中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：關(guān)于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的業(yè)務(wù)場景的思考，我計(jì)劃從一個(gè)銷售角度整理三篇學(xué)習(xí)隨筆，談?wù)勗趦?chǔ)能系統(tǒng)在強(qiáng)，弱電網(wǎng)點(diǎn)和微電網(wǎng)下的業(yè)務(wù)關(guān)鍵路徑。
1.如何定義 “強(qiáng)”電網(wǎng)點(diǎn)和“弱”電網(wǎng)點(diǎn)
評(píng)價(jià)電網(wǎng)某個(gè)給定點(diǎn)的“強(qiáng)”或“弱”，是指其是否可以在穩(wěn)定狀態(tài)下傳輸電能的同時(shí)，保持足夠的電壓和頻率穩(wěn)定性水平的能力，我們在討論這個(gè)話題時(shí)需考慮給定連接點(diǎn)的系統(tǒng)特性和其連接的發(fā)電系統(tǒng)的大小。 所以通常我們會(huì)使用系統(tǒng)短路比 (SCR)、X/R 比和頻率變化率 (RoCoF) 來綜合量化連接點(diǎn)的強(qiáng)度。從一個(gè)銷售的視角簡化看這個(gè)問題，當(dāng)SCR≥5視作強(qiáng)電網(wǎng)，當(dāng)SCR＜5視作弱電網(wǎng)，當(dāng)SCR＜3視作極弱電網(wǎng)。 圖(b)顯示強(qiáng)電網(wǎng)向電網(wǎng)輸送的有功功率遵循參考值并出現(xiàn)一些振蕩，并在不到半秒的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來，X/R比對(duì)強(qiáng)電網(wǎng)中的電力輸送、振蕩或穩(wěn)定時(shí)間沒有顯著影響。隨著SCR的降低 X/R比非常低，這意味著電網(wǎng)更具有電阻。X/R比增加會(huì)更容易震蕩，導(dǎo)致功率傳輸性能差。
有時(shí)很容易把強(qiáng)電網(wǎng)和弱電網(wǎng)與電網(wǎng)的大和小，先進(jìn)和落后混淆，而實(shí)際情況是隨著新能源發(fā)電占比的增加及高比例的滲透，原本堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)SCR也會(huì)不斷下降，從而給電網(wǎng)運(yùn)行人員帶來一系列的挑戰(zhàn)。
2. 功能需求
在強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)中，儲(chǔ)能變流器通常在電網(wǎng)跟隨模式下運(yùn)行，跟隨另一個(gè)發(fā)電源提供的電壓和頻率參考。 此時(shí)儲(chǔ)能變流器當(dāng)作電流發(fā)生源，并從一級(jí)控制或二級(jí)控制接收P、Q設(shè)定值。
a. 一級(jí)控制
一級(jí)控制在功率設(shè)備自身運(yùn)行的控制功能，一般嵌入在逆變器固件或OEM的控制器中。這些控制功能通常緊密、快速地整合在儲(chǔ)能資產(chǎn)的充、放電能量轉(zhuǎn)換過程。
- 符合電網(wǎng)規(guī)范（Grid-code）的保護(hù)控制功能
- 模擬慣量
- 頻率下垂控制
- AVR/電壓下垂控制
一次控制還接收來自二級(jí)控制的設(shè)定點(diǎn)指令，以及將接受的設(shè)定點(diǎn)指令，根據(jù)本地測量值以參考值轉(zhuǎn)換為實(shí)際功率輸出。這些控制功能由儲(chǔ)能變流器的固件執(zhí)行。 固件功能是參數(shù)化的，可以配置為對(duì)客戶的最優(yōu)值。
而如果面向基于同步電機(jī)的資產(chǎn)（如傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和同步調(diào)相機(jī)），最快的響應(yīng)（如短路電流注入和慣量預(yù)留）本質(zhì)上是由電機(jī)和電網(wǎng)之間的機(jī)電相互作用提供的。
一級(jí)控制的關(guān)鍵目標(biāo)是在正常運(yùn)行和突發(fā)事件期間無需任何（或有限依賴于更高級(jí)控制）實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性。
