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8月9—10日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司、西安北大科技園、中國(guó)科學(xué)院電工研究所儲(chǔ)能技術(shù)組、深圳市科陸電子科技股份有限公司等單位聯(lián)合主辦“第二屆全國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用高層研討會(huì)”在陜西西安金磐酒店舉行。來(lái)自政府主管部門(mén)、能源監(jiān)管部門(mén)、行業(yè)專(zhuān)家、設(shè)計(jì)院、新能源發(fā)電業(yè)主單位、電力公司、系統(tǒng)集成商、項(xiàng)目承包商、投融資機(jī)構(gòu)等單位的260余位嘉賓出席了本次研討會(huì)。

組委會(huì)邀請(qǐng)到國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)中心特聘研究員周錫衛(wèi)就“大規(guī)模蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)與實(shí)踐”發(fā)表主題演講，以下為其主要報(bào)告內(nèi)容。

 

 

 

周錫衛(wèi)

各位同仁，各位朋友，中午好！

今天我跟大家分享的木是大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)集成和實(shí)踐方面的話(huà)題。大規(guī)模儲(chǔ)能有很多形式，包括壓縮空間等等。我重點(diǎn)談電化學(xué)儲(chǔ)能，特別是蓄電池儲(chǔ)能。從五個(gè)方面，重點(diǎn)跟大家交流業(yè)界比較關(guān)心的問(wèn)題和我們?cè)趯?shí)踐中的體會(huì)。

第一個(gè)是大規(guī)模儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn)。前幾位都講到，有的講的比我還要細(xì)，在這幾個(gè)方面我只是區(qū)分了一下，哪一塊屬于管理部分和哪一些是設(shè)備的相關(guān)性。BMS和EMS在儲(chǔ)能單元考慮到哪些與設(shè)備的相關(guān)特點(diǎn)，這個(gè)PPT是給大家，所以我就不展開(kāi)了。

大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上關(guān)注的是頂層設(shè)計(jì)，我看了一下會(huì)議提供的資料，我特別關(guān)心系統(tǒng)集成以后的效果，我看到廠(chǎng)家提供的宣傳冊(cè)有一些系統(tǒng)運(yùn)行效果圖跟實(shí)際情況不一致，建議有一些廠(chǎng)家把圖要改一改，這幾個(gè)曲線(xiàn)配比跟現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)際情況不太一樣，按此進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)考慮系統(tǒng)構(gòu)成的時(shí)候會(huì)有一些錯(cuò)誤。

從頂層設(shè)計(jì)，首先我們關(guān)心的是目標(biāo)，到底做這件事情的目標(biāo)是什么？都有哪一些問(wèn)題？把這些找出來(lái)才有針對(duì)性的方法和適應(yīng)性的技術(shù)，這些都有了之后還要做仿真，推演一下可性性，最后再實(shí)施它。

我用了一個(gè)電廠(chǎng)的例子，電廠(chǎng)調(diào)頻和發(fā)電、AGC調(diào)度曲線(xiàn)的關(guān)系，按照這樣的曲線(xiàn)可以找到平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)就是配比系統(tǒng)構(gòu)架功率到底有多少，儲(chǔ)能容量到底應(yīng)該放多少才比較合適。要做到具體分析，有取有舍，在此基礎(chǔ)上考慮選型的問(wèn)題。

對(duì)于儲(chǔ)能項(xiàng)目大家都說(shuō)發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)，我有一點(diǎn)不同觀(guān)點(diǎn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)上要分兩個(gè)層面：一個(gè)層面是技術(shù)層面，一個(gè)層面是商業(yè)模式層面。從技術(shù)層面來(lái)講電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)是一樣，不存在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)區(qū)分，都要受調(diào)度調(diào)控；與商業(yè)模式上和商業(yè)運(yùn)行上不同，你在電源側(cè)的時(shí)候可能要跟電源方配合得到商業(yè)模式，你的定價(jià)從那里來(lái)，如果在電網(wǎng)側(cè)，是賺輔助服務(wù)還是安全、備用等賺什么費(fèi)用？在這兩個(gè)層面上應(yīng)該有所區(qū)分。

選型的問(wèn)題是系統(tǒng)集成里面非常重要的問(wèn)題，在選型過(guò)程中主要考慮兩個(gè)方面：一個(gè)是做可研的時(shí)候盡量考慮設(shè)備性能，包括性?xún)r(jià)比。但是真正購(gòu)買(mǎi)及組成系統(tǒng)的時(shí)候要看設(shè)備能力，最后的效果。有三個(gè)重點(diǎn)，是安全性和經(jīng)濟(jì)性，還有監(jiān)控時(shí)候的有效性。功能上也有受系統(tǒng)控制的可控性及相應(yīng)時(shí)間問(wèn)題，整體系統(tǒng)重點(diǎn)考慮是時(shí)效性和運(yùn)行保證。

