中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州召開。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、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(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中245家企業(yè)展示了儲(chǔ)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(cè)認(rèn)證等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月25日上午，江蘇林洋億緯儲(chǔ)能科技有限公司研發(fā)總監(jiān)何振宇受邀在新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案專場(chǎng)分享了主題報(bào)告，報(bào)告題目為《支撐新型電力系統(tǒng)的新型儲(chǔ)能電站系統(tǒng)集成及運(yùn)營支撐關(guān)鍵技術(shù)》。以下是報(bào)告主要內(nèi)容：
何振宇：各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，非常榮幸協(xié)會(huì)能提供這樣一個(gè)交流和匯報(bào)的機(jī)會(huì)，我匯報(bào)的題目是：支撐新型電力系統(tǒng)新型儲(chǔ)能電站系統(tǒng)集成及運(yùn)營支撐關(guān)鍵技術(shù)。
開始我的正式匯報(bào)之前，我先說一下林洋為什么要布局儲(chǔ)能這樣一個(gè)領(lǐng)域，我們的布局根植于這樣一個(gè)大的背景，新能源在整個(gè)電力系統(tǒng)中的占比越來越高，可以看到去年在整個(gè)新增裝機(jī)量里，新能源占比已經(jīng)接近了50%。在這樣一個(gè)大的背景之下，除了能源的發(fā)電方式，整個(gè)消納端和運(yùn)行端都要相應(yīng)地做出調(diào)整。儲(chǔ)能的發(fā)展一定是和新能源發(fā)展相匹配的，從21年到23年整個(gè)爆炸式發(fā)展也印證了這一點(diǎn)。
和傳統(tǒng)能源系統(tǒng)不同，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)從生產(chǎn)端、到傳輸端、到消費(fèi)端，主要架構(gòu)寫在上面，它的整個(gè)流動(dòng)是單相不可逆的，整個(gè)發(fā)輸變配用體系相對(duì)井然有序，業(yè)務(wù)模式也稍微單一一點(diǎn)。隨著整個(gè)能源系統(tǒng)向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)要素之間的互動(dòng)更為充分，每個(gè)要素內(nèi)部也變得更為復(fù)雜。所以在這樣一個(gè)大的背景之下，儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)，它的作用也就更為突出。我們大致總結(jié)了這樣一個(gè)“B+X”的儲(chǔ)能融合應(yīng)用場(chǎng)景，我們把它大致歸為以下幾類：傳統(tǒng)火電廠，火儲(chǔ)聯(lián)調(diào)。后面是兩個(gè)比較火熱的新能源配套儲(chǔ)能和集中式共享儲(chǔ)能，這兩個(gè)大型的儲(chǔ)能。還有兩個(gè)現(xiàn)在少一點(diǎn)，電網(wǎng)側(cè)的大型獨(dú)立儲(chǔ)能電站，還有大型工業(yè)企業(yè)的配套儲(chǔ)能。另外三個(gè)稍微小一點(diǎn)，微電網(wǎng)、一般工商業(yè)戶儲(chǔ)這樣一些場(chǎng)景。這些場(chǎng)景對(duì)于儲(chǔ)能的需求區(qū)別是比較大的，目前林洋重點(diǎn)發(fā)力點(diǎn)是在新能源配套儲(chǔ)能和共享儲(chǔ)能這兩個(gè)比較典型的場(chǎng)景，我們一般是提供兆瓦時(shí)級(jí)別的能產(chǎn)品進(jìn)行覆蓋。另外，我們也在一般工商業(yè)和微電網(wǎng)這兩個(gè)領(lǐng)域開始發(fā)力了，針對(duì)這兩個(gè)場(chǎng)景我們是提供all in one式，一體機(jī)式的小型產(chǎn)品。
