中國儲能網(wǎng)訊：5月24日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦，200余家機構共同支持的第十一屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。此次大會主題是“堅守儲能安全底線，推動產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的718家產業(yè)鏈企業(yè)，1952位嘉賓參加了本屆大會，其中88家企業(yè)展示了儲能產品。
奇點能源作為聯(lián)合支持廠家攜能量塊智慧儲能解決方案亮相本屆大會。大會第一天，奇點能源產品總監(jiān)張翼發(fā)表了《奇點儲能，為美好低碳生活賦能》的演講，以下是演講全文：
尊敬的各位來賓、各位朋友、各位同仁、大家下午好！
非常高興在這里和大家一起分享和交流西安奇點能源在儲能系統(tǒng)解決方案方面的思考和探索。
西安奇點能源成立于2018年，由一批行業(yè)知名的電力電子技術專家聯(lián)合創(chuàng)立，專注于儲能系統(tǒng)集成技術研究和產品開發(fā)，為推動大規(guī)模清潔能源接入，實現(xiàn)全球碳中和目標，貢獻行業(yè)領先的解決方案。
西安奇點能源致力于打造和建設儲能系統(tǒng)集成完整的系統(tǒng)研發(fā)能力，包括了電力電子、電芯測試驗證能力、儲能標準產品的生產制造能力、儲能一體化產品的集成研發(fā)能力、BMS/PCS/EMS的研發(fā)能力。我們已經(jīng)形成電池PACK、BMS、PCS、EMS和一體化儲能產品eBlock的研發(fā)制造能力、工商業(yè)儲能電站、光儲充電站、新能源儲能電站的系統(tǒng)集成和智能運維能力，可為用戶提供完整的儲能電站整體解決方案和一站式能源管理服務。
目前，業(yè)內的儲能系統(tǒng)主要以集中式的方案為主，它的典型特點是將近萬顆電芯先串后并集中布置、直流匯流后集中并網(wǎng)。它的集成難點是在安全性風險、并聯(lián)容量和效率損失。
我們做儲能系統(tǒng)集成，我們關注嚴重制約儲能行業(yè)技術發(fā)展的三個方面：
第一，安全風險。我們做儲能系統(tǒng)集成最關注的核心問題就是安全問題，包括了一旦電池發(fā)生失控所帶來的消防難題，以及大量的電芯通過串并聯(lián)組成儲能系統(tǒng)，如何保證每一個電芯都運行在安全工況，對電芯是否做到了全景的安全監(jiān)測？以及PCS和BMS是否進行了高效的協(xié)同，是否存在盲區(qū)？包括交直流的電源安全，這些都是儲能系統(tǒng)集成所關注的安全性因素。
第二，收益率低。收益率一方面和整個儲能系統(tǒng)的價格機制相關，另外也和整個儲能系統(tǒng)集成的效率有關。這個效率一方面是儲能電站充放電的轉化效率，還有電站在不同的工況下運行，它的能耗效率；以及儲能系統(tǒng)電池容量可利用率。特別是隨著電池循環(huán)次數(shù)的增多，電池發(fā)生衰減，不一致性增大，對電池容量的可利用率都會產生重大影響。這些效率都與整個儲能電站的收益率息息相關。
第三，整體的儲能系統(tǒng)的成本。這些成本包括了設備、研發(fā)、認證、生產制造的成本；儲能電站設計、安裝、調試、建設的成本；儲能電站為了保證長期、穩(wěn)定、安全、可靠的運行，電池系統(tǒng)一致性的維護所帶來的運維成本。
以上三方面因素嚴重制約了儲能行業(yè)的快速發(fā)展。
西安奇點能源希望采用產品化的理念，通過高度集成的儲能系統(tǒng)化產品，解決或者大幅緩解上面提到的儲能系統(tǒng)集成的行業(yè)痛點。
