的生态屏障之一,太阳能资源作为绿色清洁能源在西藏地区的开发利用具有极其重要的价值和极其深远的意义,太阳能的充分应用不仅能够减轻西藏对化石能源的依赖、保护生态环境,有力地促进西藏地区的经济发展和社会稳定,造福百姓,而且能够极大地保护欧亚大陆的生态和气候,为全球生态和气候的改善发挥独特的作用,做出特殊的贡献。

西藏可再生能源种类多,储量丰富,是我国可再生能源的主要富集区之一。

据了解,西藏地区太阳能理论蕴藏量6亿千瓦以上,技术可开发量在3亿千瓦以上。

西藏的太阳能资源居全国首位,也是世界上最丰富的地区之一。全区大部分地区太阳能辐射年均达6000-8000兆焦耳/平方米,超过同纬度平原地区一倍左右。同时,日照时数也是全国的高值中心,全年平均日照时数在3300—3600小时,自东向西呈递增型式分布,直接辐射占总辐射比例全年为56%-78% ,夏季可达71% -78%。

西藏可再生资源丰富,但由于电网建设薄弱,目前西藏自治区光伏累计装机近800MW,但大部分的光伏电站长期处于限电状态,丰水期外送通道不足导致弃水弃光,而枯水期由于可调节水电减少,出于对电网稳定性的考虑也会导致弃光,目前西藏地区光伏电站的弃光率高达20%以上,对于储能有实际的需求。

尽管如此,从西藏地区能源战略发展的角度看,无论是出于环境的需要还是因地制宜开发能源的战略要求,未来水能、太阳能、风能将是西藏主要的可再生能源,也将成为西藏电力的支撑性能源。

新能源企业要进军西藏的项目建设需要做好七个方面工作:高海拔对人-材-机的挑战、场地勘测、冻土施工、设计与环保、高海拔地区方案设计与设备选择、团队凝聚力和项目成本控制。

另外,西藏地区受高原气候影响,对电气设备选型要求较高,普通电气设备在高原地区使用,会降低设备工作效率,也会减少其使用寿命。因此,在西藏地区建设光伏和储能电站,应尽可能选用高原型装备,还面临许多技术挑战。

据了解,2018年中,藏中电网将与昌都电网实现500KV联网,西藏地区可再生能源的发展拥有一个巨大的可预期的前景,但“十三五”期间还需要谨慎对待,随着电网接入消纳的完善以及外送通道建设的启动,西藏地区的可再生能源未来值得期待。

光伏发展大有可为

长期以来,由于常规能源缺乏,西藏广大农牧区形成了以牛、羊粪作燃料,砍柴取暖,打草烧火的传统生活用能习惯。根据全区2020年和全国同步建成小康社会的目标任务,自治区针对农牧民群众现实生活状况,明确提出了以“六通”(通电、通路、通水、通邮、通讯、通广播电视)为主要内容的小康社会建设基本要求。然而,全区能源供应特别是电力供应不能满足城镇和乡村的生产生活需求,给全区同步小康社会建设造成了前提性障碍。

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程

西藏生态脆弱,农牧民居住分散,平均每平方公里1-2人,且广大牧区人口流动性大,流动范围广,实际生活用电功率较小,固定的电网建设成本极高且不能适应广大农牧民群众的生产生活要求。环保供电、分散供电、持续供电和小功率供电是西藏广大农牧区基层自然条件和社会条件以及人口分布状况的必然选择。在农牧区,人们的能源主要以畜粪、薪柴等生物质能为主,这类能源不仅产值率低,而且对于西藏的生态环境也会产生影响。因此,改变落后的能源利用模式,发展以太阳能为代表的绿色、低碳、节能的新能源利用模式是藏区人民的必然选择。

近年来,在国家有关部委和自治区的高度重视和支持下,西藏地区先后实施了“阳光计划”、“科学之光计划”、“阿里光电计划”、“西部省区无电乡通电工程”、“无电地区电力建设项目”、“金太阳工程”等一批具有较高社会经济效益和生态效益的太阳能推广示范工程。

现在,西藏的太阳能资源已被广泛应用在照明、通讯、广播电视、提水灌溉、取暖等生产生活的各个方面,使用和驾驭光能的技术日趋精进和多样化。太阳灶、太阳能热水器等已深入到千家万户,不仅提高了人们的生活质量,而且减少了对环境的破坏。

