北美电网储能新进展

在储能领域，另一个引起关注的重大事件是——加州洛杉矶附近Aliso Canyon地下天然气储存设施的大量天然气泄漏。据报道，天然气泄漏会造成燃气短缺，影响发电量，甚至可能导致大面积停电。为了解决这个问题，当地电力公司在大约六个月内部署了100兆瓦的储能设备。

这些典型项目显示了能源存储系统（ESS）对智能电网的重要性。储能可以准确地在需要的时间和地点释放可靠的电力。由于技术的进步和功能的提高，基于电池的储能正在经历一场复苏。系统可以存储更多的能量，并且比以前的电池提供更大的功率。随着电池寿命的增加，维护也有所减少，这要归功于功率转换设备的发展以及最先进的ESS中使用了灵活、高效的电力电子器件。

 

Advanced Solar Products为新泽西州Caldwell污水处理厂的PSE＆G太阳能项目安装了1兆瓦时的Eos Aurora电池系统（Eos Energy Storage）

当前储能采用了什么样的技术

锂离子电池当前是最流行的储能方式。电动汽车（EV）和其他消费电子产品已经降低了锂离子电池的成本，提高了它们的可靠性和产能。随着产业进步，基于电池的能量存储系统（BESS）成为电力公司有效的能源解决方案。然而，这个行业还是相对保守的，在大面积部署之前，还需要进行大量的研究开发以及相当多的试点项目。

Southern Company最近与电力研究院（EPRI）、Tesla展开了一个储能示范项目。该项目专注于锂电池储能系统。项目的目标是Southern Company的工商业客户通过选址，安装和运行，可在负荷低谷期存储能量，并在负荷高峰时释放，将为系统提供调峰，需求管理DR，备用电源以及其他服务。试点项目的结果将影响Southern Company是否应该为其商业和工业客户扩展ESS的部署。

EPRI还与路易斯维尔燃气电力公司和肯塔基州公用事业公司开展了一项研究合作，以评估公用事业单位规模部署BESS的技术。他们将研究如何增强电网弹性、降低管理成本并最优地将能量存储纳入电网。该设备将由LG Chem，Dynapower和Greensmith Energy共同提供。

在丹麦，EnergyLab Nordhavn于2015年启动了为期四年的能源试点项目，该项目已在哥本哈根Nordhavn区实施，旨在开发和展示新的能源技术，目标是在2025年之前让哥本哈根成为世界上第一个碳平衡的首都。

2017年，DONG Energy和ABB在丹麦电网中完成了第一个城市锂离子电池BESS的应用，这是EnergyLab Nordhavn项目的一部分。目标是获得BESS如何与电网相互作用的第一手资料。项目合作伙伴包括丹麦技术大学，哥本哈根市，By og Havn, Radius, HOFOR, Balslev, CleanCharge, Danfoss, ABB, Metro Therm, Glen Dimplex 和 the PowerLab facilities。该项目的由丹麦能源署提供资金支持。

 

位于哥本哈根的Nordhavn区是EnergyLab Nordhavn项目的所在地，该项目使用锂离子电池支持丹麦电网（ABB）

提供哪些服务

毫无疑问，BESS可以提供电力，实际上这项技术还可以提供创新的服务——例如调峰，负载均衡和发电增容控制——可以延迟相关发电基础设施的投资。BESS还帮助缓解电力公司的系统调节风险，由于风力和太阳能的不可预测性，如果没有适当的储能措施，新能源发展可能会减缓。

最近，Half Moon Ventures在俄亥俄州Minster市政公用事业公司的配电网络上安装了S＆C Electric Co.的7兆瓦PureWave储能管理系统（SMS）。该器件提供完全集成的储能管理和能量转换系统（PCS），其中包括由LG Chem提供的3兆瓦时锂离子电池。S＆C系统与Half Moon Ventures的4.2兆瓦光伏电站相连，该电站毗邻Minster村。S＆C设计的系统为PJM电力公司提供频率调节服务，并配置了PureWave储能管理系统与PJM电力市场软件接口，以使系统能够跟踪PJM的调节。

通用电气（GE）发布了其Brilliant涡轮平台——一个风力发电机应用，将储能直接集成到风力发电机中。这是一个短期的储能应用。通用电气表示，它的软件将提供三种独特应用，使风机运营商能够选择最适合其需求的服务：怠速控制，频率调节和可控功率。最后一个应用让系统平滑风力发电的高峰和低谷。该系统可应用于新的风机或改装现有的GE风机。

在欧洲，DONG Energy宣布了一项BESS项目，该项目将ABB BESS设备集成到位于英格兰利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上风电场。ABB表示将提供2兆瓦时的BESS，以支持风电场的电力集成和输电。ABB表示：“该项目是英国第一个用于电网稳频的综合BESS海上风电场”

