中國儲能網訊：8月24-26日，由深圳市發(fā)展和改革委員會指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會與南方科技大學碳中和能源研究院聯(lián)合主辦，100余家機構共同支持的碳中和能源高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會與新型儲能技術青年科學家論壇在深圳召開。此次大會主題是“開拓新質生產力，推動儲能產業(yè)高質量發(fā)展”。
大會主辦方邀請6位院士及100位行業(yè)專家分別從新型儲能系統(tǒng)集成解決方案、長時儲能技術及應用、虛擬電廠、工商業(yè)儲能專場、新型儲能電池、新型儲能與電力市場、智能微電網、儲能標準宣貫、新型儲能技術青年科學家論壇等12個專場進行充分討論交流。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的500余家產業(yè)鏈企業(yè)，1012位嘉賓參加了本屆大會，其中21家企業(yè)展示了儲能產品解決方案，在線觀眾超過4萬余人觀看了開幕盛況。
本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會和中國儲能網、中國儲能網聯(lián)合承辦，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會專家委員會提供學術支持！
8月25日下午，大連理工大學電氣工程學院李愛魁教授受邀在“智能微電網專場”分享主題報告，報告題目《儲能電站的狀態(tài)評價和輔助決策》。
李愛魁：大家下午好！我今天的報告是《儲能電站的狀態(tài)評價和輔助決策》，輔助決策主要是講調用或者是發(fā)展預測。另外，做高功率的密度液流電池模塊開發(fā)，還有就是也參與大學的實踐成果轉化的相關模式。
這是我們前面做的一個工作，我們做的相關鋰電池儲能電站、液冷電池儲能電站主要是做主動支撐型，比如一次調頻支撐或者是穩(wěn)定支撐，在新能源為主體的新型電力系統(tǒng)里面做主動支撐能力。另外，我們?yōu)檐姽ぷ鲆恍┮苿邮礁吖β拭芏鹊闹绷麟娫撮_發(fā)。除了軍工之外，實際上軍事的國防全鏈化或者是將來采油行業(yè)全鏈化里面都是有重要的應用。
液流電池最主要是做一些高功率密度的液流電池，包括適應液流電池低壓大電流的PCS，包括級聯(lián)式液流電池儲能模塊，除了我們行業(yè)內常用的長時之外，最主要是用于主動支撐，用于短時。
在儲能電站評價方面，我們最主要是面向儲能電站壽命安全能力，因為它是支撐調用非?；A的工作，調度系統(tǒng)必須要知道這些狀態(tài)，才能進行有效的調用，所以在運維方面也是一個很重要的，特別是自動化運維。
基于儲能電站運行特性，電力交易出清規(guī)則的輔助決策系統(tǒng)，就是個電站在大數據支撐下評價之后如何調用，或者說智能化的調用，現(xiàn)在是不斷講新能源的大數據化或者數字化和智能化，儲能電站更要講這一塊，這是我們儲能電站挖掘使用價值和挖掘經濟價值最主要的手段，這也是為什么當前建而不用的原因，就是因為儲能電站跟調用結合的不夠緊密。
