能源解释:大电池

随着澳大利亚能源系统的快速转型，人们对电池储能系统(BESS)——通常被称为“大电池”——在未来电网中发挥的关键作用越来越感兴趣。

在今天的国家电力市场(NEM)中，燃煤发电满足了大约60%的年度电力需求。煤炭、天然气和水力发电厂也为电网维持其稳定提供重要服务，包括频率控制和惯性．

AEMO的2020综合系统计划据预测，到2040年，63%的燃煤发电将退役，取而代之的是风力和太阳能发电厂，以及高达190亿瓦的抽水发电、电池储存和天然气发电。

未来20年，分布式能源发电能力预计将增加一倍甚至两倍，屋顶太阳能预计将提供多达22%的电力。这种快速增长为AEMO带来了新的技术挑战，作为市场运营商，为监管机构和政府寻求找到正确的政策设置，以确保电网的可行性和稳定性。

问题是，虽然可再生能源增长迅速，但它们不能一直提供我们所需的所有电力。我们仍然需要“可调度”的发电厂——根据系统需要，可以按需或电网运营商的要求进行调度。

近年来，电池技术克服了在无阳光或无风的情况下间歇性供应的问题，成为推动可再生能源普及的关键因素。该系统储存可再生能源条件最有利时产生的过剩电力，并在需求高峰(如热浪)时释放。

但是，有多少电网级电池(也被称为电池储能系统(BESS))连接在NEM中，它们能提供什么服务?

澳大利亚的电网级电池

澳大利亚首个大电池Hornsdale Power Reserve于2017年在南澳建成。它由Neoen公司建造，使用的特斯拉电池容量为100兆瓦(MW)，现已扩大到150兆瓦。

NEM中的电网级电池(已投入使用)

如今，在南澳大利亚州和维多利亚州运行着5个容量为260兆瓦的电网级电池。然而，据AEMO最新发布的信息显示，超过85个总容量为18660兆瓦的大型电池正在规划中一代信息报告．

目前，世界上最大的电网级电池正在新南威尔士州的猎人谷进行规划。据开发商CEP Energy介绍，位于纽卡斯尔西北部的Kurri Kurri的这块价值24亿美元的电池，其发电能力将高达1200兆瓦，约为Hornsdale电池的8倍。

在维多利亚，维多利亚大电池(VBB)的建设已经开始。在300兆瓦/450兆瓦时，它将通过在夏季高峰月份提供额外的容量来提高电网的安全性。根据Neoen与AEMO签订的系统完整性保护计划(SIPS)合同，VBB将在现有的维多利亚州至新南威尔士州互联连接器上解锁高达250兆瓦的峰值容量。

网格级电池能发挥什么作用?

电池并不新鲜，但随着生产成本的迅速下降，投资者的兴趣已经增加，而且随着全球市场的增长，预计还会继续下降。

此外，大电池的多功能性正在推动它们的普及。网格级电池是由一排排的家用或车载锂离子电池组装在一起的——只需增加额外的单元，就可以很容易地进行扩展。技术和材料的进步大大提高了现代电池系统的可靠性、输出量和密度。

新的技术创新正在克服其局限性并提高其价值，例如电化学电容器可以快速充电或放电供以后使用，并提供几乎无限的使用寿命。随着技术创新扩大存储能力，电池将能够提供更长时间的电力。

电池可以与太阳能或风力发电场一起建造，也可以简单地从电网中储存电力，在最需要的时候使用。它们可以提供家庭电力以及电网稳定服务。

电池可以快速加速，启动时间接近零，并提供强大的频率响应。放置在电网周围的战略位置——例如，将其纳入新的可再生能源区(REZs)的规划——电池可以注入能量以填补可分派供应的缺口，这意味着可再生发电可以更有效地使用并满足更大的需求。

理想的位置是靠近发电源和市场服务，电池可以减少对新的传输基础设施的投资需求。

例如，今年晚些时候将在基隆完工的300兆瓦电池，其理论容量将满足40万户家庭平均一小时的能源需求，但如果电力短缺，它也将随时向电网注入电力，使新南威尔士州和维多利亚州之间的共享更有效率。

未来电池能保证电力系统的安全性吗?

澳大利亚和其他地方正在进行的研究正在探索电池在电网中发挥更大作用的潜力。

AEMO目前正在参与新南威尔士大学的一个研究项目，研究当电网受到突发和意外设备故障的影响时，像电池存储系统这样的小型能源设备如何帮助维持可靠的电力供应。

系统强度和系统重启是燃煤/同步发电机提供的两项关键服务，目前电池还没有广泛提供这两项服务。然而，随着技术的进步，以及安装足够的电池，它们可能能够承担这个角色，有可能作为虚拟同步机运行。

这将使电池在电力系统中发挥更大的作用，包括提供目前燃煤电厂提供的更多电力系统安全服务

下一个十年将是电池和电池存储的迷人时代，随着创新的电网规模电池的快速增长，将改变能源格局。

更多信息可以在aemo中找到2020综合系统计划(ISP) (总结文档，信息图表)，或听我们的能源101播客-电池基础知识．