中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“2023年（南瑞繼保）工商業(yè)儲(chǔ)能出貨約500MWh左右，大儲(chǔ)出貨約為1GWh，全球儲(chǔ)能PCS累計(jì)出貨量4GW左右。”
不久前，南瑞繼保儲(chǔ)能行業(yè)總監(jiān)繆楠林如是對外談到，在被稱為"工商儲(chǔ)元年"的2023，南瑞繼保在此細(xì)分領(lǐng)域的保持領(lǐng)先地位。
從具體產(chǎn)品來看，南瑞繼保可提供自主研發(fā)的電池集成、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、能量管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、云平臺及手機(jī)APP等成套工商業(yè)解決方案。
據(jù)介紹，南瑞繼保儲(chǔ)能液冷一體柜方案，在行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)將單簇液冷電池、模塊化液冷變流器、智能液冷系統(tǒng)，以及相應(yīng)的消防、輔控設(shè)備集成于一體柜中，直流不出柜，柜外交流并聯(lián)。整體性能在可用容量、循環(huán)次數(shù)、系統(tǒng)效率、安全策略、安裝調(diào)試、可維護(hù)性、售后保障等表現(xiàn)優(yōu)異。
基于優(yōu)異的產(chǎn)品性能，南瑞繼保儲(chǔ)能液冷一體柜方案廣泛應(yīng)用于大型集中式儲(chǔ)能電站、新能源配儲(chǔ)、工礦企業(yè)、大型商業(yè)等場景，累計(jì)出貨量已超3000臺。
拋開產(chǎn)品之外，南瑞繼保的綜合硬實(shí)力還體現(xiàn)在，NR設(shè)計(jì)院具備乙級資質(zhì)，擁有電氣、消防、土建、暖通等各類專業(yè)設(shè)計(jì)人員超過200人；在全球80多個(gè)國家和地區(qū)，提供儲(chǔ)能前期設(shè)計(jì)開發(fā)，EPC工程總承包，后期運(yùn)維等全生命周期的技術(shù)、產(chǎn)品、管理等服務(wù)。
基于突出產(chǎn)品、綜合實(shí)力以及工商儲(chǔ)賽道的深厚研究，南瑞繼保成為第一批在工商儲(chǔ)賽道脫穎而出的廠家。
奮楫工商儲(chǔ) 洞察三大核心痛點(diǎn)
在繆楠林看來，首先，平準(zhǔn)化度電成本高是工商業(yè)儲(chǔ)能的一大痛點(diǎn)，具體可表現(xiàn)為可用容量低、電池壽命短 、運(yùn)維成本高。
如電池SOC不一致，可影響系統(tǒng)整體可用容量。從生產(chǎn)工藝來看，原料、工藝、批次差異，導(dǎo)致內(nèi)阻、容量不一致；從運(yùn)行管理來看，溫度、放電倍率差異，導(dǎo)致自放電、衰減不一致；而從系統(tǒng)設(shè)計(jì)來看，集中式方案，所有簇同功率充放，無法控制單簇SOC。
而溫升、溫差大、簇間環(huán)流，則影響電池壽命和放電能力。比如，溫度上升20攝氏度，壽命則下降約50%。溫度越高，內(nèi)阻越小 自放電越快，某項(xiàng)目6簇時(shí) ，電流不均流度大于20%。
此外，運(yùn)維成本高導(dǎo)致平準(zhǔn)化度電成本居高不下?？婇种赋?，首當(dāng)其沖則在于傳統(tǒng)風(fēng)冷方案，需定期清理灰塵；風(fēng)扇數(shù)量多，后期故障率高；停電損失大。而集中式系統(tǒng)解決方案，不能單簇停電，停電范圍大；需要整艙停機(jī)維護(hù)檢修。
其次，除了平準(zhǔn)化度電成本高外，安全是做儲(chǔ)能繞不過去的一個(gè)話題，全球多起儲(chǔ)能事故看來，更多的是取決于系統(tǒng)管理防護(hù)能力。
據(jù)繆楠林介紹，近10年間，公開報(bào)道全球共發(fā)生40+儲(chǔ)能火災(zāi)事故，中國儲(chǔ)能電池缺陷、管理設(shè)計(jì)不當(dāng)現(xiàn)象較為突出。
再次，儲(chǔ)能價(jià)值未充分體現(xiàn)，也是當(dāng)前工商儲(chǔ)的重要核心痛點(diǎn)之一。比如，工商業(yè)儲(chǔ)能收益目前主要依賴于峰谷電價(jià)，但并非完全，尤其在緊急電源、輔助服務(wù)市場上的價(jià)值還有待挖掘。
更為重要的是，在儲(chǔ)能應(yīng)急支撐和規(guī)模化應(yīng)用場景中，PCS離網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，如果控制不當(dāng)容易產(chǎn)生多機(jī)振蕩、環(huán)流、功率均分等問題，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的技術(shù)難題，限制儲(chǔ)能黑啟動(dòng)電源服務(wù)的使用。
