中國儲能網(wǎng)訊：9月7日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司與浙江省能源局聯(lián)合指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合232余家機構共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。
大會以“共創(chuàng)儲能新價值，共建市場新格局”為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，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)政策機制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、標準、示范項目應用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內(nèi)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913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
9月8日下午，西安新艾電氣技術有限公司創(chuàng)始人/CTO倪同先生在儲能系統(tǒng)設計與裝置專場分享了主題報告《新艾模塊化產(chǎn)品解決方案構筑儲能系統(tǒng)的四重安全防護》以下為演講速記實錄：
倪同：感謝主持人，就剛才主持人講到的逆變器的分類確實有很多種，從高壓直掛到低壓并連，到大功率單機。逆變器是儲能重要的零部件，但是做儲能光有逆變器是不夠的。
我們做儲能，在儲能發(fā)展過程中，從過去逆變器選型，它只有大功率大機，到今天組串式逆變器，很多企業(yè)在這方面不停在突破。在儲能的收益、安全、性能方方面面有非常多的考慮，我們來講講新艾電氣這些年在儲能方面的一些考慮，再次分享給大家。
首先，我們公司在2015年成立以后就開始干儲能，我想在座的可能干儲能的，在2015年前干的不會超過1/3，可能會更少，在這兩三年干的比較多一點。我們從成立之初，從儲能變流器切入到整個儲能賽道，到今天儲能解決方案，來為這個行業(yè)提供我們的產(chǎn)品，也是經(jīng)歷了波瀾壯闊的七年，這七年在中國儲能行業(yè)的發(fā)展過程中，新艾也算一個縮影。
目前我們的產(chǎn)品主要覆蓋在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側，是標準化的廠內(nèi)和標準化復制的方式去呈現(xiàn)。新艾電氣也是國內(nèi)第一個在2017年提出的組串集中式的企業(yè)。同時也是為數(shù)不多的把儲能的底層安全和系統(tǒng)架構設計聯(lián)合起來進行系統(tǒng)設計的企業(yè)。
我們在這幾年過程當中，也得到了一些行業(yè)協(xié)會、專家的認同，先后獲得了2017年中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽陜西賽區(qū)的冠軍，也在2020年與豐巢能源等企業(yè)同臺，我們獲得了第四屆國際儲能創(chuàng)新大賽第二名。同時，我本人也是中電聯(lián)儲能專委會的儲能協(xié)會副秘書長。
過去這些年，我經(jīng)常給大家開玩笑，新艾除了沒干過天上飛的儲能，基本所有儲能形式全干過，像獨立微網(wǎng)、電網(wǎng)側、電源側，像移動車載儲能、船用儲能、臺島獨立微網(wǎng)全部干過，包括用戶型的削峰填谷也干過很多。從2017年以后，開始逐步地在儲能賽道上不斷積累我們的核心能力，到現(xiàn)在我們總共完成了大概300多個儲能示范工程項目，也在這個過程中提煉出了大量的儲能的經(jīng)驗，也踩了很多坑。針對于know-how的東西，我們在集成化產(chǎn)品里面，在技術體系架構方面，也做了很多創(chuàng)新。
說到儲能，它的底層邏輯源于一是全球能源的結構化轉型的需要，二是全球碳排放的需要，三是中國作為在“雙碳”目標下面特別主導、主動的一個國家，我們在2030年要構建起以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這時候風光發(fā)電比例大幅提升，同時帶動的是電網(wǎng)調(diào)節(jié)性資源的剛性需求，而儲能，特別是電化學儲能作為日內(nèi)調(diào)節(jié)的一個主要手段，拉開了一個非常大的序幕，據(jù)統(tǒng)計這一塊市場高達數(shù)萬億。
