中國能建電科院劉文豐：
300MW級壓氣儲能電站智能控制技術研究與實踐
3月23日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構共同支持的第十五屆儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES2025”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導、智能化系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、技術標準、示范項目應用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?。
在3月24日下午的儲熱與長時儲能專場中，中國能源建設集團科技發(fā)展有限公司電力科學研究院副院長劉文豐作了題為《300MW級壓氣儲能電站智能控制技術研究與實踐》的主旨演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會發(fā)言整理提煉，僅供參考。
各位同仁、各位領導：
非常榮幸受邀在本次論壇上，向各位分享中國能源建設集團在300MW級壓縮空氣儲能電站領域的技術研究成果與實踐經(jīng)驗。
今天我主要將圍繞四個核心維度展開：第一是壓縮空氣儲能電站概述；第二是智能控制技術在壓氣儲能電站中的應用；第三是我們的300MW級壓氣儲能電站智能控制技術實踐案例；第四是300MW 級壓氣儲能電站智能控制技術的未來展望。
一、壓氣儲能電站概述
如圖所示，這是我們建設的湖北應城300MW級壓縮空氣儲能示范項目。這里可以看我們整個建設的進展情況。
壓氣儲能的原理是通過電網(wǎng)負荷低谷時段的多余電力驅(qū)動壓縮機，將空氣儲存于高壓密封設施中，在用電高峰時段釋放能量發(fā)電。具有儲能容量大、周期長、環(huán)境污染小的優(yōu)勢，能夠有效應對新能源發(fā)電的波動性、間歇性、隨機性。
壓氣儲能電站發(fā)展歷程和應用場景，大家可以看一下。
目前湖北應城壓縮空氣儲能的情況，單機功率實現(xiàn)300MW，容量是1500Mwh，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%。
對于創(chuàng)新點這一方面，我們首先實現(xiàn)了完全自主化的技術裝備（國產(chǎn)化率100%），其次創(chuàng)新性地利用廢棄鹽穴作為儲氣庫，最后以空氣為介質(zhì)，實現(xiàn)了環(huán)境零污染。
二、智能控制技術的研究內(nèi)容和意義
我們利用先進的傳感器、控制器和通信技術，實現(xiàn)了壓氣儲能電站的實時監(jiān)測的分析和控制。我們參考了歐美建設儲能電站的經(jīng)驗，同時結(jié)合國內(nèi)實際需求，在控制領域同步推進智能化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)壓氣儲能電站的自動化運行、優(yōu)調(diào)度，提高系統(tǒng)的運行效率和可靠性，降低我們的運行成本，最終增強它的經(jīng)濟性和環(huán)境的友好性。
我們的智能控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)了兩大核心功能突破，首先，通過實時監(jiān)測與動態(tài)調(diào)整運行參數(shù)，確保系統(tǒng)始終處于最優(yōu)運行狀態(tài)；其次，采用先進的控制算法、預測模型和優(yōu)化技術，顯著提升了壓縮和膨脹過程的運行效率。在應城項目的具體實踐中，我們重點攻克了兩個關鍵技術難題：一是通過優(yōu)化通信協(xié)議和網(wǎng)絡架構，滿足了快速控制的需求；二是構建了專門的算法服務平臺，通過對運行大數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，為系統(tǒng)性能提升提供了智能化支撐。
儲氣庫的智能監(jiān)控與管理，還有電網(wǎng)接入與協(xié)調(diào)控制。這里也是幾個方面，提高了運行效率和可靠性，增強了電網(wǎng)的穩(wěn)定性、靈活性。
三、壓氣儲能電站智能控制技術實踐案例
我們成功打造了一條綠色、零碳、高效的儲能新路徑，自主完成了從調(diào)試、運維到數(shù)字化的全鏈條工作，其中兩項創(chuàng)新成果屬行業(yè)首創(chuàng)，為壓縮空氣儲能領域樹立了新的質(zhì)量標桿。
我們整個平臺真正開始進入是2022年，2023年8月份我們完成了常規(guī)的DCS的測試、軟件運行環(huán)境測試，10月份設備發(fā)貨。2024年3月第一次云系統(tǒng)恢復。6月18日，實現(xiàn)了優(yōu)化調(diào)試。
技術難點，這里面有一個參考的案例，確實實現(xiàn)了我們對整個全站壓縮系統(tǒng)、膨脹系統(tǒng)、儲氣庫的整體的協(xié)同控制。