b. 二級(jí)控制
二級(jí)控制通常指 電網(wǎng)控制中心級(jí) 和 廠站級(jí)之間的 “電能管理”，通過電網(wǎng)控制中心和廠站間的通信網(wǎng)絡(luò)，對(duì)現(xiàn)場電站控制器PPC裝置發(fā)送相應(yīng)指令。PPC接受到指令后，再通過變電站OT通信協(xié)議與 站內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電表和變電站自動(dòng)化 (SAS) 設(shè)備，協(xié)作完成控制任務(wù)。[OT通信協(xié)議一般指IEC61850，MODBUS等和IOT通信協(xié)議，如MQTT區(qū)分]。二次控制一般以 數(shù)十/數(shù)百 毫秒的周期運(yùn)行，并在幾秒鐘內(nèi)啟動(dòng)執(zhí)行功能。
二級(jí)關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) 廠站級(jí)系統(tǒng)中 不同資產(chǎn)的協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)不僅滿足穩(wěn)定性，還滿足電網(wǎng)或廠站需要的特定功能要求。
二級(jí)電平控制功能有：
- 自動(dòng)管理不同的運(yùn)行條件和過渡（并網(wǎng)/離網(wǎng)、柴油開啟/柴油關(guān)閉、高/低可再生能源滲透率等）
- 同步頻率和電壓控制
- 有功和無功負(fù)載共享
- 輔助服務(wù)，電網(wǎng)互連點(diǎn) (POI) 的無功功率/電壓/功率因數(shù)控制和頻率支持
- 新能源輸出平滑
關(guān)于一級(jí)控制和二級(jí)控制之間一定存在重疊和交互。有明顯只屬于一級(jí)控制的功能，也有只屬于二級(jí)控制的功能，但也些控制功能可能被劃分到任一級(jí)別，所以需要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)。
3. 業(yè)務(wù)開拓中需要注意的問題
3.1 明確當(dāng)?shù)厥袌鲂枨?
IPP 和 BESS 所有者和運(yùn)營商面臨著改善其現(xiàn)場運(yùn)營的壓力，他們需要更少和更短的停機(jī)時(shí)間，以 具有成本效益 和 降低運(yùn)營成本 的方式交付高質(zhì)量的可參與電力市場并獲利的解決方案。理解和滿足當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)營商的要求，實(shí)現(xiàn)與 TSO/DSO的無縫集成 是成功執(zhí)行項(xiàng)目和順利獲得并網(wǎng)程序許可的關(guān)鍵。
3.2 市場參與的關(guān)鍵路徑
3.2.1 遵守 相關(guān)法規(guī) 及電網(wǎng)規(guī)范 要求
規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)旨在涵蓋 BESS 的安全相關(guān)方面，從開發(fā)到安裝和調(diào)試，然后是操作、維護(hù)，直至退役，甚至梯次使用的目的。BESS 的每個(gè)組件都應(yīng)有自己的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，并且每個(gè)組件的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與 BESS 整體兼容。
對(duì)于 儲(chǔ)能變流器 和 電池均根據(jù)最知名且廣泛使用的國際安全和EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。 如UL9450系統(tǒng)級(jí)評(píng)估的一部分，BESS 不僅對(duì)硬件本身進(jìn)行了嚴(yán)格評(píng)估，還要對(duì)控制、保護(hù)、通信以及火災(zāi)探測和滅火方法進(jìn)行了嚴(yán)格評(píng)估。