經(jīng)歷了從大概七八年前開始干儲能，到今天儲能的形態(tài)有技術等很多變化，在整個發(fā)展過程中是用儲能行業(yè)同仁犯的各種錯誤，包括我們的經(jīng)濟損失，甚至包括生命的代價，換來了很多很多know-how的東西。比較達成共識的，在電化學儲能方面目前遇到的是這么幾大問題或者幾大關注點：第一，儲能大規(guī)模上量以后，對于安全性的擔心；第二，對于電化學儲能它的成本單位循環(huán)成本的顧慮；第三，鋰電池理論循環(huán)壽命和系統(tǒng)壽命之間它的GAP，壽命比預期的要短；第四，儲能系統(tǒng)安裝方式、調(diào)試方式，很多地方還是采用工程化的方式進行現(xiàn)場的聯(lián)調(diào)和部署，極大的影響了從有需求到能夠發(fā)揮效用的一個時間；最后是大量的儲能系統(tǒng)部署以后，我們進行資產(chǎn)的管理難度非常大，甚至有些儲能系統(tǒng)跑了兩三年以后，發(fā)現(xiàn)陷入無人運維，無人懂這個系統(tǒng)當初咋設計的尷尬境地。
因此我們就在想，有沒有一種好的儲能方法，既能解決安全性，又能解決它的成本，又能解決它的循環(huán)壽命，還能夠快速的部署，也能夠進行智能化的運維，到底什么樣的方法是能做到這樣的？我們也做了自己的一些思考，推出了2.0時代的儲能產(chǎn)品。
我們可以看一下新艾的儲能產(chǎn)品，我們是把電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做了分離，這樣的一種方式既可以應用在工商業(yè)側大規(guī)模快速部署，也能應用在新能源發(fā)電側。儲能資產(chǎn)電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做分離，它最大的幾個好處或者我們的考慮是源于幾點：第一，電池系統(tǒng)對于溫度的需要，和管理系統(tǒng)完全不一樣的，電池希望在20度到30度之間是比較舒服的溫度范圍。而我們的逆變器系統(tǒng)可以從零下30度到零上55度，都是可以進行有效的工作。同時，關于鋰電的安全性，鋰電池本身電池是不可燃的，可燃的是電池中的有機電解質和它的六分磷酸鋰的有機物，單純六分磷酸鋰（音）也不可燃，而是受到發(fā)熱以后，氣化以后，彌漫在空氣中，遇到高溫、火星或者是在電池內(nèi)部由于它自放電，它的熱失控以后，形成了一個持續(xù)的燃燒。也就是說，如果有效解決了它的可燃的幾個必要條件，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的安全性還是可以得到有效保障的。
我們是在安全、容損、壽命、部署、運維這幾個方面以新艾的產(chǎn)品化、標準化、模塊化，以及在線的信息化，完成了產(chǎn)品服務和管理的在線化。
（PPT圖示）先來看一下新艾的電池系統(tǒng)。首先，這是我們的645度電標準的準立方體結構電氣系統(tǒng)，內(nèi)部主要包含消防、冷卻、電池簇、BMS和高IP等級防護柜體。這樣的柜體整體重量比較適用于普通的插車和一般起吊裝置就能夠輕松搬運，體積大小也比較適用于從小工商業(yè)到中大型的儲能電站的部署。同時，由于艙體相對來講645度電，整個電池系統(tǒng)絕對可燃物比較少，同時由于內(nèi)部風道比較緊湊，內(nèi)部氧氣絕對含量相對比較少，我們通過全氟己酮高效浸沒的方式，在發(fā)生極端情況的時候能夠實現(xiàn)有效的散熱和絕氧。同時，我們采用了比較敏感的有機揮發(fā)物的傳感器，也能提前發(fā)現(xiàn)電氣的隱患。通過把電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做分析，在生產(chǎn)制造、在對外合作、在運輸現(xiàn)場管理方方面面也取得了比較良好的效果。與之對應的我們的管理系統(tǒng)，是以210千瓦、280千瓦到630千瓦這三種規(guī)格的標準一體化智能硬件產(chǎn)品，它是把直流匯流、交流匯流、智能配電、儲能變流器、本地通信監(jiān)控、本地能源管理以及云端的能源管理接口全部呈現(xiàn)在一個標準化產(chǎn)品當中。這種方式最大的好處，是可以服務于不限于在座的一些系統(tǒng)集成商，可以直接單買這一款產(chǎn)品，自己提供自己的直流側系統(tǒng)，這樣就可以節(jié)省大量的系統(tǒng)集成的相關技術和相應的工程人員，以標準化的接口快速的進行自己項目的部署。