隨著整個(gè)儲(chǔ)能應(yīng)用模式和應(yīng)用量的鋪開，它對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求現(xiàn)在也逐步清晰起來，我們把其中最為關(guān)注的6點(diǎn)凝練匯總出來：
1.高安全性。剛才張總也大概提到了目前整個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，還有地標(biāo)、行標(biāo)對(duì)于安全性強(qiáng)調(diào)都是放在第一要素，包括協(xié)會(huì)前天正在編制的4點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)里，也是把安全放在第一要素進(jìn)行考慮的。
2.長壽命。這一點(diǎn)也是儲(chǔ)能和車載場(chǎng)景區(qū)別最大的一點(diǎn)，像現(xiàn)在車廠提出百萬英里或者百萬公里的續(xù)航，實(shí)際折到電池壽命也就是3千次-4千次的循環(huán)壽命，但這個(gè)循環(huán)壽命放在儲(chǔ)能上是算不過來賬的，現(xiàn)在典型一般儲(chǔ)能項(xiàng)目對(duì)于電池壽命要求大概是在6千次左右，也有一些要求比較嚴(yán)苛的儲(chǔ)能電站，要求是8千次或者1萬次的儲(chǔ)能壽命。折算到日歷壽命的話，大概也到10年—13年了，這個(gè)不管是電池本體的性能還是后面集成設(shè)計(jì)，相對(duì)來說它的挑戰(zhàn)是比較大的。
3.高效率。高效率和系統(tǒng)收益率是直接掛鉤的，一般來說對(duì)于交流側(cè)的效率要求是85%左右，一些領(lǐng)先的廠家也能做到88%，或者90%，目前林洋在實(shí)驗(yàn)室級(jí)別測(cè)出來大概在87%—88%左右，效率也會(huì)影響它的邊際收益，尤其是在計(jì)算峰谷差套利用戶側(cè)場(chǎng)景更為關(guān)注。
4.低衰減。
5.智能化。
6.高收益。
后面三點(diǎn)是前面三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)形式或直接體現(xiàn)。針對(duì)這6大要求，林洋作為一個(gè)系統(tǒng)集成商，我們?cè)诋a(chǎn)品制造、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用模式這3點(diǎn)進(jìn)行發(fā)力，著力滿足這6點(diǎn)要求。
在產(chǎn)品制造方面，我們重點(diǎn)是打造端到端的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，主要是對(duì)3塊數(shù)字鏈條進(jìn)行打通：一是電芯方面；二是從Pack到系統(tǒng)集成商方面，系統(tǒng)端；三是儲(chǔ)能電站應(yīng)用端，也叫電站端。在電芯方面主要是依托和億緯鋰能合資工廠實(shí)現(xiàn)電池?cái)?shù)據(jù)互聯(lián)互通。在系統(tǒng)端，我們依托林洋自投的系統(tǒng)集成工廠，把所有系統(tǒng)集成生產(chǎn)的數(shù)據(jù)、下電質(zhì)檢的數(shù)據(jù)集合起來，做一個(gè)Pack生產(chǎn)與系統(tǒng)集成iMES系統(tǒng)。在電站端，我們依托自持的儲(chǔ)能電站構(gòu)建了基于儲(chǔ)能電站數(shù)字孿生的iEMS系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)中我們一些電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程運(yùn)維，這些數(shù)據(jù)收上來做到遠(yuǎn)程的控制。我們把這三端數(shù)據(jù)進(jìn)行打通之后，就可以實(shí)現(xiàn)從電芯下線開始到系統(tǒng)端、電站端，所有數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，就可以為后續(xù)更精細(xì)化儲(chǔ)能電站管理和運(yùn)行構(gòu)建基礎(chǔ)。
