设计并网电池储能系统 ： 蒙古的案例研究

设计A 电网连接电池能量存储系统 蒙古案例研究 ： 编号62 2023年4月 亚行东亚 工作文件系列 亚洲开发银行 亚行东亚工作文件系列 设计并网电池储能系统：蒙古案例研究 ：AtsumasaSakai是 亚洲开发银行(ADB)。 第62章2023年4月 致谢：作者感谢Shigeru ft村(亚行)和迈克尔·爱默生(整合Environment&EnergyGmbH)fortheirtechnical贡献。 亚洲开发银行 知识共享署名3.0IGO许可证(CCBY3.0IGO) ©2023亚洲开发银行 6ADBAvenue,MandaluyongCity,1550Metro马尼拉,菲律宾电话+63286324444;传真+63286362444 www.adb.org 保留部分权利。于2023年出版。菲律宾印刷 出版物编号WPS230137-2 DOI:http://dx.doi.org/10.22617/WPS230137-2 本出版物中表达的观点是作者的观点，不一定代表fl的观点和政策亚洲开发银行(亚行)或其理事会或其所代表的政府。 亚行不保证本出版物中包含的数据的准确性，也不对任何 使用它们的后果。提到特定的fic公司或制造商的产品并不意味着它们由亚行认可或推荐，优先于未提及的其他类似性质的公司。 通过对特定领土或地理区域进行任何指定或引用，或使用“国家”一词 在本文件中，亚行不打算对任何领土或地区的法律或其他地位做出任何判断。 本作品可在知识共享署名3.0IGO许可证(CCBY3.0IGO)下获得 https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/igo/。通过使用本出版物的内容，您同意被绑定通过本许可证的条款。有关归属，翻译，改编和权限，请阅读规定 和使用条款，请访问https://www.adb.org/terms-use#openaccess。 本CC许可证不适用于本出版物中的非亚行版权材料。如果材料被归因于对于其他来源，请联系该来源的版权所有者或出版商以获取复制许可。对于因您使用该材料而产生的任何索赔，亚行概不负责。 请联系pubsmarketing@adb.org如果您有关于内容的问题或意见，或者如果您愿意获得不属于这些条款的预期用途的版权许可，或获得使用许可 亚行的标志。 亚行出版物的更正见http://www.adb.org/publications/corrigenda。Note: 在本出版物中，“$”是指美元。 亚行东亚工作文件系列是一个促进讨论和获得反馈的论坛东亚部正在进行和最近完成的研究和政策研究 TheAsianDevelopmentBank(ADB)staff,consultants,orresourcepersons.Theseriesdealswithkeyeconomic 和开发问题，以及与项目/计划相关的概念、分析或方法问题 Economicanalysis,andstatisticaldataandmeasurement.TheseriesaimstoenhancetheknowledgeonAsia’s 发展和政策挑战；加强亚行国家伙伴关系战略的分析严谨性和质量，及其次区域和国家业务；提高统计数据的质量和可用性 用于监测发展效率的发展指标。 亚行东亚工作文件系列是一份快速传播的非正式出版物，其标题可以随后被修订，作为专业期刊上的文章或书籍中的章节出版。该系列由东亚部负责。 CONTENTS 表，数字和框iv 缩写v ABSTRACTvi I.INTRODUCTION1 A.目标1 B.背景2 C.文件的结构6 II.设计挑战和解决方案6 A.尺寸和位置7 B.实施安排12 C.采购15 D.业务可持续性18 E.可行的商业运营20 III.SUMMARY21 REFERENCES23 表，数字和框 TABLES 12020-2024年蒙古国首个公用事业规模储能项目概况5 2蒙古中央能源系统的主要风力发电厂8 3预期的能量峰值减少、充电和放电9 4蒙古电池储能系统的主要应用11 5电池存储性能比较16 6安装和商业化数据17 Figures 1日常电力供需中央能源系统5 2蒙古的电力供应组合7 3蒙古中央能源系统的风力发电模式8 42015-2030年蒙古中央能源系统供需平衡预测10 5蒙古的能源系统13 BOXES 1电池储能系统在发达国家的应用14 2政策建议摘要22 v 缩写 亚行BESSBPMSCESCHPFCASGHGIPP 锂离子 MTCO2 MW MWhNaSNDC O&MVRBVRE –亚洲开发银行 –电池储能系统 –电池电源管理系统 –中央能源系统 –热电联产 –频率控制辅助服务 –温室气体 –独立发电商 –锂离子电池 –公吨二氧化碳 –兆瓦级 –兆瓦时 –钠硫电池 –国家调度中心 –操作和维护 –钒氧化还原电池 –可变可再生能源 ABSTRACT 本工作文件旨在就如何设计并网电池能源向发展中国家提供建议 storagesystem(BESS),giventhatclearBESSdesignguidanceisnotyetfullyavailable.Thisworking 本文基于从蒙古fi第一个并网BESS的设计中吸取的经验教训，该设计 hasan80megawatt(MW)/200megawatt-hour(MWh)capacity.ThatBESSwasdesignedtoprovide 负载转移和频率调节服务，以解决日益增长的 电网中可变可再生能源(VRE)的数量。从吸取的经验教训中，工作文件还提供了一种动手设计方法。 本文的受益者包括发展中国家政府，特别是决策者 参与BESS发展计划。在BESS规划期间，决策者可能会遇到 各种设计挑战，因为每个BESS都是独一无二的，不属于任何电源服务类别。