在標準化的路上，很多企業(yè)做了很多探索，標準化和通用化往往是一對矛盾。在中國，比如今天在杭州開會，浙江地區(qū)的峰谷時段，特別是早上11點到下午1點這兩個小時屬于低谷電時期，比如我們現(xiàn)在用的是高峰電了，在這兩個小時內(nèi)最好是能夠把儲能系統(tǒng)的電池充滿。對于像廣東、江蘇這樣的地區(qū)，它的峰谷時段跟這個又是不一樣的。有沒有一個標準化的產(chǎn)品，既能覆蓋兩小時系統(tǒng)，又能覆蓋三小時系統(tǒng)，還能覆蓋比如一天一充一放的6個小時甚至以上的儲能系統(tǒng)呢？新艾以一敵三，我們通過標準化直流并聯(lián)的設計，一個標準儲能管理系統(tǒng)既可以做到比如630千瓦6個通道，管理六簇215度電的系統(tǒng)，也可以630千瓦分成9個通道，每個通道管理70千瓦，比如也是管理215度電。甚至也可以變成18個通道，一個630千瓦，每個35千瓦，形成6個小時每簇電也是215度電這樣的一個系統(tǒng)設計。也就是說，一款產(chǎn)品可以實現(xiàn)全國各個不同地區(qū)一充一放、兩充兩放、兩小時三小時的全覆蓋。
做儲能的變流器不是唯一，要更懂得對電池的管理。變流器好像離電池比較遠，但事實上BMS、PCS和EMS本身是三位一體的，有了好的架構，BMS才能充分的發(fā)揮作用，或者有了這個架構的輔助，BMS才能干更多的事情。新艾取消了傳統(tǒng)的電池堆，以一簇一管理的方式，最大可能實現(xiàn)電池的精細化管理，提高電池容量利用率，降低它的容量功率和壽命的木桶效應。我們通過這樣的方式，能夠有效的降低全生命周期的度電成本，同時也能提升它的容量利用率。
支撐新艾產(chǎn)品的背后是我們四大核心能力，其中一個是對于主動防御的安全四重防護設計；第二個是組串集中式變流器底層支撐，讓儲能系統(tǒng)架構能夠更加簡化和簡潔；第三個是基于對底層電化學材料和底層電化學建模的理解，讓我們可以通過電壓、電流、溫度三個基本物理量，再通過BMS系統(tǒng)基本的SOC、SOP、SOH等等二級數(shù)據(jù)，來進行類似于變壓增量、低頻阻抗等三級數(shù)據(jù)的進化。
通過多重的電化學建模，能夠形成有效的對電池安全和健康狀態(tài)的評估，我們?nèi)ツ暝谝患已肫蠛献鞯囊粋€項目當中，當時國家還沒有明文禁止5兆瓦以下的梯次電池的示范項目，我們當時跟一家央企合作了一個項目，那個項目一直運行得非常好，在大概四五個月前，我們的系統(tǒng)智能的預感到了其中有一個電芯會出問題，當時我們的工程師告訴我，說CR2（音）這個電芯要特別關注，必要的時候把它換掉。我說可以等一等，看看情況。到后面真的這個電芯以及它周圍的電芯出現(xiàn)了問題。最后，要實現(xiàn)非常強大的在線監(jiān)測，必須要有比較強大的云，對于智能運維這一塊，新艾也區(qū)別于其他的云系統(tǒng)，我們做出了自己的創(chuàng)新。
先來講講我們的四重防護。鋰電池不是本身安全的，真正做到本身安全的話，要做到固態(tài)電解質才有機會，在這種情況下多重防護就顯得非常有必要。首先我們采用全氟己酮來進行高效的靜默式的消防，通過電芯安全和健康狀態(tài)的在線監(jiān)測，實現(xiàn)電芯級掃描，通過組串式儲能變流器來進行電池的組串式管理，隔絕簇與簇之間的環(huán)流，最后通過小型預置艙實現(xiàn)物理隔離。最重要的是把電池系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)做了分離，這樣有機揮發(fā)物的蒸汽就不會輕易地跟一些電氣開關放在一起，這樣的話盡可能減少它的燃爆可能性。
組串集中式通過對逆變器組串式管理，對電池實現(xiàn)精細化管理，對電網(wǎng)實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，這樣就能實現(xiàn)對交流和直流同步友好。
同時，我們的電化學核心建模能力，讓我們在電池的安全和健康狀態(tài)方面有了核心的保障。
我們的云系統(tǒng)區(qū)別于常規(guī)的設備和管理以外，我們更為核心的是把每一顆電芯的安全和健康狀態(tài)都進行了在線識別，這是我們其中一個梯次電池的示范項目，我們可以看到其中有標紅的CR2這款產(chǎn)品。這是當時我們提前了三個月判斷出來，在三個月的時間內(nèi)，我們可以看到電芯它的自放電迅速增大，它的電壓充放電的平均值后端嚴重低于平均值，它的自放電已經(jīng)可以通過這個均衡無法均衡了。我們目前能做到的水平，通過這種方式能夠判斷到電芯內(nèi)短路電流大概在20Ah的時候就能提前發(fā)現(xiàn)，而20Ah是被動均衡能力cover范圍之內(nèi)的。
以上就是新艾關于儲能系統(tǒng)標準化產(chǎn)品所做的一些思考，同時新艾也在儲能產(chǎn)品智能化制造這一塊進行進一步的探索，我們也跟全球最好的做智能制造的企業(yè)開啟了下一步對于標準產(chǎn)品制造這一塊深度的合作，也希望在座各位儲能的同仁和關注儲能的朋友們，我們一起攜手共進，為我們國家的“雙碳”目標一起貢獻一些力量。