這是我們實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)化儲(chǔ)能管理的一個(gè)理念，除了剛才提到的核心算法，把3S進(jìn)行融合之外，我們還應(yīng)用了核心的一些核心設(shè)備，像Pack的控制器和簇級(jí)控制器，著力構(gòu)建一個(gè)更精細(xì)化管理的儲(chǔ)能電站，這種電站肯定比堆級(jí)控制或者集中式控制的儲(chǔ)能電站初始投資成本稍微高一些。我稍微解釋一下為什么要做這件事情，因?yàn)殡S著2022年下半年到2023年上半年，我們發(fā)現(xiàn)這種只配不建，或者只建不調(diào)的儲(chǔ)能電站越來越少了。現(xiàn)在一些大型新能源側(cè)電站都是以共享儲(chǔ)能的形式在進(jìn)行建設(shè)，我們認(rèn)為未來年調(diào)度量300次或者600次以上的儲(chǔ)能電站將會(huì)逐步成為主流，而且現(xiàn)在對(duì)于儲(chǔ)能電站收益模式，還有它的調(diào)度法則都是越來越清晰了。在這種背景之下，更經(jīng)濟(jì)化管理的儲(chǔ)能電站更高放電、更優(yōu)投資、極簡(jiǎn)運(yùn)維和安全可靠的特性將來就會(huì)凸顯出來。
為了保障兩大塊理念，我們構(gòu)建了八個(gè)方面的技術(shù)研發(fā)布局：
關(guān)鍵技術(shù)1：電池的散熱及均溫控制技術(shù)。這一塊著力于降低電池的溫升及溫差，這一點(diǎn)也是和電池壽命發(fā)揮和效率直接掛鉤起來的。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和站址，我們采用了合適的技術(shù)方案，方案目前選擇還是比較多的，目前比較成熟的是風(fēng)冷的冷卻技術(shù)，還有冷滿式的液冷技術(shù)。另外我們也提前布局了一些浸沒式液冷、環(huán)式液冷方案，最終還是要向客戶推薦合適的技術(shù)方案。比如一些在西北的儲(chǔ)能電站，我們認(rèn)為從秋天開始，外部的冷量就可以很好導(dǎo)入到艙內(nèi)，降低熱管理系統(tǒng)能耗，我們就構(gòu)建了低能耗環(huán)溫散熱的技術(shù)。另外，我們?cè)谝恍┭睾５貐^(qū)、熱帶地區(qū)的儲(chǔ)能電站，它外部的環(huán)境腐蝕性比較大，我們構(gòu)建了內(nèi)循環(huán)式的冷卻技術(shù)。技術(shù)的應(yīng)用多種多樣的，最關(guān)鍵的一點(diǎn)還是向客戶依據(jù)實(shí)際需求推薦合適的配置。
關(guān)鍵技術(shù)2：電池狀態(tài)全監(jiān)測(cè)及內(nèi)部機(jī)理分析。我們知道電池最開始進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，都會(huì)對(duì)它進(jìn)行配組，剛配組一致的電站運(yùn)行初期電池一致性是比較好的，但隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，電芯移散度會(huì)逐步加大，這就需要對(duì)產(chǎn)品的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)并且精確的跟蹤，我們的理念就是對(duì)海量的電芯數(shù)據(jù)進(jìn)行分層分級(jí)的管理，結(jié)合一些內(nèi)部的機(jī)理分析快速判斷模塊到簇級(jí)的狀態(tài)。對(duì)于我們認(rèn)為在合理的不一致性范圍之內(nèi)這些模塊或者簇，我們就對(duì)它進(jìn)行Pack級(jí)，或者是簇級(jí)的控制優(yōu)化，來提升它的運(yùn)行效率。對(duì)于一些已經(jīng)明顯超出合理不一致性范圍的模塊或者簇，我們就進(jìn)行人工的補(bǔ)鏈均衡，或者干脆把Pack或者簇更換掉，拉升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行短板。
關(guān)鍵技術(shù)3：儲(chǔ)能電站數(shù)字孿生技術(shù)。它和輔助決策技術(shù)其實(shí)是同一個(gè)技術(shù)的表里，數(shù)字孿生技術(shù)更側(cè)重于對(duì)于電站本身狀態(tài)精確地控制和把握。
