在广东省深圳市龙岗区宝龙工业区，不到半个标准足球场的面积上，两栋白色的二层建筑物看起来普普通通。很难想象，这里就是世界首座兆瓦级锂离子调峰调频电池储能站、世界首个无变压器高压并网电池储能系统——宝清储能电站。
作为南方电网储能事业的起点，宝清储能电站如何成功实现我国兆瓦级电池储能站“零”的突破？又如何解决大容量锂离子电池储能集成关键技术瓶颈？面对“双碳”目标，电化学储能技术规模化应用，又将在新能源高占比下电网发输配用实时平衡方面发挥哪些重要作用？
由零开始由冷到热
“储能通过提高电力与电量平衡的协同，全面提升清洁能源消纳能力、电网安全稳定运行水平、电能质量和电网投资运行效率，是安全可靠、绿色高效智能电网的关键支撑技术。”南方电网调峰调频发电有限公司相关负责人表示。
电化学储能，可以通俗理解为将固定容量的电池串联在一起。然而，如何实现电池大规模串联，持续不断地为电网提供能量，却是一个亟待解决的课题。
事实上，南方电网早在2009年11月就启动了“10MW级电池储能站关键技术研究及试点”工作。2011年1月23日建成并投运了世界首座调峰调频锂离子电池储能站——深圳宝清电池储能站，设计规模为10MW/40MWh，首期工程规模为4MW/16MWh，由南方电网调峰调频公司建设运营，首次验证了兆瓦级电池储能系统在电网中运行的可行性及特性。
宝清储能站真正意义上实现了电池选型、模块拓扑、系统集成、厂站设计的完整技术路线，同时也包含了自动化控制、监控平台、消防系统等所有配套设计方法。
目前，该项目已形成涵盖储能设备、储能系统、储能电站三个层次的设计技术标准体系，这不仅为行业发展提供示范和借鉴，更引领了储能行业由冷到热的发展。
产学研用齐头并进
“电站十余年的安全稳定运行，全面验证了电化学储能系统具备的快速、灵活的调峰、调频、调压、黑启动等功能特性。下一步，我们将加快突破制约储能产业推广的安全性、经济性和使用寿命等关键问题。”南网调峰调频公司技术中心储能主管李勇琦说。
据李勇琦介绍，依托深圳宝清电池储能站，南网调峰调频公司研究提出了成套储能规模化应用的技术方案，通过“产学研用”合作为我国储能行业发展培养了一批专业人才、带动了国内储能上下游企业的发展。
“2009年，比亚迪公司与南网同仁共同验证大规模储能并网运行可行性，多年的示范运行，帮助我们完善了电池系统集成与容量提升技术，为比亚迪后续在全球进行电池储能系统推广打下了坚实基础。”比亚迪副总裁何龙说。
针对锂电池寿命短，单体容量低，大规模集成利用困难等突出问题。研发团队通过授权发明专利20余项，解决了从电池系统、消防系统、能量转换系统、监控系统等方面一系列的问题，为储能发展提供规模化应用的技术方案。
为解决大量电动汽车蓄电池退役的社会问题，储能团队开展前瞻研究，试验了光储充、电池梯次利用等多个应用场景，并于2020年在宝清电池储能站投运了示范工程，目前转入商业化初期阶段。
系统集成前景广阔
“随着高比例新能源、高比例电力电子设备的接入，电网将呈现出更加复杂的控制特性，新能源消纳和电网的稳定运行需要建设大量储能支撑和保障。新能源装机若按照5%-20%的原则配置储能，前景广阔。”南方电网调峰调频发电有限公司相关负责人说。
据介绍，随着南方区域海上风电、光伏等新能源装机规模不断增大，到2030年预计抽水蓄能达2000万千瓦、电化学储能达2000万千瓦。
相关负责人表示，在碳达峰和碳中和目标指引下，电网企业加快抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用，解决高比例新能源、高比例电力电子设备的接入带来的问题。
针对电网侧储能投资回报困境，相关负责人认为，科研团队依托国家能源局电网侧储能研究课题，提出“投资多元化、运行一体化”“先市场、后计划”分阶段推进的电网侧储能商业模式建议，并借鉴抽水蓄能电价机制，提出了电网侧储能两部制电价建议。
近期，南网提出构建以新能源为主体的新型电力系统，由南网调峰调频公司建设将东莞杨屋、黎贝和广州芙蓉三个变电站侧储能示范项目，支持南方五省区及港澳地区实现“双碳”目标。