面對工商儲(chǔ)三大痛點(diǎn)，產(chǎn)品升級成為此細(xì)分賽道重要重點(diǎn)。
單簇管理/液冷散熱 打造工商儲(chǔ)“標(biāo)配”能力
工商儲(chǔ)賽道既是增長性強(qiáng)的賽道，亦成為最為內(nèi)卷的賽道。
在繆楠林看來，儲(chǔ)能系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，將走向高可用率、壽命長、高安全性、主動(dòng)支撐、高可靠性，其中，單簇管理、液冷散熱、模塊化設(shè)計(jì)、構(gòu)網(wǎng)控制應(yīng)成為工商儲(chǔ)產(chǎn)品的“標(biāo)配”及核心壁壘。
事實(shí)上，NR 液冷一體柜很早已經(jīng)基于上述性能量身打造，從而能夠在工商儲(chǔ)領(lǐng)域脫穎而出。
比如，來料管理上，內(nèi)阻、電壓、K值、批次時(shí)間，確保物料一致性。溫度均衡方面，嚴(yán)控電芯溫度，確保老化一致性。電芯soc均衡上，全時(shí)段均衡，消除電芯間輕微SOC差。簇間SOC均衡上，PMS+EMS聯(lián)合管理，消除簇間SOC差，確保系統(tǒng)長期一致性。
經(jīng)過全生命周期均衡管控，可確保實(shí)現(xiàn)南瑞繼保儲(chǔ)能產(chǎn)品運(yùn)行一致性。
單簇管理是南瑞繼保工商儲(chǔ)的一大亮點(diǎn)：可規(guī)避簇間木桶效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)每簇滿充滿放，大幅提升全系統(tǒng)充放電量。在南瑞繼保西北某項(xiàng)目中，電芯健康度較高，且為單簇充放，無并聯(lián)不一致性損失，PCS交流側(cè)充放電量均高于直流側(cè)額定值。
在液冷的大行業(yè)趨勢下，南瑞繼保亦采用液冷散熱設(shè)計(jì)，智能溫控，實(shí)現(xiàn)高效均勻控溫。比如，當(dāng)電芯溫差<3℃ @0.5C ，散熱均衡，電芯處于長壽溫度區(qū)間，避免不一致老化。相對常規(guī)風(fēng)冷散熱，散熱效率提高12%。采用智能溫控策略，相對常規(guī)風(fēng)冷，功耗減少10% 。
值得一提的是，模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)儼然成為了工商儲(chǔ)的“標(biāo)品”。
“南瑞繼保的產(chǎn)品主要可在運(yùn)輸、調(diào)試、運(yùn)維、擴(kuò)容等方面持續(xù)提升。”繆楠林表示，在運(yùn)輸安裝方面，高集成電池預(yù)安裝，單柜重量輕體積小，無需大型吊車，安全便捷；在現(xiàn)場調(diào)試方面，廠內(nèi)完成集成調(diào)試，減少現(xiàn)場調(diào)試工作量，調(diào)試總體成本更低。在后期維護(hù)上，標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，單簇整體運(yùn)維，無艙內(nèi)單簇退出安全風(fēng)險(xiǎn)。在容量擴(kuò)充方面，單體顆粒度更小，可實(shí)現(xiàn)靈活部署、平滑擴(kuò)容，補(bǔ)電成本更低。
液冷模塊化/構(gòu)網(wǎng)技術(shù) 構(gòu)建工商儲(chǔ)專業(yè)壁壘
據(jù)悉，上至高原腹地，下至平原河川，基于遍布全國各地的工商儲(chǔ)項(xiàng)目案例，南瑞繼保不僅研發(fā)摸索出了一套適應(yīng)于工商儲(chǔ)賽道的基本解決方案，還率先構(gòu)建了行業(yè)壁壘。
首先，液冷模塊化技術(shù)，可提升系統(tǒng)安全性。這是南瑞繼保工商儲(chǔ)系統(tǒng)的一大優(yōu)異特性。
基于此功能，南瑞繼保設(shè)備實(shí)現(xiàn)了簇間隔離，電池簇通過PCS互相隔離，物理上不在同一封閉空間，簇內(nèi)故障無連鎖反應(yīng)，熱失控、電氣火災(zāi)等問題可被有效隔離，系統(tǒng)安全性本質(zhì)提升；實(shí)現(xiàn)了分布式布置，主要指的是電池與高壓箱分布式布置，消除開關(guān)器件拉弧風(fēng)險(xiǎn)。采用了液冷技術(shù)，即液冷介質(zhì)與外界隔離，無外部環(huán)境干擾，系統(tǒng)防護(hù)水平高。總的來說，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本征安全，從源頭減少安全隱患。
而模塊化液冷技術(shù)，除了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本征安全外，還可切斷故障。比如，單簇控制，無簇間環(huán)流，避免環(huán)流引起的電芯加速老化問題，提升系統(tǒng)可靠性；交流側(cè)并聯(lián)接入低壓電網(wǎng)，避免電池簇直接并聯(lián)，電池極限短路電流控制在13kA以下，確保故障可靠切除；電池與PCS集成一體柜，大幅減少直流電纜，規(guī)避正負(fù)極短接風(fēng)險(xiǎn)?；谏鲜鋈齻€(gè)方面設(shè)計(jì)，基本實(shí)現(xiàn)了外短路安全。