我們推出了分布式能量塊eBlock，這款產品采用“All In One”的設計理念，創(chuàng)新性得將長壽命電芯、高效均衡BMS、PCS、主動安全、智能配電以及熱管理系統(tǒng)，融于單個機柜，使每個能量塊eBlock都具備電能存儲和交直流變換的能力，可以戶外部署，滿足安全、穩(wěn)定、可靠、長期運行的運維要求，通過在交流側并聯(lián)實現(xiàn)儲能電站容量的彈性部署。
能量塊產品eBlock在系統(tǒng)集成方面，由于它將直流的電流存儲和交流的功率變換融于一體，形成了一體化的儲能系統(tǒng)集成的基本單元，這就與傳統(tǒng)的將交流和直流分開的方案有很大不同。在系統(tǒng)集成方面，它帶來了三個轉變：第一，在用戶界面上，由原來的系統(tǒng)工程轉變?yōu)闃藴驶漠a品，通過能量塊積木式的搭建，來實現(xiàn)儲能電站的設計和建設。在系統(tǒng)連接上，將交直流混合的系統(tǒng)轉變?yōu)槟芰繅K單純的交流設備系統(tǒng)，大幅簡化了安全防護的難度，特別也避免了當多個電池簇站發(fā)生并聯(lián)可能產生的環(huán)流、偏流問題以及避免一些直流并聯(lián)對電池可能造成的大電流沖擊，也降低了直流側并聯(lián)所帶來的電源容量損失的問題。在安裝運維方面，通過這種高可靠、標準化的產品支撐，通過我們對能量塊運維數(shù)據(jù)的全程化監(jiān)測，極大地簡化了我們的運維工作。我們在集成上的思路是讓產品復雜化，讓工程實施簡單化。產品的復雜化可以通過在研發(fā)、生產、制造過程通過嚴格的安全測試標準來進行保障。
安全是能量塊產品核心的設計原則，我們每個能量塊產品都是單簇獨立成框，天然實現(xiàn)了電源簇間安全隔離。在電芯層面，針對每一節(jié)電芯進行電壓和溫度的監(jiān)測；在PACK層面，我們內置了火災報警的傳感器，外設了消防水路和電磁閥。在能量塊eBlock層面，我們部署了溫濕度和VOC、門禁。通過這些大量的傳感器，我們對整個能量塊系統(tǒng)進行了一個全景地安全監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)電池有熱失控的風險，可以進行快速準確的定位。通過啟動對應電池PACK發(fā)生風險的電磁閥，進行循環(huán)自動的控制和操作。通過液體浸沒，中和電池熱失控產生的熱量，來避免電池熱蔓延的發(fā)生，也徹底杜絕了電池復燃的可能。
在數(shù)據(jù)運行的分析方面，由于每個能量塊里只有一個電極簇，而且是通過交流式進行并聯(lián)，所以每個能量塊在運行的時候實現(xiàn)了解耦，每個能量塊彼此獨立而互不影響，所以我們是基于每個能量塊進行建模。我們采用了時序數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的秒級的存儲，數(shù)據(jù)存儲可以細化到每節(jié)電芯的電壓和溫度。通過對運行數(shù)據(jù)的挖掘和分析，我們實現(xiàn)了對單個電芯的安全健康度和壽命的定量預測。
在控制保護方面，我們采用全新的控制架構，將PCS融合BMS，融合到一個大腦，形成了新的PCS。這樣的PCS，它直流從電池管理系統(tǒng)的采樣模塊接受電芯采樣數(shù)據(jù)，具備對電池的運行工況進行預測和判斷的能力，將功率控制和電池狀態(tài)估算完成了功能融合，徹底消除了盲區(qū)，使每個能量塊里只有一個控制中心。采用了矩陣式交直流故障綜合控制保護策略，可以對電網(wǎng)側的故障、電池側的故障采取更加妥善、可靠的控制保護措施。
經(jīng)濟高效也是我們能量塊產品的一個核心關注點。首先，在并聯(lián)容量損失上，由于每個能量塊里只有一個電極簇，每個能量塊配備組串式的變流器系統(tǒng)。由于這樣的設計，可以顯著提升電池能量的利用率，特別是隨著電池循環(huán)次數(shù)的增多，能量發(fā)生衰減，對容量應用的提升會越來越明顯。