關(guān)鍵技術(shù)4：輔助決策系統(tǒng)?；趯?duì)電站的運(yùn)行和把握，對(duì)電站運(yùn)營方或者使用方，對(duì)它進(jìn)行決策方面的支撐。這一點(diǎn)在大型儲(chǔ)能電站方面意義不是特別大，因?yàn)檫@種儲(chǔ)能電站要不然聽調(diào)度，要不然專人進(jìn)行值守。工商業(yè)或者小型用戶側(cè)場(chǎng)景，一個(gè)電站也就幾十度電或者幾百度電，往往沒有專人運(yùn)維或者值守的，這種電站往往對(duì)于自己的狀態(tài)不能精準(zhǔn)把握，不知道怎么樣做一個(gè)很好的運(yùn)行。往往我制定一個(gè)固定的曲線，它就來跟蹤，這樣對(duì)于收益率來說不太好的，所以我們就制定了智能輔助決策系統(tǒng)，重點(diǎn)是把峰谷策略、最大需量策略和開放策略提前植入起來，通過遠(yuǎn)程運(yùn)維的形式體現(xiàn)到用戶那邊，增加用戶的收益。
關(guān)鍵技術(shù)5：多時(shí)間尺度的復(fù)合控制技術(shù)。這個(gè)也是和共享儲(chǔ)能電站占比逐步增大趨勢(shì)相匹配的，現(xiàn)在儲(chǔ)能規(guī)?；到y(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景逐步多樣化和復(fù)合化，同一個(gè)儲(chǔ)能電站需要滿足多種功能需求，比如說調(diào)頻、調(diào)峰、緊急控制、波動(dòng)平抑，這些功能對(duì)于時(shí)間尺度要求是不一樣的。像緊急控制，就是毫秒級(jí)需求。削峰填谷明顯就是分鐘級(jí)、小時(shí)級(jí)需求，這種就造成原本單一控制與通訊架構(gòu)難以支撐更大規(guī)模的儲(chǔ)能功能，我們通常把控制網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)分開，實(shí)現(xiàn)多尺度復(fù)合控制的特性。
關(guān)鍵技術(shù)6：多場(chǎng)景應(yīng)用的能源路由器。實(shí)質(zhì)上在整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)里，我們儲(chǔ)能本身能量存儲(chǔ)是靠直流側(cè)的電池來實(shí)現(xiàn)，但一些涉網(wǎng)的特性，比如并網(wǎng)和控制主要通過PCS實(shí)現(xiàn)的，借用能源互聯(lián)網(wǎng)的概念就把它稱作能源路由器，主要寓意是像控制信息流一樣便捷操作能源流，那就帶來PCS一些新的要求，主要是靈活的架構(gòu)、靈活的配置，高精度的響應(yīng)。此外還有多級(jí)并聯(lián)，安全機(jī)制這些新的技術(shù)，都是在逐步地應(yīng)用過程中。
關(guān)鍵技術(shù)7：儲(chǔ)能電站的3S融合控制終端主要功能和主要機(jī)構(gòu)。
這兩頁主要想講一下3S融合控制終端主要功能和主要架構(gòu)。BMS+PCS+EMS系統(tǒng)融合通訊和控制做一個(gè)深度架構(gòu)，重點(diǎn)是解決多系統(tǒng)融合中參數(shù)不匹配和控制較難，還有應(yīng)用模式不清晰的問題。我們通過3S融合控制終端，可以在整個(gè)微電網(wǎng)架構(gòu)之下實(shí)現(xiàn)能量管理、負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電功率預(yù)測(cè)這些所有的功能。
關(guān)鍵技術(shù)8：儲(chǔ)能電站的3S融合控制架構(gòu)系統(tǒng)。這一點(diǎn)我們是把3S融合控制終端和分區(qū)控制理念耦合起來，重點(diǎn)就是把每一個(gè)區(qū)在3S融合這里變成一個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，然后再把整個(gè)區(qū)域，再由整個(gè)區(qū)域進(jìn)行環(huán)網(wǎng)的控制，這一點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)多單元的協(xié)調(diào)控制和多時(shí)間尺度，這兩個(gè)控制的功能。同一個(gè)儲(chǔ)能電站可以分區(qū)響應(yīng)不同的功能，對(duì)于整個(gè)場(chǎng)站，不管是靈活性還是后期的收益率，都是有比較明顯的提升。
我的主要匯報(bào)就這么多，感謝各位，有時(shí)間的話請(qǐng)各位專家領(lǐng)導(dǎo)到林洋儲(chǔ)能電站蒞臨指導(dǎo)，謝謝！