由于西藏生态环境脆弱,高寒缺氧,地广人稀,农牧民居住分散,电网难以覆盖,不断富裕起来的农牧民渴望着能早日结束用酥油灯、蜡烛照明的历史,盼望用上电灯,听上音响,看上电视,人们的生活用电需求日益增长。西藏实施薪柴替代战略,太阳能光伏发电的推广应用使他们的梦想变成了现实。太阳能的开发,使日光温室技术得以应用推广,使得城镇一年四季都有一些时令新鲜蔬菜和水果,极大地丰富了群众的菜篮子,而不再像以前那样完全要从内地汽运或空运过来。

风光互补发电站实现了全天候的发电功能,比起单用风机和太阳能更为经济、实用,可以有效解决西藏边远牧区、边防哨所、无电地区的用电。

此外,太阳能资源还广泛应用于其它领域。目前在西藏,手机信号覆盖面越来越广,中国移动已在西藏建成全球通信领域最大的太阳能基站群。中国移动在西藏的1000多个基站中,太阳能基站占总数的78.79%。即使在世界海拔最高、气候最恶劣的珠穆朗玛峰地区,西藏移动也通过在海拔5200米、5820米和6500米区域建设太阳能移动基站,以及沿途的网络工程,实现了珠峰登山路线移动信号的全程网络覆盖,给登山者及游客带来便利和生命保障。

“日光之域、驭光前行”是一个美丽的愿景,是正在逐渐实现的愿景,这是西藏新能源从业者的时代责任和重大使命。

西藏太阳能资源的开发利用已日益向产业化道路迈进,“驭光之法”随着科技的进步也越来越深入人民的生活,高原人民在“阳光”的沐浴下正驭光前行,迈向新的希望。

储能应用续写新篇章

尼玛县是西藏自治区那曲地区下辖县,位于西藏自治区北部,北与新疆维吾尔自治区接壤,南与日喀则市交界,东与双湖县、申扎县相连,西与改则县相邻。平均海拔5000米以上。属高原亚寒带半干旱季风性气候和高原寒带干旱气候。空气稀薄,多风雪,年平均气温-4℃,年降水量150毫米。总面积72499.41平方千米,人口31161人(2014年底),下辖1个镇、13个乡,77个行政村。

 

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程

西藏尼玛县可再生能源局域网工程是国家重点扶持的精准扶贫、精准脱贫的民生工程,是目前为止世界海拔最高、规模最大、环境最恶劣的可再生能源局域网项目。尼玛县位于西藏自治区那曲地区西北部,平均海拔4800m。工程整体由22MW光伏、3MW油机、12MWh锂电及36MWh铅炭储能组成。

 

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程

项目一期工程包括12MWp光伏电站、9MW储能电源双向逆变器、6MWh锂电池组、27MWh铅炭电池组、柴油发电机以及尼玛县城配电网系统,系统最高电压等级为10kV,其中圣阳提供了14.6MWh铅炭储能系统。

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程铅炭电池储能系统

一、解决方案

尼玛县可再生能源局域网采用多网结构,整个系统设计由两个相互连接的局域子网构成,通过一台中压双端换流器连接,每个子网中均设置一套3MW的V/F源,满足系统构建基础电网的要求,可实现两个子微电网的安全运行。正常运行时两个子网连接运行,通过中压双端换流器进行隔离,并实现能量的交换,每个子网经1回出线向负载区供电,供电线路经环网柜构成环网,每个子网负荷总量基本平衡。

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其中,一期项目储能系统电源容量为9MW,分为两部分,锂电池储能电源功率容量为3MW,铅炭电池储能电源功率容量为6MW。其中3MW为系统基础容量,实现微电网的V/F调节,6MW作为储能系统的P/Q源,主要实现对系统的供电,每3MW储能逆变器交流侧连接后经一台3150kVA/10/0.4升压变压器接入开关站子网10kV母线。

二、创新设计

项目充分借鉴以往在高原、高寒环境下储能系统设计和项目建设方面的成功经验,采用国际领先的FCP铅炭储能电池,为项目长期稳定运行提供了充分保障。

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程锂电池储能系统

项目量身定制了一体化集装箱储能系统,把蓄电池、电池监控系统(BMS)、动环监控等设备有机的集成到一个标准集装箱预装房中,箱内拥有独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、电气联锁系统、机械联锁系统、安全逃生系统、应急系统、消防系统等自动控制和安全保障系统。

 

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程控制室

针对项目低温的环境条件,圣阳创新设计了温控策略:动环系统与BMS一体化集成,空调运行区分夏季和冬季两种控制模式,远程控制、自动切换,冬季充分利用电池充电产生热量、夜间保温,夏季充分利用白天光伏富裕电量降温,创新节能温控策略下,切实实现了夜间零能耗温控,减少了站内夜间用电、保障了系统效率。