這個(gè)地方我要講一下，我們很多招標(biāo)過(guò)程中有一些是廠(chǎng)家報(bào)上來(lái)的，或者我們要求的指標(biāo)不是很客觀(guān)，有一些項(xiàng)目指標(biāo)根本沒(méi)有必要要，也是通通加上去，里面指標(biāo)越來(lái)越多，越來(lái)越高。同樣一個(gè)廠(chǎng)家，同樣一個(gè)型號(hào)，4400循環(huán)周期，它可以報(bào)。另外一個(gè)地方招標(biāo)6000次還是這一款，還是可以報(bào)?，F(xiàn)在有的招標(biāo)到8000次，有些人還是要報(bào)，實(shí)際上廠(chǎng)家的材料和產(chǎn)品沒(méi)有那么快性能提升。這個(gè)照片，做大規(guī)模的時(shí)候會(huì)拆解一兩個(gè)PACK，拆下來(lái)的時(shí)候有一個(gè)問(wèn)題，這里面的電芯摻雜的是次品，大家覺(jué)得動(dòng)力電池放在汽車(chē)上要求高，放在汽車(chē)上的動(dòng)力電池達(dá)不到要求，或者覺(jué)得有問(wèn)題的，就把它移到儲(chǔ)能上來(lái)，圖片上的產(chǎn)品是儲(chǔ)能系統(tǒng)做一致性檢測(cè)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)一致性不好就拆開(kāi)了，上面灌了一些膠，明顯是拆下來(lái)，再進(jìn)行裝配的。

在我們大量實(shí)踐中，我認(rèn)為汽車(chē)動(dòng)力電池規(guī)模比較小，溫度環(huán)境控制措施比較好，而且充放電深度要求沒(méi)有那么高，這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)對(duì)電池要求相對(duì)來(lái)講沒(méi)有那么高。相對(duì)的概念是相對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能，如果是要調(diào)峰一定要靠充放電的深度賺錢(qián)，如果淺充淺放就沒(méi)有錢(qián)賺。放電開(kāi)始和充電最后的時(shí)段兩邊一致性偏差很大，中間比較平穩(wěn)，在兩端地方使用它很容易出問(wèn)題。大規(guī)模儲(chǔ)能一直要用滿(mǎn)充滿(mǎn)放，而且環(huán)境條件及控制也差一些，這樣對(duì)電池的要求會(huì)更高，千萬(wàn)不能有誤區(qū)。照片產(chǎn)品這樣的廠(chǎng)家在走下坡路，對(duì)業(yè)界也是負(fù)面影響，如果一個(gè)電池出來(lái)問(wèn)題了，整個(gè)系統(tǒng)也會(huì)有影響，這一家原來(lái)是很有名的企業(yè)，今年在排名已經(jīng)找不到了。

技術(shù)上有兩方面的技術(shù)：一個(gè)是通用基礎(chǔ)技術(shù)。它有一些基本功能，大多數(shù)廠(chǎng)家都可以達(dá)到，儲(chǔ)能系統(tǒng)里面還有核心技術(shù)，其中四個(gè)是比較重要的，一個(gè)BMS，你能不能真正管住哪一個(gè)損傷的電芯這是核心技術(shù)。第二個(gè)是EMS，在大規(guī)模儲(chǔ)能里面，這么多的儲(chǔ)能單元如何管理的好，這是個(gè)核心。第三個(gè)是以前不太重視的，就是環(huán)境控制技術(shù)，環(huán)境控制技術(shù)實(shí)際上是非常重要的核心技術(shù)。現(xiàn)在非常重視的是消防，大多做成了集裝箱儲(chǔ)能單元，想方設(shè)法監(jiān)測(cè)燃爆早期發(fā)現(xiàn)，再設(shè)法滅火；能否能夠從預(yù)防上管住，這是核心技術(shù)之一。我們長(zhǎng)期從這些方面做了一些工作，一會(huì)兒講一下這個(gè)問(wèn)題。

系統(tǒng)架構(gòu)也不可缺少，到底你這個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)怎么樣，影響到系統(tǒng)最終效果。我們考慮系統(tǒng)架構(gòu)一定要柔性化，要做到單元之間動(dòng)態(tài)調(diào)配及系統(tǒng)可以重組，這樣可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)維護(hù)。

我們講BMS，現(xiàn)在BMS有一個(gè)比較大的問(wèn)題，前面有人也提到了，很多BMS用專(zhuān)用芯片，專(zhuān)用芯片大部分原來(lái)用在汽車(chē)上的，它對(duì)電芯檢測(cè)不是溫度和電壓同時(shí)檢測(cè)，前面有人分析了電芯燃爆過(guò)程，溫度變化是非常重要的指標(biāo)，前面講了電池管理的時(shí)候，比較強(qiáng)調(diào)SOC和SOH，這個(gè)指標(biāo)確實(shí)是比較重要的，但是目前沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)確性不易把控，不同環(huán)境下的修正是沒(méi)有好的方法的，BMS產(chǎn)品做出來(lái)是基本上一樣的東西，不同場(chǎng)景下面算法應(yīng)該有所調(diào)整。