今天圍繞發(fā)電曲線講一下電力市場分析、計劃調度和主動支撐、預測曲線的生成和我個人的工作。大家知道第二類系統(tǒng)市場就是跟普通商品市場部一樣的地方它有一定的物理規(guī)律的約束，它的能量分布、能量變化和系統(tǒng)的運營狀態(tài)有一些潮流方面，是跟普通商品最大的不同。在這一塊既需要實時平衡，它的平衡就是電壓頻率，現(xiàn)在特別是新型電力系統(tǒng)，剛才講到了，高電力電子化，這時候我們的穩(wěn)定，除了正常的頻率電壓之外，后續(xù)會增加電力電子器件的可靠性，包括多頻率段的諧振，就是前面提到慣量總機可能提到是工頻，新能源是要低頻，還有一些是高頻，對于高頻的諧振有時候是非常麻煩的事情，這就是電力電子帶來一個穩(wěn)定的重要問題。所以說對于電力市場來說，特別是新型電力市場來說，為什么需要電化學儲能，這是非常重要的，不僅僅是一個實時的平衡能量的搬移問題，還包括它的一些物理約束、物理條件的，特別是新型物理條件的改變，需要電化學儲能進行資源的對應。
電力有時間價值，還需要有空間價值，因為它潮流的時候可能出現(xiàn)阻塞，這是做儲能電站規(guī)劃的時候特別要考慮網價結構的原因，也是考慮儲能電站的收益是否連續(xù)的原因。這個時候網站結構比較薄弱，建了儲能電站，后面又上了新能源，又是上了重負荷，包括加強了網站結構的建設，儲能電站的必要性就可能不存在。所以我們對儲能電站的評價、預算都是十年、八年，甚至20年，這時候電網形態(tài)的變化是最大的變量。當然，它的電價正常變化也是另外的變量，這是雙變量就決定了它不算儲能電量裝備的變量，光電網這邊的變量就有兩個。
因為在這一塊，發(fā)輸配售這幾塊之前的電力市場的變化，我的總結已經很老了?，F(xiàn)在電力市場又發(fā)生一個新的變化，也特別是這種最主要的特征一個是輔助服務兩個細則，針對新型網價結構或者是新型電網形態(tài)的變化，另一個是電能量市場現(xiàn)貨變化，一現(xiàn)貨進行一個更廣泛的應用推廣，在這個時候調峰的市場容量可能會下降。
在這個時候你工商業(yè)儲能里面的下一步怎么掙錢，這個地方也是面臨的一個發(fā)展或者面臨一個思考。
也就是說我們電力市場體系是構建電力市場的一個集合，它包括了一些容量、電量、輔助服務、售電權等，做儲能電站或者說做儲能的應用這一塊，對電力市場這一塊要高度的關注。
總結起來，電力市場里面一個是電力系統(tǒng)穩(wěn)定，一個是電力的可靠供給，最主要是這幾個方面。所以說你定義儲能電站的時候，總要是一個為主、一個為輔。為什么要一個為主、一個為輔？就是因為它不同的儲能技術路線的特性不一樣，有的是短時特性更好，短時成本而更低，有的是長時特性更好，長時成本更低。就在這一塊總要有所選擇，特別是要對電力系統(tǒng)的電網形態(tài)的發(fā)展。這一塊更多的是需要一個復用，既要考慮短時，要考慮長時，這跟基本電源是一樣的。
所以說儲能電站計劃調度和主動支撐方面，一個是電能量市場，一個中長期和振動調峰，這是一個。大家看一下，如果是在電源側，如果一充一放，這種調峰工況利用率，假如你這2小時，你的利用小時數全年也就是16%。為什么就儲能電站利用小時數只有這么點，是因為你參與這樣的商業(yè)模式它只有這么點，這還是在你儲能電站可靠性高度保證的情況下，如果你的SOH還是不停的去變化，那么你利用率會更低。
所以說充分的或者說提高這種利用率的基本的前提就是參與更多的電力市場。當然現(xiàn)在沒有這么多，特別是到現(xiàn)貨的時候，大家看一下，現(xiàn)貨的時候就沒有，峰谷差跟我們現(xiàn)有的這種調峰的峰谷差是不一樣的。它可能是受制于這種天氣的變化或者是負荷的變化，可能是一天或者是三天都是低價，也有可能是三天都是高價，這種典型的峰谷差有時候不存在。