 

Half Moon Ventures的4.2兆瓦太阳能发电场为俄亥俄州的Minster DER系统提供电力（Minster村）

 

位于英格兰利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上风电场是第一个将BESS技术融入其设计的海上风电场（ABB）

混合组网

电力行业往往倾向于将能源储存视为新事物，但多年来它一直是电网的重要组成部分。能源存储协会（ESA）报道，2017年8月26日，南加州爱迪生电力公司（SCE）庆祝了圣卡塔利娜岛储能项目运营五年。SCE的ESS由S＆C设计，安装和调试。1兆瓦系统采用S＆C PureWave储能管理系统和钠硫（NaS）电池技术。PureWave系统允许ESS有效储存岛上六台柴油发电机和1.4兆瓦微型燃气轮机所产生的电力。ESA表示，S＆C PureWave 储能系统使柴油发电机能够以最低排放状态运行，满足加利福尼亚州严苛的环境要求，并向SCE提供各种运行数据。

SCE的另一个创新方法是建设混合型调峰电厂，将天然气发电机与BESS技术基于复杂的软件相结合。SCE正在和GE在这个项目上合作。GE公司已将10兆瓦时的BESS与SCE现有的燃气轮机以及另一个SCE的4兆瓦时BESS集成在一起。

GE还为每个混合发电车间升级了控制系统。这种混合发电装置可提供更高的效率，因为其电池可作为缓冲资源使用，从而使涡轮在空闲模式下无需使用任何燃料即可实现怠速。当需要电力时，操作员使用GE的软件来确保来自储能电池的电压，相位和频率与电网电源相匹配，迅速恢复燃机并网。

通用电气的发言人表示：“这一过程，或称为同步，能够确保平稳安全地恢复电力。随着发电机重新上线，它开始为电池充电。“它为SCE的旋转备用提供电池和其他并网服务，并为ESS技术的新方法提供经验。

 

SCE的混合调峰电厂将现有的天然气发电机与GE BESS技术相结合，使得混合动力成为了一个急速增长的资源（GE）

灵活性

最近，ABB电网技术负责人Gerhard Salge表示：“存储系统比以往任何时候都更适合当今的电力公司。电力公司需要更大的灵活性，恰好ESS真正可以为电网提供这种灵活性。当可再生能源在其网络中渗透更深时，基于锂离子电池的系统非常灵活地对发电出力进行平衡，同时还可以用于其他多种用途。

Salge说：“我们的行业从电动汽车、消费电子等其他行业的锂电池应用得到了真正的启发，他们投入了大量资金和资源开发、制造了更好的锂离子电池。这项努力改进了锂离子电池技术，大大降低了成本。这对于输电系统内的各种储能应用具有积极影响。储能一直是输电系统中缺失的主要环节，需要储能来管理日益增长的、波动的可再生能源发电。“

储能技术必须包含广泛的其他技术才能保持灵活性。支持者称这种技术是一种有利的资源，通过解耦能源供应和需求来改善能源供应管理。这可能是在夸大技术的能力，但储能为用户提供了一个灵活和高效的供电服务，是其他技术所不具备的能力。在全球范围内，监管机构正在研究储能需求，有一些机构针对消费者越来越多地采用屋顶太阳能电池的特定需求，甚至强制性要求电力公司安装储能系统。

美国联邦能源管理委员会（FERC）发布了多项支持ESS技术的裁决。欧洲议会工业委员会发布了一份报告，支持欧洲能源市场的储能项目，并且主张全面定义能源储存。

加利福尼亚州，俄勒冈州和马萨诸塞州的相关法规要求公用事业公司安装ESS。华盛顿州和新墨西哥州要求公用事业公司把储能作为一个重要选项与其他综合能源计划中的其他选项一起进行完整评估。与其他州一样，纽约正在制定储能政策。

 

圣卡塔利娜岛使用钠硫电池存储技术（美国能源部）

优惠政策

监管政策的支持正在对ESS项目产生积极影响。2017年第一季度，圣地亚哥燃气与电力公司（SDG＆E）安装了当时世界上最大的锂离子电池Escondido。AES公司为SDG＆E的该系统建造了约6个月，使用了大约400,000个锂离子电池，与电动汽车中的锂离子电池相似，安装在24个容器中的约2万个模块中。这座30兆瓦的大规模储能设施可以储存高达120兆瓦时的电能，并与位于加利福尼亚州El Cajon的一个地点的较小的7.5兆瓦电池配合使用。