電網(wǎng)規(guī)范旨在確立作為輸電系統(tǒng)運(yùn)營商一部分的所有參與者的義務(wù)。他們設(shè)定了并網(wǎng)條件，規(guī)定了有關(guān)安全和穩(wěn)定運(yùn)行的所有相關(guān)方面的最低技術(shù)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如供電質(zhì)量、保護(hù)規(guī)范、發(fā)電廠規(guī)范、計(jì)量要求等。雖然在大量規(guī)范/指南中出現(xiàn)了某些通用規(guī)范，但每個(gè)電網(wǎng)機(jī)構(gòu)都可以設(shè)置自己的標(biāo)準(zhǔn)。許多輸電網(wǎng)規(guī)范現(xiàn)在包含一個(gè)條款，要求需要提供擬建發(fā)電廠的模擬模型，才頒發(fā)并網(wǎng)許可證，并將其作為并網(wǎng)條件合規(guī)性的一部分。區(qū)分產(chǎn)品和系統(tǒng)（或工廠）級(jí)別的合規(guī)性也非常重要。在僅銷售儲(chǔ)能變流器時(shí)，提供產(chǎn)品級(jí)電網(wǎng)規(guī)范認(rèn)證即可。但如果客戶要求BESS系統(tǒng)級(jí)合規(guī)，這通常意味著需要對(duì)整個(gè)運(yùn)行的BESS系統(tǒng)（不僅是PCS）的測試，這個(gè)問題需要單獨(dú)跟蹤。 一般儲(chǔ)能變流器可以同時(shí)符合AU、US 和多個(gè) EU 電網(wǎng)規(guī)范，但BESS系統(tǒng)是定制化解決方案，證明其合規(guī)性并不容易，它既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢，而且電網(wǎng)規(guī)范也在不斷變化。
3.2.2 滿足 網(wǎng)絡(luò)安全 要求
隨著技術(shù)的發(fā)展，純OT架構(gòu)很難滿足資產(chǎn)運(yùn)維的需求，而無規(guī)范地部署IT資產(chǎn)，無序使用IT通信規(guī)約，也會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)安全的問題。在儲(chǔ)能銷售中也需要提前了解網(wǎng)絡(luò)安全的相關(guān)要求，并提前規(guī)劃滿足 網(wǎng)絡(luò)安全 的行動(dòng)路徑。
3.3 規(guī)劃堆疊的服務(wù)和功能
在強(qiáng)電網(wǎng)點(diǎn)銷售儲(chǔ)能時(shí)，峰谷套利特別是固定時(shí)間點(diǎn)的峰谷套利 一般是不足以支撐項(xiàng)目獲利的，時(shí)常在銷售前期審核最常提到的一個(gè)問題，你準(zhǔn)備銷售的儲(chǔ)能是哪種服務(wù)？如果我回答 我銷售的就是儲(chǔ)能，那么很可能接下來的問題就是 那你怎么和電池供應(yīng)商競爭？或者是為什么電池供應(yīng)商自己不直接參與這個(gè)項(xiàng)目？這樣就基本不用再繼續(xù)跟蹤了。
但有經(jīng)驗(yàn)的銷售這么回答，我們的背景是我們理解電網(wǎng)的需求，首先我們的電網(wǎng)接入解決方案基于同一電網(wǎng)客戶已經(jīng)完成的變電站解決方案，可以確保和TSO/DSO的無縫集成，且我們提供的儲(chǔ)能是滿足電網(wǎng)運(yùn)營商的某某特定的功能，如提供核心發(fā)電廠出現(xiàn)故障的緊急電源和黑啟動(dòng)服務(wù)，那么至少在前期階段這個(gè)銷售故事是成立，可以繼續(xù)跟蹤的。
3.4 接入電網(wǎng)和電力市場
接入電網(wǎng)和電力市場，需要能源管理可以深入了解實(shí)時(shí)設(shè)施信息（狀態(tài)、測量和銘牌數(shù)據(jù)）之外的元素，并考慮時(shí)間表、預(yù)測（負(fù)荷、可再生能源發(fā)電、能源價(jià)格）和市場機(jī)制，并與第三方系統(tǒng)的接口，準(zhǔn)確預(yù)測的可用性對(duì)于能源管理系統(tǒng)至關(guān)重要。
由于它們以較慢的循環(huán)時(shí)間運(yùn)行，三級(jí)控制依靠較低的二級(jí)和一級(jí)控制來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，并在可行的情況下啟動(dòng)其根據(jù)能源管理策略計(jì)算的設(shè)定點(diǎn)?？梢哉f的大一點(diǎn)，在滿足系統(tǒng)安全性的前提下，是否可以平滑接入電力市場并獲利是系統(tǒng)解決方案商的評(píng)價(jià)關(guān)鍵。