在這個時候我們儲能應該怎么用？而且是現(xiàn)貨也好，二次調頻也好，甚至部分一次調頻也好，都需要進行投標。我們如何預測電價，如何做你的儲能電站的計劃，這個地方是非常重要的一件事。所以說在項目方面，我們既需要考慮我們儲能電站的日前報價、還要考慮這個電價預測，還要考慮日前計劃、日中修正等一些方面。所以說儲能電站它的調用能力如何，就是基于儲能電站狀態(tài)的一些調用能力的評估或者是發(fā)電預測也好，我們稱為負荷預測也好，它如果充電的話，都是一件很重要的事情，這也是未來必須考慮的。
當然這個是二次調頻市場，這個是輔助火電機組的二次調頻市場。這個時候輔助火電機組的二次調頻市場還是非常簡單的，就是讓火電去報價就行了，它只是補差，提高火電的響應的爬坡速率。通過這種方式大家可以看到什么，儲能電站的處理曲線，跟我們實驗室里面儲能電池開發(fā)的處理曲線是完全不一樣的，也就是說得到的穩(wěn)定的充放電的這種特性規(guī)律，用于實際工況中可能是電池管理，包括電池壽命的預測、包括各個方面、包括收益，可能是都要進行一個重新的大數據的算。也就是說它這個衰減函數是更穩(wěn)定的充放電的衰減函數絕對不一樣，也是需要報價。
另外在市場里面還有黑啟動，這個地方我們前面參與了這種技術支撐的大量核能充電站這種百兆瓦級的黑啟動。所以在這一塊黑啟動的時候也是一個計劃的，但是在這一塊過程中，黑啟動這個事情本身是計劃的，你需要為黑啟動準備好多少容量、電量，準備好多少電力。同時在過程中它是一個主動支撐的，他是個主動支撐，需要考慮多種網架結構下的，它每啟動一步，它的網架結構就會變化，拓撲結構變化，它的諧振頻率會變化，相應的激勵源就有可能跟它形成一個工整。在這個時候如何去施加阻尼？通過PCS來施加我們對應特征頻率的阻尼，而不是一個簡單的公平阻尼，這個時候是需要一些工作要做的。
這是我們珠海橫琴的項目，現(xiàn)在是南網科技儲能公司，原來叫廣東電科院能源公司，這個時候也是做了儲能的黑啟動。這個黑啟動就簡單一些，因為它是通過火電機組的廠用電變壓器，直接給燃氣輪機的負荷去供電。這個地方沒有通過這種220的組網，所以在這一塊就稍微簡單一些，也沒有太大的一個阻水泵。剛才那個啟動的是35萬的煤電機組，離儲能電站大概有27公里，又有這種架空線路，又有這種電纜。所以說它的一個阻抗特性、它的一個無功特性、無功報送各方面它的問題要復雜得多。
慣量及一次調頻，這個是儲能電站里面，目前為止是屬于主動支撐型的，也就是說將來儲能電站可能是在執(zhí)行的一次調頻的基礎上，然后再執(zhí)行其他的指令，參與其他的電力市場。在這個時候本身就在就動作，所以說在這一塊如何給它做其他的指令或者做其他的計劃，都是一個很重要的工作要做。
另外對于我們國家來說，我們還有一個特高壓，特高壓也是越建越多，后續(xù)的會建得更多。在這個時候，特高壓在大電網的一些穩(wěn)定，大電網輸端的一些這種電壓控制、有功/無功控制等方面。在這個里面還有一些這種擾動，這些擾動是否能抓取，同時再進行一個補償，這也是我們真正的電化學儲能電站需要響應或者需要去做的。也就是說電化學儲能電站如果僅僅指向一個能量的搬移的話，它的價格永遠是貴的。因為我們畢竟是電化學儲能電站，作為電池來說，成本實際上是有天花板的，不管是鋰電池好，其他電池也好，在這個時候更大程度的發(fā)揮它本身的特性，去適應電力市場的需求或者電力系統(tǒng)的需求，這個是需要我們下一步主要的工作。
前幾位專家都提到了構網。所以，更好的去做構網也是儲能電站的一個工作。在構網過程中是需不需要做計劃？需不需要做這種預測？答案是肯定的！