在系統(tǒng)轉換方面，我們采用了最小開關損耗的矢量控制算法，包括風道最優(yōu)設計，以及PCS的電池組串電壓最優(yōu)擬合設計，實現(xiàn)了在0.3C的運行工況下，系統(tǒng)轉換效率大于91%。
在設備的年利用率方面，每個能量塊都采用標準了插框式設計，無易損件，而且各種能量塊之間互為冗余。即使當單個能量塊發(fā)生單點故障，對其他的能量塊運行不產生影響，可互為冗余備份，提升了整個儲能電站設備的年利用率。通過這種精細化的電池管理和高效可靠設計，讓電站儲放電量提升12%，進而降低整個電站的用電成本。
當多個能量塊產品接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的友好性就顯得尤為重要。我們開發(fā)了DSP+ARM+FPGA集群控制平臺，實現(xiàn)100us內對每個eBlock的高速調度控制，將能量塊的調度響應時間縮短到20ms。并且弱電網(wǎng)情況下，可以友好地進行并網(wǎng)，對電網(wǎng)形成支撐。在能量塊的部署方面，每個能量塊都是積木式的標準化產品，它的重量和體積遠遠小于集裝箱，在設計安裝費用方面得到了極大的降低。單機柜的占地小于2平方米，可以靈活部署于各種不同的應用場景。在控制層面，每個能量塊都是交流側的電極，內置削峰填谷、需量管理等控制策略，可以完全自洽控制，每個能量塊都是可以獨立運行的儲能系統(tǒng)單元。在容量方面，我們通過前面介紹的自主研發(fā)的集成控制平臺，多能量塊可以通過集群控制把電站容量從MW級擴展到GWh，體現(xiàn)了能量塊產品即插即用的優(yōu)勢。
所以，我們的能量塊產品eBlock想傳遞的核心價值，就是極致安全、經(jīng)濟高效、智能友好，即插即用。采用這種分布式能量塊的集成方案，解決了目前行業(yè)存在的共性問題，也定義了儲能集成的新標準。
前面我們提到整個儲能行業(yè)運行在安全、效率與成本方面，是制約我們的一些難題，我們也針對不同的應用場景提出了保安全、保容量、保電量，通過完整質保服務方案來消除投資的不確定性。
下面，我來介紹一下我們的產品：
這款產品是我們的eBlock-172。功率容量為62.5kW/172kWh，轉化效率為91%，它適用于用戶側工商業(yè)應用場景。
這是eBlock-372，功率容量186KW/372KWh，交流輸出690V，這款產品適用于新能源側和電網(wǎng)側的大規(guī)模儲能應用場景。
這是ePCS-1000。額定功率是62.5kW，交流電壓380V。
這是ePCS-2000。額定功率186kW，集成了BMS管理功能。
這是eStation-2500。額定功率2500KW，它內置了多路的組串式PCS-2000產品，實現(xiàn)了電池簇的多支路接入，單電池簇精細化管理，可以與現(xiàn)有的集裝箱的直流控制系統(tǒng)進行完美的適配。
下面，我介紹一下能量塊產品eBlock在用戶側的案例：
這是位于北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，實現(xiàn)了削峰填谷+充電管理+需量管理，同時提供園區(qū)重要負荷的緊急供電。
這是在電網(wǎng)側的案例，示范電站位于湖南永州螞蝗塘，分布式模塊化儲能單元1.25MW/2.5MWh，電站直接接受電網(wǎng)AGC調度。
這是我們采用最新的最新產品進行的儲能電站的典型設計，它的標準儲能方陣是2.5MW/IMWh。
以上就是我們奇點能源在儲能系統(tǒng)解決方案方面的思考和探索，也包括了我們的一些技術創(chuàng)新和成果，在此與大家一起來分享交流。
謝謝！