这两台BESS提供日常调峰服务，这些服务通常由天然气发电机提供。这个项目持续到2017年11月，当时特斯拉在南澳大利亚安装了一个129兆瓦时的锂离子电池。

Hornsdale电池系统以100天的BESS项目而闻名。这个项目在创纪录的时间内完成，使得特斯拉方面的表现得到了关注。该合同于2017年9月29日签署，那时特斯拉已经安装了约一半的电池组。到11月份，该项目已投入运营。该项目建于Hornsdale风电场，于2017年12月1日投入使用，该月底电池即通过了测试。

12月份维多利亚州邻近的Loy Yang发电厂发生了两次重大的事故。根据报道，第一次电力下降时，电池大约在4秒内响应了故障。一周后，电力又有所下降，电池响应时间为140毫秒。报告指出，电池系统以应急服务形式提供电网支持，比通常的火电备用反应速度更快。

2018年1月，西门子和AES公司联合合作的Fluence Energy宣布获得政府的所有批准和授权开始运营。这家新能源储能公司表示，Fluence将向位于加利福尼亚州长滩的Alamitos能源中心提供100兆瓦/ 400兆瓦时的BESS供应，Alamitos能源中心服务于SCE和洛杉矶西部地区。

一位公司发言人表示：“100兆瓦/ 400兆瓦时项目将成为世界上最大的储能项目 - 击败特斯拉在南澳建设的100兆瓦/ 129兆瓦时项目，”，将打破刚刚建立的记录。

 

圣地亚哥天然气和电力公司的锂离子电池Escondido储能项目使用了AES储能系统，能够存储高达120兆瓦时的能量（SDG＆E）

用户侧储能

电力公司倾向于在其电网侧战略性地部署ESS，这也被称为“计量的前端”，上述项目的实施正在试图阐述这一战略。但是，消费者也可以利用这项技术，增加计量仪表后面的储能安装。

据GTM Research报道：“2017年第二季度，美国用户侧储能容量创历史新高。” 第二季度，部署了443个住宅和商业储能系统，容量达到32兆瓦时。“

位于计量两侧的ESS正在改变电网的物理结构以及公用事业与客户的关系。然而，越来越多的人相信，由于所使用的软件平台的先进性和复杂性，ESS具体安装在计量的哪一侧都不会对系统产生任何不利影响。

爱迪生电气研究所报告了Southern Company的子公司海湾电力公司最近发布了McCrary电池储能示范项目。这是一个250千瓦/ 1兆瓦时的工业储能系统，使用了特斯拉的锂离子动力单元，位于海湾电力公司的McCrary培训中心和风暴中心。这项为期两年的研究和开发项目将使海湾电力公司和Southern Company获得计量表计后为工业和商业安装BESS的第一手知识。

一位公司发言人表示：“这个试点项目的目的是帮助我们为商业和工业客户提供——未来在自己的场所增加储能的蓝图。这样，他们就可以更好地控制在能源消耗峰值时段减少能源使用量，并按需储存和使用能源，据此可以减少能源开支。“

联合爱迪生公司（ConEd）采用了更独特的方法，其用户侧储能项目是纽约州州长Andrew Cuomo发起的能源愿景（REV）改革战略的一部分。REV旨在帮助消费者开发新能源产品和服务。ConEd及其合作伙伴GI Energy将为电力公司提供电网侧BESS。这种配置将消除ConEd的客户在安装用户侧BESS时所需的复杂电价政策和市场交易。

GI Energy将为客户系统提供融资，ConEd将向GI Energy支付季度开发者费用。客户还将获得安装BESS建筑物的平季季度租赁付款。ConEd将通过向批发市场供电获得收入，这对每个人都是双赢的。

另一个爱迪生电力公司（ComEd）则采取了另一种方法来实现这种近距离配置。它在其配电变压器旁边的馈线上配置了25千瓦时的锂离子电池。在发生停电事故时，BESS可以为三座房屋供电大约一个小时。该系统基于S＆C的PureWave社区能源存储系统。ComEd表示，该项目主要旨在缓解经常发生停电的地区的供电可靠性问题。该项目将运行一年，以使得ComEd能够精确评估该技术。

 

阿拉斯加州Fairbanks，BESS系统包含13,760镍镉电池。这是世界上第一个如此规模的旋转储能项目，向Golden Valley Electric Association提供备用（ABB）

网络的一部分

无论我们如何看待2017年储能技术的发展，注定它都是不平凡的一年，特别是针对电池的储能而言。随着BESS投资预算变得更加合理，监管机构表达了对该技术的支持，ESS和BESS的部署在全球创造了新的记录。电力公司电网侧储能项目和客户侧储能的容量每天都在增长。理解储能的作用和益处是利用ESS技术的关键，这可能也是一种挑战。