新型電力系統(tǒng)構建過程中，電網(wǎng)除了要過“消納”關，還要邁過“調(diào)節(jié)”坎兒，電網(wǎng)企業(yè)要在實現(xiàn)供需平衡、提升系統(tǒng)調(diào)峰能力的同時，處理好低碳發(fā)展與系統(tǒng)安全的關系，因此需要一個能在用電低谷時蓄能、到用電高峰時發(fā)電的“充電寶”——儲能。

 

當前，安全已成為儲能產(chǎn)業(yè)面臨的瓶頸之一。作為國家電網(wǎng)公司產(chǎn)業(yè)單位中唯一一家從事電池本體研究和產(chǎn)品開發(fā)的單位，南瑞集團武漢南瑞以服務大電網(wǎng)安全穩(wěn)定為出發(fā)點，深耕全釩液流電池儲能（以下簡稱“釩電池儲能”）技術十年，用“專注、創(chuàng)新、專業(yè)”打造“安全”的儲能技術，全力支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)構建，主動優(yōu)化區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)濟化運行水平，支撐國家電網(wǎng)公司戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展及能源互聯(lián)網(wǎng)建設，助力“碳達峰、碳中和”目標實現(xiàn)。

 

專注 • 十年磨一劍

 

2011年，武漢南瑞成立風光儲研發(fā)團隊，開發(fā)模塊化百千瓦全釩液流電池儲能系統(tǒng)；2013年，承擔國家能源局“十二五”第一批智能電網(wǎng)試點項目“全釩液流電池儲能應用試點”建設工作；2014年，釩電池儲能首次在未來科技城智能電網(wǎng)示范工程中應用，被納入國家能源局第一批智慧能源應用示范；2015年，釩電池儲能系統(tǒng)進入國家電網(wǎng)公司十大重點產(chǎn)品專利布局；2017年，承擔湖北省技術創(chuàng)新專項重大項目“全釩液流電池儲能工程化技術研究”；“全釩液流電池儲能系統(tǒng)模塊化集成及應用”經(jīng)中國電機工程學會鑒定，達到國際領先水平；“基于WHNR-VRB-25 31.5kW電堆的WHNR-VESS-Ⅰ全釩液流電池儲能系統(tǒng)”通過中電聯(lián)的產(chǎn)品鑒定，達到國際領先水平；完成智能化產(chǎn)品生產(chǎn)線建設；形成兆瓦級全釩液流電池電堆智能化生產(chǎn)能力；2018年，成立綜合能源技術中心，重點推進釩電池儲能產(chǎn)業(yè)化；開發(fā)建設250kW全釩液流電池示范系統(tǒng)；2020年，31.5kW釩電池電堆首次工程化應用。

 

白駒過隙，同舟十載，一分耕耘，一分收獲！10年來，釩電池儲能技術從無人問津到炙手可熱，離不開它的一系列優(yōu)點！

 

運行安全穩(wěn)定，電解液為水溶液，不會燃燒；系統(tǒng)不使用易燃物，不會發(fā)生火災；設備發(fā)生損傷時，無火災或毒害氣體產(chǎn)生；自放電低，在系統(tǒng)處于關閉模式時，儲罐中的電解液無自放電現(xiàn)象；整個電池系統(tǒng)無潛在爆炸或著火危險。

 

循環(huán)壽命長，釩電池的活性物質(zhì)存在于液體中，電解質(zhì)離子只有釩離子一種，故充放電時無其它電池常有的物相變化，電池使用壽命長；充放性能好，能量效率高，電解液可以多次使用，全壽命周期成本低。

 

設計靈活，輸出功率和容量可以獨立設計，規(guī)模容量易擴展；釩電池選址自由度大，系統(tǒng)可全自動封閉運行，無污染，維護簡單，操作成本低。

 

殘值高，電池部件材料來源豐富，易回收，不需要貴金屬作電極催化劑；電解液無損耗，可回收重復使用。

 

創(chuàng)新 • 開拓新興產(chǎn)業(yè)

 

儲能是南瑞集團著力發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一，近年來，武漢南瑞前瞻性調(diào)研儲能領域產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，有效梳理已有技術和產(chǎn)品，高效完成系統(tǒng)集成、商業(yè)模式研究，已推進多項示范工程及多個科技項目的落地實施。

 