其次，由于使用場景的豐富性，工商業(yè)儲(chǔ)能產(chǎn)品可能面臨多種環(huán)境的考驗(yàn)。據(jù)繆楠林介紹，南瑞繼保儲(chǔ)能產(chǎn)品通過嚴(yán)苛環(huán)境測試，并采用可靠性設(shè)計(jì)，環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)IP56，關(guān)鍵設(shè)備IP66防護(hù)，卓越的溫控性能，可適應(yīng)極高\(yùn)低溫、高海拔、高腐蝕、強(qiáng)風(fēng)沙等各種惡劣環(huán)境。
再次，面對儲(chǔ)能“構(gòu)網(wǎng)時(shí)代”的加速到來，為了真正實(shí)現(xiàn)緊急電源及黑啟動(dòng)功能，南瑞繼保儲(chǔ)能產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)專業(yè)離網(wǎng)多機(jī)并聯(lián)控制。
比如，多機(jī)軟啟黑啟動(dòng)技術(shù)，可協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)毫秒級快速通訊，具備多機(jī)同時(shí)零起升壓功能，啟動(dòng)時(shí)間長短可在線設(shè)置，同時(shí)解決了多機(jī)并聯(lián)功率振蕩問題。
多機(jī)VSG并聯(lián)控制+多種輔助控制，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式無縫切換，主動(dòng)參與一次調(diào)頻和調(diào)壓，增加系統(tǒng)阻尼和慣性，多機(jī)并聯(lián)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程均實(shí)現(xiàn)了功率的均衡分配，避免了震蕩、減小了沖擊。
平滑切換和同期技術(shù)，則區(qū)別于傳統(tǒng)同期方案，南瑞繼保采用關(guān)鍵狀態(tài)記憶、電壓源并網(wǎng)穩(wěn)定等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)離并網(wǎng)的平滑切換，無需對電網(wǎng)電壓進(jìn)行鎖相，易實(shí)現(xiàn)，同期精度高，速度快。
據(jù)了解，南瑞繼保具備多臺PCS和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的半實(shí)物仿真平臺（國內(nèi)第二大的RTDS仿真實(shí)驗(yàn)室），在廠內(nèi)即可搭建電廠實(shí)際一次模型，采用實(shí)際控制裝置接入，完成軟件功能驗(yàn)證和黑啟動(dòng)效果驗(yàn)證。
當(dāng)前，南瑞繼保已經(jīng)累積了儲(chǔ)能黑啟動(dòng)、離網(wǎng)運(yùn)行仿真分析等多方面項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。如，新疆國內(nèi)最大的離網(wǎng)型微網(wǎng)16MW，32臺PCS離網(wǎng)電壓源模式并聯(lián)運(yùn)行及黑啟動(dòng)，2018年底投運(yùn)至今，安全穩(wěn)定。
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值得一提的是，2023年6月，世界上首個(gè)具備獨(dú)立運(yùn)行能力、低短路容量、泛電壓等級、廣覆蓋范圍的額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化示范項(xiàng)目成功投運(yùn)。
南瑞繼保提出穩(wěn)態(tài)優(yōu)化、快速協(xié)調(diào)和緊急穩(wěn)定控制方法，以構(gòu)網(wǎng)技術(shù)為核心，構(gòu)建了源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化解決方案，并提供了全套裝備。
該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了首次廣域大網(wǎng)架純新能源黑啟動(dòng)、首次全域離網(wǎng)中長期運(yùn)行和首次人工短路故障穿越，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能和包括100%及任意比例新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并可以與主網(wǎng)并離網(wǎng)無縫切換，為新能源大規(guī)模消納奠定了核心技術(shù)基礎(chǔ)。
