三峽烏蘭察布“源網荷儲”試驗基地創下多項“國內之最”

文/馬曉晴 王 璐 吳卓彥

近日，三峽烏蘭察布“源網荷儲”技術研發試驗基地(以下簡稱“試驗基地”）喜訊頻傳。三峽集團科學技術研究院（以下簡稱“三峽科研院”）研發的“源網荷儲一體化”功率路由器示范工程、大規模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺、兆瓦時級固態鋰離子電池儲能關鍵技術及工程應用、兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統和飛輪儲能系統等一批科研成果投運，創下多個“國內之最”和“行業首次”紀錄。

“源網荷儲一體化”功率路由器示范工程打造了國內容量最大的功率路由器設備，相較于其他直流變壓設備，其電能容量提升10倍以上，但成本和體積減小1/3以上，未來將有效助力新能源的規模化開發及儲能應用。值得一提的是，該設備所采用的功率半導體器件均已實現國產化，打破了國外在大功率半導體領域的技術壁壘。作為一種能量傳輸通道，本項“源網荷儲一體化”功率路由器示范工程可適配風、光、儲等不同設備，減少電能變換環節，提升系統運行效率。同時，它還能主動控制功率潮流，通過對不同供電區域功率進行優化協調，實現新能源發電的高比例消納。

大規模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺是目前國內規模最大、類型最豐富的儲能系統動態模擬平臺，可實現大規模新能源及儲能系統綜合仿真與全景“可觀、可測、可控”的管控模式。該平臺具備百萬千瓦級新能源裝備并網仿真能力，方便更好地研究解決新能源大規模并網帶來的技術問題。

儲能是構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備，也是實現“碳達峰”“碳中和”目標的重要支撐。目前，中長時間儲能技術重點為傳統鋰離子電池。然而，傳統鋰離子電池儲能系統存在一定的安全隱患，亟需開發本質安全的新型儲能技術。

兆瓦時級固態鋰離子電池儲能關鍵技術及工程應用項目，實現了儲能型固態鋰離子電池在全球的首次示范應用，通過優化固態鋰離子電池儲能技術，延長了電池的使用壽命，降低了電池在失控后發生的起火、爆炸風險。

結合不同應用場景下新型電力系統對儲能技術特性的需求，三峽科研院建設的兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統示范電站成功并網運行。該項目首次實現了混合儲能系統直流耦合接入方式的工程應用，可通過調峰、調頻模式切換，提升靈活調節電網的能力，滿足“源網荷儲”系統對儲能形式高性能、高可靠性、低成本的多種需求，充分發揮“儲”的作用。未來，該項目將為多種儲能技術聯合參與調峰、調頻等電力輔助服務研究提供重要的應用基礎和技術支撐。

飛輪儲能系統是一種機電能量轉換和儲存裝置，它利用高速旋轉的飛輪實現電能與動能的轉換，完成充放電。飛輪儲能具備功率密度高、循環充放電次數多、儲能量可精確度量、全生命期無衰減、綠色無污染等優勢。在日前國家能源局公布的2021年能源領域首臺(套)重大技術裝備項目中，該項目實施的兆瓦級飛輪儲能系統被列入儲能領域重大技術裝備項目。

自2020年起，三峽集團聯合中國科學院、清華大學、華北電力大學等20余所國內頂尖科研機構和院校在內蒙古烏蘭察布三峽現代能源創新示范園打造三峽烏蘭察布“源網荷儲”技術研發試驗基地，為新型電力系統綜合效率不高、各類電源互補互濟不足等問題帶來新的解決方案。

三峽科研院院長孫長平表示，該試驗基地將科研、實證和應用三者結合在一起，旨在驗證新一代的儲能技術，同時也致力于推動電力系統所需要的規模化儲能技術的發展。

三峽現代能源創新示范園將按照國際先進、國內領先的標準整體規劃，以“風、光、儲、氫”產業為核心，通過“制、研、檢一體化”建設，高標準打造“智慧、綠色、一流、現代”的具有國際標準的示范園。