總結來說，目前儲能電站需要計劃調度的往往是深度調峰、現(xiàn)貨能量市場、工商業(yè)調峰、二次調頻、黑啟動，這些都需要調度。凡是需要調度就要做預測，不然怎么去調呢，因為現(xiàn)在我們的很多的儲能電站是給我們調度中心上了SOH、SOC，非常多的參數。在這個時候很多時候調度是從安全角度等各方面去考慮的，并沒有真正的你這個電站到底能用于什么，比如用于調峰，未來明天能做到什么程度？用于調頻，明天有什么能力，或者說你下一個階段下個15分鐘有什么能力？這一塊真正需要調用起來，調度都需要知道這些信息。而這些目前為止我們儲能電站是沒有給調度提供的，也就是說你報價的時候。
我們調度現(xiàn)在是做一個非常極端的規(guī)則，什么極端的規(guī)則呢？比如你的電站是100兆瓦，明天我調你的時候如果調個90兆瓦，我就考核你另外的10兆瓦。也就是說我不管你有沒有SOH，如果你有SOH你連夜給我調整，只要你參與我調度計劃，你就得按照你的全功率去調。現(xiàn)在是有一個目前為止對我們儲存電站是非常不友好。因為很多儲能電站它只是參與了一個現(xiàn)貨，這個現(xiàn)貨實際上也就是3毛到4毛，實際上是很難，連它的效率成本都可能會收不回來。但是它一樣考核你，而且考核的非常重。也就是說儲能電站的考核性是非常重的，從后面的時候，如果是大家能給調度提供更好的計劃，在這個時候可能是你比如你的儲能電站，我明天只出力90，或者投標的時候只投90兆瓦，另外10兆不投標，這個時候可能就避免一定的考核。
現(xiàn)在真正的大儲，特別是在網側，大家現(xiàn)在有時候操心的還不是你怎么掙錢，而是你并網之后納入調度體系之后，你能不能避免不停的被考核著，也是我們后續(xù)的時候真正儲能電臺用起來的時候非常重要的一點。
另外一個是主動支撐，一次調頻，一次調頻的時候有的是有錢的，也有的是沒錢的。大家要注意一下，沒錢的事情往往是最麻煩的，因為沒錢的事情就會面臨考核問題。另外各種曲線調壓這種協(xié)定一致構網等，做這一塊的最主要的原因就是因為你要預測。
這是一個專利，這是我們前年的寫的一個專利，當初我的最主要的目的就是說對儲能電站如何用好，就是要它同時給調度一個發(fā)電曲線，也叫發(fā)電預測曲線，同時一個負荷預測曲線。因為它放電的時候相當于一個電源，充電時候相當于一個負荷。在這個時候，實際上調度如果僅僅有SOH、SOC它是不能直觀的去掌握它手里到底有多少調節(jié)資源。而我們電化學儲能的最大的功能就是給電網提供調節(jié)能力，不僅僅是電力，還有電量這兩方面。所以說如何讓調度實時感知，至少是15分鐘或者是幾分鐘感知你的能力，這個是非常重要的。在這一塊我們主要是做兩方面的工作，第一個是做日前計劃，這叫日前預測。第二個叫日中預測。這個地方實際上跟我們電源的總體思路是一樣的。
這是預測一些具體的過程，我就不在這里面講了，最主要考慮到的是你電站本身就有計劃了，什么計劃呢？比如你本身就有一個固定的調峰，幾點到幾點我要調峰，幾點幾點我要做什么工作。這個時候他在做預測的時候就要考慮你多個因素，也就是事先考慮你規(guī)定動作，這個規(guī)定動作是不需要預測的，是實時的，就是如果你僅僅圍繞調度去干，有時候可能是，就是你在調峰的基礎上你還有什么能力可以給電網，這個時候是非常重要的。