2014年，建設面向武漢未來科技城的智慧微電網(wǎng)，首次應用100kW/200kWh釩電池儲能系統(tǒng)，項目被評為湖北省“二型”低碳試點以及武漢市智慧城市示范項目，助力業(yè)主順利獲得國家綠色建筑最高等級三星級標識認證，同時，釩電池儲能系統(tǒng)的應用被納入國家能源局第一批智慧能源應用示范。

 

2017年，在蒙東科右中旗建設百千瓦移動式全釩液流電池儲能系統(tǒng)，現(xiàn)場應用通過驗收，解決了此前當?shù)剞r(nóng)網(wǎng)存在的負荷季節(jié)性和時段性問題，提高供電能力及電能質(zhì)量，增加電網(wǎng)設備利用率及電力投資效益。

 

 

蒙東百千瓦儲能系統(tǒng)示范工程

 

2020年，31.5kW釩電池電堆產(chǎn)品在國網(wǎng)湖北電科院試點項目中進行首次工程化應用。

 

武漢南瑞不僅在釩電池電堆關鍵材料選型、電堆結構設計和產(chǎn)品開發(fā)、儲能監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)方面取得有效成果，同時充分發(fā)揮對輸配電運行的深厚理解，對應用于電網(wǎng)側、用戶側的鋰離子電池儲能系統(tǒng)集成設計方面進行研究，掌握了關鍵技術并成功應用。

 

大型儲能電站建設能力。貴州興義20MW/10MWh鋰離子電池儲能電站，該電站是我國首個面向電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行保障建設的儲能電站，實現(xiàn)了無人值守，閉環(huán)運行。

 

 

貴州興義20MW/10MWh鋰離子電池儲能電站

 

分布式儲能系統(tǒng)建設能力。團隊研發(fā)配電臺區(qū)分布式儲能系統(tǒng)，并先后在廣州白云區(qū)、惠州市惠城區(qū)產(chǎn)品化應用。分布式儲能系統(tǒng)能量密度高、占地面積小，可在配電臺區(qū)短時、季節(jié)性、周期性的重載、過載、負荷三相不平衡等應用場景，提高配電臺區(qū)供電可靠性和供電質(zhì)量。

 

專業(yè) • 鑄就品質(zhì)與實力

 

面對“雙碳”目標下以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)構建，釩電池儲能如何能夠在服務能源互聯(lián)網(wǎng)升級、服務電網(wǎng)安全穩(wěn)定中脫穎而出？武漢南瑞著力打造具備“工匠精神”的儲能隊伍，十年如一日進行研究與應用。從聚焦釩電池儲能技術，到實踐于綜合能源服務戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，武漢南瑞始終以“電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行”為第一目標，以釩電池儲能為后盾，用專注、專業(yè)的態(tài)度提供高效、精準、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的綜合能源解決方案。

 

依托十年來科技項目與實際應用的研發(fā)、設計和建設經(jīng)驗，武漢南瑞沉淀積累了儲能設計和研究的核心競爭力。項目團隊承擔了10余項國家、地方政府和國家電網(wǎng)公司關于釩電池儲能技術領域的重大科研示范項目，研發(fā)范圍涉及液流電池雙極板、隔膜等關鍵材料、電堆結構、能效優(yōu)化、系統(tǒng)集成及應用等，項目成果先后獲省部級科技獎項7項，陸續(xù)通過中國電機工程學會、湖北省科技廳等鑒定，其中2項達到國際領先水平。累計申請專利70余項，獲得授權專利40余項，其中發(fā)明專利15項，涵蓋液流電池關鍵材料、結構設計、監(jiān)控及運行控制、檢測評價、系統(tǒng)集成及電網(wǎng)接入，初步形成多維度、多層面的專利保護屏障。

 

行而不輟 • 未來可期

 

“十四五”期間，儲能將是落實能源安全新戰(zhàn)略的關鍵手段。面對未來大規(guī)模新能源接入和消納，儲能與新能源發(fā)展、電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行已成為實現(xiàn)“雙碳”目標的必由之路。

 

南瑞集團將充分發(fā)揮釩電池儲能優(yōu)勢，進一步服務“新能源發(fā)電+儲能”建設，探索建設儲能云平臺，持續(xù)進行智慧儲能產(chǎn)品創(chuàng)新、技術創(chuàng)新，更好服務以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設，為“雙碳”目標實現(xiàn)作出南瑞貢獻！