三、运行策略

白天,光伏正常出力,除向县城负荷供电,同时向储能系统充电,储能系统充满时,光伏逆变器将会限制光伏出力,由于光伏出力的波动性和负荷的波动性,储能系统需要执行 V/F源功能和储电功能。

白天光伏出力不足时,储能系统需要执行V/F源功能和P/Q源功能,满足用电需求。

光伏出力不足,储能系统电量也无法满足负荷需求时,启动柴油发电机,实现多种电源的联合供电,储能系统仍作为V/F源功能进行系统调节,柴油发电机弥补系统电量缺额。

夜间,储能系统执行V/F源功能和P/Q源功能。

 

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西藏尼玛县可再生能源局域网工程铅炭电池储能系统

四、实现功能

调频调压,构建系统基础容量(V/F源)

通过储能系统进行实时电压和频率调节,可以使得局域网出力稳定,迅速平抑光伏电站出力的波动。

储电和供电(P/Q源)

储能系统在可再生资源丰富期间进行能量存储,在缺乏时作为主要电源为负荷供电。

系统事故备用电源(黑启动)

在光伏整列区一个子阵内,设置一套500kW,储电容量为500kWh 的储能电池组,采用DC-DC电源系统,在光伏子阵逆变器直流端和逆变器并联,可直接为光伏子阵建立启动电压,保证系统的顺利启动。

五、市场推广

通过该项目的实施,尼玛县人均用电量从2015年的18度电提升到600度电,极大地改善了藏族同胞的生活,为实现“十三五”末期全面脱贫、步入小康社会的目标提供了能源保障。

该项目的成功运行经验表明,今后储能系统在微电网、可再生能源平滑接入、负荷区削峰填谷、独立海岛、高原等应用场景可以提供可靠保障,这开启了储能系统进入大规模商业化运营的新篇章。

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全国储能产业巡回调研团部分代表走进尼玛储能项目合影

后记:

本次活动得到山东圣阳电源股份有限公司大力支持。

山东圣阳电源股份有限公司(简称圣阳股份,股票代码:002580)是国家高新技术企业。公司创建于1991年,2011年5月在深交所中小板上市。公司专业从事备用电源、储能电源、动力电源、新能源系统集成等产品和服务的设计、开发和运营,是国际知名、国内领先的绿色能源制造商。

圣阳电源秉承“集成—创生未来能源”的理念,面向电力供给的“发、输、变、配、用”各环节,聚焦新能源平滑接入、应急备电、调峰调频、削峰填谷、微电网等对储能系统的需求,以先进储能技术为依托、以高效储能系统为核心、以分布智能供电为方向,集成系统、协同创新、方案设计、工程施工,向客户提供储能系统解决方案。

圣阳电源作为中国可再生能源发展的积极推动者和重要践行者,始终致力于为客户提供安全、可靠、高效、经济和环保的绿色能源。2014年引进日本古河电池株式会社国际领先的铅炭技术和产品设计、制造经验,推出的能量型FCP铅炭储能电池,深循环、长寿命、70%DOD循环寿命可达4200次以上,大幅降低了储能电池度电成本,突破了我国储能产业规模化发展的成本瓶颈,为储能系统在可再生能源接入、用户侧分布式储能、微电网中的规模化应用提供了条件。

面对新的发展机遇与挑战,圣阳电源将加快转型升级,以客户为中心,秉承“新能源、新技术、国际化、跨边界”的发展战略,发扬圣阳电源一体(储能系统解决方案)两翼(铅炭电池、锂电池)的综合优势,以多元化的解决方案应对能源互联的多样化需求。

圣阳电源先后在青海治多县、曲麻莱、共和、浙江北麂岛、上海、浙江上虞、广东广州、西藏尼玛及印度尼西亚、英国、澳大利亚等地实施建设了大批光储电站、微电网示范项目,积累了丰富的项目经验,获得了行业及用户的充分肯定和一致好评。

“2017年度第二期中国储能产业巡回走访调研”活动于9月上旬正式拉开帷幕,11月上旬结束。本次活动由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会与中国储能网牵头并组织,由中国能建集团江苏电力设计院、威胜集团、华夏幸福、中国能建集团广东电力设计院、中国能建集团西南设计院、南瑞继保公司等单位大力支持。活动期间,调研团将在四川、青海、西藏、河北、江苏、浙江、广东、日本等国内外储能示范项目与领先企业开展深入调研,近距离了解企业需求,促进产业协同发展。




责任编辑: 李颖

标签: 新能源 西藏 储能产业 储能调研 太阳能资源

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