成果40电网退运电池修复再利用的新能源储能电站关键技术及示范工程应用.docx

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1、成果40：电网退运电池修复再利用的新能源储能电站关键技术及示范工程应用一、成果简介：电网退运电池修复再利用的新能源储能电站关键技术及示范工程应用项目是国 网莱芜供电公司探索利用“复合谐振脉冲触发稀土纳米碳修复技术”对电网退运电池 进行修复，将修复合格的电网退运电池作为储能电站储能单元，建成“口镇综能”储 能电站。项目位于山东省济南市莱芜区口镇桃花峪35千伏劲能光伏电站厂区内，一期建 设规模1.6兆瓦右.2兆瓦时，是全国首个利用电网退运电池建成的独立储能电站，是 山东省首个电化学独立储能电站。该站利用3542只修复后的电网退运电池作为储能 单元，分组置于三个独立电池舱，经逆变升压后通过35千伏汇

2、能线并网。该站由山 东省调与莱芜地调调度管理，目前储能电站运行数据已上传省调地调，下一步还计划 接入省公司互联网数据中台和综合能源公司智慧能源管理平台，为全省储能站建设提 供数据参考。全站配备电池管理、继电保护、调度通信、舱储温控、防雷、消防等系 统，能实时监测运行状况，保障电站安全。特色亮点一：退运电池再利用实现绿色环保。电网退运电池的修复利用，实现“化 废为利、变害为宝”，减少了铅酸蓄电池及再生铅循环，有效降低铅类组分对环境造 成的污染，助力绿色环保。特色亮点二：储能电站参与调峰调压保障大电网安全。储能电站可快速参与电网 调峰调压，保障电网安全；在电网负荷低谷时充电，电网负荷高峰时放电，对

3、电网削 峰填谷、提升电能质量、调节电力供需平衡具有积极意义。特色亮点三：为山东省“智慧能源+储能”政策出台提供数据参考。储能电站正 式投运后，通过对储能电站安全性、经济性、可靠性和成本效益方面的信息收集和研 判分析，可以为山东省“智慧能源+储能”政策的研究出台提供现实依据和信息参考。特色亮点四：盘活退役资产促进提质增效。企业降本增效需要深挖内部潜能，利 用电池修复技术延长退运电池使用周期和价值，有利于盘活企业资产，最大限度挖掘资产使用残值。特色亮点五：节省储能电站建设成本。蓄电池成本高昂是制约储能电站建设推广 的因素之一，采用修复后的退运电池作为储能单元，与购买全新蓄电池相比，能够节 省储能电

4、站建设成本三分之一以上，有效解决了这一难题。图1 “口镇综能”储能电站全景图图2 “口镇综能”储能电站监控数据- I 01,.国！二百 UTHm - Mm .奇。 0. up-1二、技术优势及性能指标:本项目以为电网提供实际数据为目的，做成示范性储能电站，项目主要包括两大 部分：蓄电池部分和电气部分。(1)蓄电池部分：项目采用国网山东省电力公司退运铅酸蓄电池作为储电单元。 大量铅蓄电池在尚未达到设计寿命时即被报废，直接造成能源的浪费和铅类化合物对 环境的潜在威胁。循环利用电力系统报废铅蓄电池的剩余电能，不仅可以显著降低电 力系统备用电源的运营成本，更可以实现电池中可用能量的最高限度利用，有效降

5、低 铅类组分对环境造成的污染。退运铅酸蓄电池经过“复合谐振脉冲触发稀土纳米碳修复技术”维护修复后，应 用到本项目的储能模块中，既降低储能电池建设成本又能充分利用铅酸蓄电池的使用 价值，同时增加该项目储能电站的安全性和稳定性。(2)电气部分：系统额定容量：1.6兆瓦A2兆瓦时，其中PCS储能变流器由2 台500千瓦和2台300千瓦组成。500千瓦为常规式储能变流器，满足传统电池系统 接入，300千瓦为组串式储能变流器，由多个储能变流器单元组成，主要适用目前数 量较少、规格较杂的国网退运电池。选择组串储能变流器的优点主要有：减少电池并联数量，从而减轻电池组内部之内的环流；实现故障冗余功能，当单 台

6、PCS功率模块或者单个电池簇退出运行，其余支路可继续正常运行；可接入不同种 类和不同电压等级电池组；维护方便，模块的快速插拔和更换能够实现快速复位系统, 避免停机带来的经济损失。电池及PCS组合成储能单元后，通过低压柜接入一台1600千伏安双分裂干式变 压器，电压等级为3勃.4千伏；升压变出线通过一台35千伏高压开关柜接入35千伏 高压母线，再由35千伏高压并网柜接入口镇劲能变电站35千伏母线。技术创新点一：利用“复合谐振脉冲触发稀土纳米碳修复技术”对电网退运电池 进行修复，将修复合格的电网退运电池作为储能电站储能单元，探索出一条“提质增 效”的新路。技术创新点二：采用传统规格+特殊订制集装箱

7、，箱体抗爆、耐挤压，箱内环境 监控系统严格控制工作温度，设计使用兼容各种型号规格退运电池的耐腐蚀电池支 架。技术创新点三：采用组串式储能变流器，实现不同类型和不同电压等级退运电池 簇重组，减少电池并联数量和内部环流，实现各电池簇支路独立高效运行、互不影响。技术创新点四：开发储能电站退运电池管理系统，监测评估电池簇性能及健康状 态，通过深度平衡技术管控电池簇出力促进整体一致性，保障储能退运电池安全、高 效运行。技术创新点五：开发储能电站能量管理控制系统，接收监控平台监控指令，结合 退运电池管理系统和变流器系统的实时状态，进行监控指令下发并反馈信息给监控平 台。三、所属领域：综合能源服务方向：综合

8、能效服务技术四、成熟度：产业化阶段五、市场应用情况及经济效益分析：口镇综能储能电站建成启动后，运行正常、状况良好，经分析，其主要成效为：(1)建设成本低。按照一只电池容量平均300安时、检测修复直接成本0.4元每 安时测算，修复成本约为120元/只，接近新电池购买成本的十分之一。以目前建成 的试点项目为例，储能系统额定容量为L6兆瓦3.2兆瓦时，建设费用388万元，与 购买新电池建设相比，初始建设成本可压降三分之一。(2)综合效益好。据有关数据统计，国网系统每年退运电池数量约为10万只， 这部分电池直接通过网上竞价报废处置，尚未开展有效的梯次使用，极易造成资源浪 费和环保压力。通过再利用中心对废旧电池进行检测修复、集中拆解、分类处置，不 仅可以从源头避免不合格电池回流，保证通过正规渠道循环利用，产生可观的环保效 益，还能最大限度挖掘国有资产潜力，提质增效创造经济价值。此外，储能站可提供 调峰调压、黑启动、需求响应能多种服务，为电网安全稳定运行提供有力支撑。(3)产业链前景广阔。电池回收利用作为新兴领域，在我国处于起步阶段，尚未形成完善的产业链，存在回收体系不规范、“黑作坊”企业多等问题，规模化、规 范化、标准化开展电池回收再利用市场前景广阔。另外，全国尚有大量未配备储能设 备的分布式风电、光伏电站，储能电站建设市场需求和潜力巨大。