挑战是技术性的，例如确定存储容量大小，以及监管， 例如与所有权、安全法规、可持续性和商业可行性相关的内容。 本文建议(i)正确确定BESS的大小；(ii)选择一家输电公司作为BESS 所有者(因为储能服务在商业上不可行，尽管它们最终可能 Benefitthepublic)；(Iii)列出性能要求，而不是技术规格fi阳离子在招标文件中，因为这将降低忽略最佳BESS技术选项的风险；(Iv)制定BESS操作指南以降低fi风险；以及(V)开发辅助服务 PricingpolicyandguidelinestohelpBESSservicesbecomefinanciallyviableinfuture.Ifthese 遵循建议，将增强VRE部署的支持环境，从而引导加速发展中国家的脱碳。 当(I)国家寻求增加 其VRE份额，同时严重依赖煤炭；（二）国内批发能源市场不发达；(iii)传输网络已经过时。经历这些的国家 条件，如南亚国家和太平洋岛屿国家，预计将受益于fit 这张纸。 关键词：电池储能，可变可再生能源 I.INTRODUCTION 本工作文件基于从蒙古fi第一次并网设计中吸取的经验教训 电池储能系统（BESS），具有80兆瓦（MW）/200兆瓦时（MWh）capacity.1蒙古在#年对其严重依赖煤炭的能源部门进行脱碳是一项挑战 尽管国内太阳能、风能等可再生能源资源丰富,但总电网中安装的可变可再生能源(VRE)容量受到有限的 调节储量和fl可扩展发电量的数量。储量通常由水力发电提供 orgas-firedthermalpowerplants,butnoneoftheseresourcesarefoundsu∆cientinMongolia.TheBESS项目将提供储备，以消除增加VRE容量的障碍。 本介绍性章节介绍了这篇论文的预期收益fi理论和适用于 proposedsolution,butalsobrieflydiscussesthepaper’slimitations.ItgivesanoverviewofMongolia’s 当前的能源部门，并展示了BESS将如何为该部门的脱碳做出贡献。 A.Objective 向低碳和碳中和社会过渡已成为一种日益增长的全球趋势。许多 各国政府已经设定了到2050年实现碳中和的目标。与这些目标相一致，电在运输部门，车辆已经取代了内燃机车辆，而VRE来源， 如太阳能和风能，一直在稳步扩大其在能源领域的份额。为了加快 VRE部署后，一些电力公司已经投资于储能，作为解决VRE的一种手段 Maintechnicalissue:uncontrolledoutputsthataresubjecttoweatherconditions.Energystoragefills 间歇性VRE输出导致的能源供应意外供需缺口。 几十年来，抽水蓄能水电站一直是主要的储能设施。 然而，它们的缺点是施工时间长，通常为5至7年。这可能是一个缺点 WhenitcomestokeepingupwiththegrowingVREshareofthepowergrips.ABESSrequiresashorter 建设期一般为1至2年。这种系统现在正在成为一种主要的能源形式 Storagethankstosignificancostreductions.Takingadvantageofthisopportunity,theGovernment 蒙古国决定安装该国第一个公用事业规模的并网BESS，以加快蒙古依赖煤炭的能源部门的脱碳。 在BESS的可行性研究期间，蒙古政府遇到了各种设计 challenges.ThiswastobeexpectedbecausefewstandardizeddesignapproachesfullycovertheuniqueBESS特性。例如，BESS不属于传统的电力设施类别，因为 做发电机或变压器。因为它不仅生产，而且消耗电力，蒙古的 现有的能源法律法规不适用于BESS解决方案。这一事实造成了各种用于设计BESS解决方案的设计原则，例如： 1亚洲开发银行（ADB）。2020a。蒙古：加快可再生能源渗透的储能选择。 顾问的报告马尼拉（TA9569-MON）。https://www.adb.org/sites/default/files/project-documents/51282/51232-001-tacr-en.pdf (i)所有权。在现有的能源监管框架下，BESS可以由发电公司、输电公司、配电公司，甚至由 消费者，由于其独特的多价值功能。没有单一的监管完全覆盖 BESS解决方案的多种应用。 (ii)排放塔ff级。因为BESS包括昂贵的设备，所以普通的仅靠能源市场价格是无法收回投资成本的。平衡 市场价格可能会恢复其中的一部分，但平衡市场价格很少可用 Indevelopingcountries.Thelackofsuchinformationmakesitdiucultforstakeholders, 例如监管机构和BESS投资者，以就适当的税率水平达成一致。发展然而，各国在这方面可能处于有利地位，因为其中许多国家 已经可以通过复杂能源的运行来确定这些价格平衡市场。 如上所述，政府规划者需要将其BESS设计建立在能源修正案的基础上。 lawsandtotheregulatoryframework.Ascanbesurmised,thisprocesstakesanenormousamountof 时间和时间，包括能量调节器、变速器之间的讨论和谈判系统和市场运营商，以及BESS投资者。 除了监管框架挑战外，BESS规划者可能会遇到技术挑战，包括 锂离子（Li-ion）和钠硫（NaS）等电池化学品的选择。深入研究和开发竞争已经导致即使是最好的电池技术在某些时候成为 很快就过时了。冗长的公共采购程序可能会导致错过新的如果电池技术规格fi阳离子在 必须遵守招标文件。 本工作文件将作为未来BESS规划