這也是提高我們多重輔助服務能力，或者說提高你的儲能電站收益的最主要的手段。包括你在參加一次調頻，參加了一次調頻的時候，你還要能參與什么？你能不能參與二次調頻。當然這個地方到底是同向疊加、負向閉鎖，還是非此即彼這種，到時候都是有一個優(yōu)先級。所以說這里面由于儲能跟別的不一樣，如果是電源，比如說我們火電機組它是有煤，這個煤的供應就是一個規(guī)定動作，這個不用考慮，只要我火電機組煤一定夠。但我們儲能電站不是這樣子，我們儲能電量有一個電量，有一個SOC，除了SOC之外還有一個電量的分配區(qū)間。因為電量跟這個SOC之間不是一個線性關系，它是非線性的。我們最最需要知道的是它的電量，光靠一個SOC不夠，所以還需要考慮能量關系系數，還需要考慮一個平移系數。所以在這個里面這個專利的名字為什么叫帶有時間因子的這種發(fā)電預測曲線就是這個原因。就是因為它要考慮有能量約束。
這個里面就是一個日中發(fā)電曲線預測，在這個里面有各種約束，然后是時間因子和充電的曲線，還有放電的曲線，在這里面是都是有，所以在這里面還有一堆系數，這些系數就是考慮了不同的電化學電池的一些特性曲線。所以在這一塊我們目前還在做這方面的工作，進行一個軟件的開發(fā)。因為這一塊我們就想給調度之后，只有你有了它的一些這種發(fā)電曲線的預測方法，你后面交給調度進行聚類的時候，或者是聚合的時候，它才有基本的這種聚合的手段。
這就是簡單的一個基于時間的，比如4點到6點做的一個工作。然后是這個后面6點到第二天的晚8點，這段時間是就電站動作和不動作，它的動態(tài)的變化和不變化，實際上我們還是要考慮，這個只是考慮了一個基本的調峰，實際上我們還要考慮計劃里面的調頻。計劃里面調頻的時候它響應的尺度要小得多，也就是現(xiàn)在我們預測的是1分鐘到5分鐘預測一次。我們的調度基本上我們新能源的大概是短期預測大概是96個點，也就是15分鐘1次。這1分鐘我們就要預測你下1分鐘干什么，這個地方跟上傳的數據量有關系。如果說你去預測的太密，首先是你的電站是不是反應的過來，第二個是你給上傳調度的數據量太大也是問題。這就是一個整個的預測的過程，到時候如果是大家有興趣可以進一步討論。
這是預測完之后，我們這個里面也就是有3個能力：壽命能力、安全能力、充放電能力。充放電能力實際上到時候會出現(xiàn)一個曲線。但是這一個曲線可能只是從一個能量的角度考慮問題，到時候通過這個曲線我再生成下一階段的這種發(fā)電曲線，或者是負荷曲線，這個時候給調度來用。剛才講的是預測，剛才我就說了聚類那一塊工作還沒有完全做好，所以說聚類這一塊就不講了。因為這聚類就是比發(fā)電，比電源聚類麻煩的地方就是這種功能的聚類，因為它的調節(jié)能力有多個種類，所以說我要把多個調節(jié)能力進行一個聚類，聚類完之后還有一個相互之間的制約。因為它的電力是有天花板的，它的電量也是有天花板的，所以在這一塊要比普通的電源稍微復雜一點。
我最主要的工作，第一個是成果轉化，這個地方也是我們教育部要求高校老師就是你自己研發(fā)的東西你自己要用起來，不要放在書架上，要放在貨架上，防止老師們天天研發(fā)一些無用的東西。這是我們也成立了公司，也是通過電力交易、成果轉化，專利的賦權，剛才我講這個發(fā)電預測曲線，這個專利也被我轉化到公司里面去了。我們下一步的時候也會進行一個這方面產品的開發(fā)。
這是我們產品布局，最主要是電站的測試服務，這一塊剛才有電科院在做，這一塊不是我們的重點，我們重點是通過對外服務，為我們大模型的建立預警、運維這種軟件系統(tǒng)的開發(fā)，包括我們調頻傳輸的開發(fā)，提供一些我們數據支撐，感謝各位同行、各位專家，謝謝！