原來(lái)BMS最大問(wèn)題在于造價(jià)比較高，把幾個(gè)電芯并在一起做一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，在座都是跟電有關(guān)系的，搞電的都知道，并接的多個(gè)電池參數(shù)采回來(lái)是一樣的，其中有一個(gè)偏高、偏低測(cè)不出來(lái)，只有同時(shí)偏低或者偏高才能測(cè)出來(lái)。其中一個(gè)比較差的電池隱含在里面，不能找到。BMS之初設(shè)計(jì)的時(shí)候是找出那個(gè)最差電池進(jìn)行管控，因?yàn)槌杀締?wèn)題，四個(gè)并接就變成四分之一的成本了，這個(gè)帶來(lái)很大的隱患。 我們?cè)?20兆瓦時(shí)上采取全電芯監(jiān)測(cè)，小組串均衡，雙路徑管控，這個(gè)不展開(kāi)了。

雙路徑，以前BMS都是一個(gè)通信路徑，是循環(huán)采電芯，采完以后到BAM再到BSM，分三各層級(jí)，這樣時(shí)間是比較慢的，不能在壞損的電芯燃爆之前時(shí)間區(qū)間進(jìn)行處理，我們?cè)诘谝患?jí)檢測(cè)的時(shí)候增加設(shè)立一個(gè)硬件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)路徑，超過(guò)設(shè)定的溫度或超過(guò)它的設(shè)定電壓值會(huì)直接驅(qū)動(dòng)并把這個(gè)小組串跳開(kāi)，就避免了風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)在做集裝箱安全很有必要，我認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)該放在避免事故發(fā)生，其次才是防止災(zāi)害擴(kuò)大化；而不是目標(biāo)定為解決燃爆是否監(jiān)測(cè)出來(lái)，無(wú)論用什么檢測(cè)方式，檢測(cè)氣體也好，檢測(cè)冒煙也好，檢測(cè)火情也好都是鋰電池燃燒之后，真正要解決它更好的措施是不讓它燃起來(lái)，這是我們?cè)诖笠?guī)模項(xiàng)目上的方式。

講一下大規(guī)模蓄電池720MWH，一共分了8個(gè)子系統(tǒng)，兩個(gè)比較大的都是60兆瓦/240兆瓦時(shí)單體系統(tǒng)，最主要的特點(diǎn)有分散安裝、集中控制，有8個(gè)子系統(tǒng)即可以單獨(dú)控制，又可以在一個(gè)區(qū)域里面統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)節(jié)。新能源電力波動(dòng)變化，對(duì)電網(wǎng)來(lái)講調(diào)頻、調(diào)峰也好，新能源的變化，對(duì)于一個(gè)站特別是一個(gè)單元系統(tǒng)來(lái)講變化很大，但是對(duì)于區(qū)域里面的電網(wǎng)來(lái)講變化就沒(méi)有那么大了。但是它在一些不同接入點(diǎn)和地方，會(huì)有比較大的變化調(diào)節(jié)需求，這個(gè)時(shí)候網(wǎng)域統(tǒng)調(diào)的概念在里面，現(xiàn)在也有人稱(chēng)作共享的概念在區(qū)域里面進(jìn)行協(xié)調(diào)。

項(xiàng)目的特點(diǎn)，在現(xiàn)行政策下想辦法助力電網(wǎng)的電力靈活性調(diào)節(jié)，降低棄電，在這里面找到你的商業(yè)模式。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)光伏棄電有5個(gè)小時(shí)區(qū)間可以做削峰填谷，一年里面一充一放每天一次得不到商業(yè)回報(bào)希望值，我們和風(fēng)和光統(tǒng)一做了調(diào)節(jié)，這樣再加上輔助服務(wù)的政策就有機(jī)會(huì)綜合效率提升，平均在7年到8年收回投資來(lái)，因?yàn)檎w成本，一直到330接入在160萬(wàn)/MWH，比現(xiàn)有其他要低一些，其商業(yè)模式主要從這里面來(lái)。

這個(gè)項(xiàng)目和西北設(shè)計(jì)院合作，他們做了可研，合作做了一些整體設(shè)計(jì)，上海儀電集團(tuán)控股的中能智慧公司投資，設(shè)備選型中做過(guò)大量篩選，其中上海寶準(zhǔn)、科華、易事特、科陸的PCS用在項(xiàng)目上，對(duì)此我們最主要考慮適用性和多機(jī)并聯(lián)的一致性以及四象限受控和相應(yīng)特性，還有無(wú)功能力的考量，時(shí)間關(guān)系其他不多講，謝謝大家。