我們的智能控制平臺實現(xiàn)了對生產(chǎn)區(qū)設備的直接控制，突破了傳統(tǒng)火電控制系統(tǒng)僅提供運行指導的局限。創(chuàng)新性地實現(xiàn)了對機組啟停過程的全程自動化控制，這標志著我們在儲能電站智能控制領域取得了重大突破。
這里可以看一下，通訊的網(wǎng)絡架構這一塊是我們的核心。
我們的目標：第一個是自動化、數(shù)字化水平的提高，目標是少人值守；第二是機組全程智能啟停；第三是實現(xiàn)典型故障的知識表達和推理；第四實現(xiàn)系統(tǒng)異常自動診斷、預警與處理。
硬件平臺這一塊分為高速控制器區(qū)、智慧報警控制器區(qū)、算法服務器區(qū)，在技術研發(fā)重點方面，我們正集中力量深化算法服務能力建設。針對當前行業(yè)熱點的人工智能技術，我們已啟動相關研究并進行了初步技術對接。但AI技術在控制系統(tǒng)中的深度應用仍處于探索階段，其與現(xiàn)有算法服務的融合程度及最終效果，還需要通過進一步的工程驗證來評估。
硬件平臺中的高速控制器區(qū)專注于實時控制，采用專用處理器和優(yōu)化算法，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級的快速響應，這是實現(xiàn)精準控制的基礎保障。智慧報警控制器區(qū)集成了先進的故障診斷算法，其設計重點在于快速識別異常狀態(tài)，為電網(wǎng)共享儲能應用提供了可靠的安全保障。算法服務器區(qū)，考慮的是機組長期運行以后，把我們的數(shù)據(jù)集能夠收集提煉，然后生成我們自己的算法控制模型，最終還是應用于提升機組整體的控制效率，優(yōu)化能效分析的計算。
在地下儲氣庫管理方面，我們開發(fā)了專用的EMS能量管理系統(tǒng)，這個模塊對壓氣儲能電站提供了很大的支撐。
在智慧報警系統(tǒng)研發(fā)方面，我們雖然參考了智能電廠的標準規(guī)程模塊，但更注重針對壓縮空氣儲能系統(tǒng)的特殊需求進行定制化開發(fā)。這套系統(tǒng)從項目初期就已部署，經(jīng)過持續(xù)優(yōu)化已成為保障電站安全運行的關鍵支撐。目前我們正重點推進其與專家系統(tǒng)的深度融合，以進一步提升智能化水平。
在智能啟停技術方面，我們已成功建立了完整的機組自啟?？刂茦藴?。該標準是在火電機組成熟經(jīng)驗的基礎上，針對壓縮空氣儲能系統(tǒng)的特性進行了專項優(yōu)化和創(chuàng)新。
在性能計算與優(yōu)化運行模塊方面，我們已經(jīng)實現(xiàn)了協(xié)調(diào)控制和AGC功能。目前在適應電網(wǎng)"兩個細則"要求方面，特別是在相關規(guī)程和規(guī)范上，我們還存在一些不足，但也一直在積極探索解決方案。
在應城項目實際運行中我們發(fā)現(xiàn)，機組完全能夠滿足高響應速率的要求，其速率甚至遠超火電機組數(shù)倍。但由于儲能系統(tǒng)特有的儲氣庫特性，使得某些運行指標需要特殊考量。因此，我們在調(diào)試和試運行過程中采取了相對謹慎的態(tài)度，以確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
在能量管理系統(tǒng)方面，我們已取得實質(zhì)性突破并正式投入運行。作為整個控制系統(tǒng)的核心支柱，能量管理系統(tǒng)的重要性居于首位，其研發(fā)和實施投入了集團最優(yōu)質(zhì)的資源。
四、未來展望
回顧我們的技術發(fā)展歷程，從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)起步，逐步向智能化方向演進。在壓縮空氣儲能領域，雖然工藝和設計方面仍存在需要突破的技術瓶頸，但我們在控制系統(tǒng)方面持續(xù)取得進展，特別是在與人工智能、機器學習等新技術的融合應用上。
我這里提了智能感知與監(jiān)測技術、智能決策與優(yōu)化控制方法、系統(tǒng)集成與協(xié)同控制技術，常規(guī)的協(xié)調(diào)、自啟停的控制都是傳統(tǒng)控制策略基礎上進行優(yōu)化提升。
我們將持續(xù)深化自主創(chuàng)新能力建設，堅定不移地落實集團"自主可控"的戰(zhàn)略要求?，F(xiàn)階段的工作重點在于全面提升自主知識產(chǎn)權水平，著力實現(xiàn)核心技術100%自主可控的發(fā)展目標。通過壓縮空氣儲能項目的工程實踐，我們已經(jīng)積累了豐富的技術經(jīng)驗，正在構建具有完全自主知識產(chǎn)權的智能控制體系。
基于多個成功案例的經(jīng)驗，我們正在推進該控制系統(tǒng)與新型電力系統(tǒng)的全面融合，這將為能源轉(zhuǎn)型提供重要的技術保障。通過對電網(wǎng)兩個細則考核要求的深入學習研究，探索大規(guī)模壓縮空氣儲能電站儲能過程中的調(diào)頻、調(diào)峰特性，提升機組在電網(wǎng)側(cè)的盈利能力。
我的主要匯報就到這里，謝謝大家！
【責任編輯:中國儲能網(wǎng)新聞中心】