中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)， 來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。
北京天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司副總經(jīng)理劉炳在新能源發(fā)電并網(wǎng)專(zhuān)場(chǎng)，發(fā)表了題為“基于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品框架的風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
劉炳：我給大家做的是報(bào)告是“基于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品框架的風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)解決方案”，兩個(gè)關(guān)鍵詞，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案。說(shuō)到風(fēng)儲(chǔ)是三個(gè)主題，一是為什么要做風(fēng)儲(chǔ)，二是怎么做，三是對(duì)我們做簡(jiǎn)單的介紹。
第一，為什么做風(fēng)儲(chǔ)？我們從更宏觀的角度看這個(gè)問(wèn)題，我們把中國(guó)和德國(guó)在2017年按照發(fā)電量千瓦時(shí)來(lái)做比例上的對(duì)比。明顯中國(guó)的火電比例遠(yuǎn)高于德國(guó)，中國(guó)企風(fēng)向光這個(gè)問(wèn)題比德國(guó)嚴(yán)重很多。整體靈活電源比例其實(shí)還好，因?yàn)橹袊?guó)的水電發(fā)電量占19%，我們加上火電也可以做一些深度調(diào)峰包括調(diào)頻的響應(yīng)，靈活性資源不缺，事實(shí)真是這樣嗎？我們還要從更廣闊的角度看這個(gè)問(wèn)題。我們雖然有很多的靈活性資源，但是它在時(shí)間和空間上的分布是不均勻的，包括作為對(duì)電網(wǎng)的一種所謂的擾動(dòng)，我們的新能源資源的分布也是不均勻的。新能源主要集中在靈活性電源，特別是水電，大多數(shù)是集中在西南。我們說(shuō)空間的不均勻是這個(gè)地區(qū)，時(shí)間上的不均勻主要是指像水電，不是任何時(shí)候都能夠發(fā)揮它完美的調(diào)峰、調(diào)頻的作用。咱們知道枯水期，電網(wǎng)給過(guò)來(lái)的指令可以很好的響應(yīng)，豐水區(qū)，水電長(zhǎng)首先要解決防汛問(wèn)題，那未必響應(yīng)得了電網(wǎng)的要求。霧霾的問(wèn)題導(dǎo)致我們?cè)诨痣娚铣惺苤浅４蟮膲毫ΓS著可再生能源的進(jìn)一步發(fā)展，很顯然，我們的電網(wǎng)的靈活性出現(xiàn)缺口。電網(wǎng)的穩(wěn)定性在中遠(yuǎn)期的未來(lái)會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？有幾種方案。
1、空間上的不平衡，更多的建一些長(zhǎng)距離的輸電通道。通過(guò)建設(shè)分散式電源介紹對(duì)通道的壓力。但是時(shí)間上的這種不均勻，真正要靠的還是要靠實(shí)施電力交易，增加電活，通過(guò)這種方式來(lái)增加電網(wǎng)的靈活性。這是參照歐洲實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。歐洲在西歐地區(qū)有一個(gè)統(tǒng)一的電力市場(chǎng)，包括統(tǒng)一的調(diào)度組織，ENTSO，包括有一個(gè)統(tǒng)一的基于預(yù)測(cè)的電力交易系統(tǒng)，可能有很多大家很清楚。歐洲的交易機(jī)制是基于日前的預(yù)測(cè)，我們大的負(fù)荷和風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站要提前一天把下24小時(shí)的負(fù)荷曲線給出來(lái)，電網(wǎng)根據(jù)這個(gè)數(shù)把第二天的整體定價(jià)定出來(lái)。第二天還有4個(gè)小時(shí)的日間交易，如果你這個(gè)偏差預(yù)測(cè)值和你的實(shí)際值有偏差，那么再進(jìn)行第二輪交易，這個(gè)交易完了之后還是有偏差，對(duì)不起，你超出計(jì)劃多發(fā)的電或者多用的電要付出高昂的代價(jià)，誰(shuí)給電網(wǎng)提供靈活性的支撐，這時(shí)候就會(huì)得到額外的收益。我們都知道可再生能源最主要的特點(diǎn)是波動(dòng)性，咱們經(jīng)常有一個(gè)詞叫風(fēng)光互補(bǔ)，風(fēng)光經(jīng)常都是互補(bǔ)的，但是我們必須考慮最?lèi)毫拥那闆r，不互補(bǔ)的時(shí)候怎么辦？這個(gè)圖是德國(guó)今年2月份的曲線，可以看到在2月15日左右是出現(xiàn)了風(fēng)和光都特別小的情況，就是左邊的框，右邊出現(xiàn)風(fēng)光都特別大的情況，這是兩個(gè)極端。把它放大一點(diǎn)就是這樣的情況。他們?cè)趺唇鉀Q這個(gè)問(wèn)題？主要是靠動(dòng)態(tài)調(diào)整電價(jià)，這是基于日前的電力預(yù)測(cè)所做出的電價(jià)調(diào)整，可以看到第二天的晚高峰的時(shí)候出現(xiàn)了每MW54歐元的高價(jià)。同樣在前面這個(gè)時(shí)間也對(duì)應(yīng)的是早高峰時(shí)間，太陽(yáng)還沒(méi)有升起來(lái)之前，這是第一個(gè)電價(jià)的高峰。2月25日的風(fēng)和光特別大的場(chǎng)景下，在中午，風(fēng)光都達(dá)到頂點(diǎn)的時(shí)候，通過(guò)調(diào)整電價(jià)，出現(xiàn)負(fù)電價(jià)，這時(shí)候往電網(wǎng)發(fā)電，只要不是簽固定電價(jià)，發(fā)一度電要賠0.015歐分，這個(gè)七月是必須得執(zhí)行的。
通過(guò)調(diào)整實(shí)時(shí)電價(jià)就產(chǎn)生了一個(gè)特點(diǎn)，這是5月份的，5月份的光變好了，晚高峰往后推遲，因?yàn)橛泄獾拇嬖凇Ｕ麄€(gè)的負(fù)荷的波動(dòng)性其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)維持在相對(duì)比較好的水平。下面的圖，這兩個(gè)時(shí)間是對(duì)應(yīng)的。我們看到深藍(lán)色的曲線是德國(guó)的抽水系統(tǒng)，下面這條淺藍(lán)色的是天然氣，抽水蓄能每天基本上就兩個(gè)固定的時(shí)段在進(jìn)行發(fā)電，一個(gè)是太陽(yáng)沒(méi)有升起來(lái)之前，但是負(fù)荷已經(jīng)起來(lái)，一個(gè)是晚上，也就是鴨子曲線的頭部，太陽(yáng)已經(jīng)落山了，但是負(fù)荷已經(jīng)非常高。把它復(fù)制到中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境中，這兩個(gè)時(shí)間，隨著太陽(yáng)能的逐步增加，從現(xiàn)在的2%、3%增加到德國(guó)這樣的程度，這樣的問(wèn)題同樣也會(huì)出現(xiàn)。剛才說(shuō)解決可再生能源進(jìn)一步提升它的占比的方法，重要的手段，也就是我們的實(shí)時(shí)電力交易，在中國(guó)已經(jīng)試點(diǎn)，特別是我們所在的南網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始模擬運(yùn)行。前面是基于未來(lái)的問(wèn)題，把時(shí)間回到現(xiàn)在。
我們?cè)诂F(xiàn)在的風(fēng)電場(chǎng)還是有很多痛苦的地方，比如棄風(fēng)，2017年的棄風(fēng)比2016年有很大的改善，但是棄風(fēng)率還是維持在高位，甘肅33%、甘肅29%，所以并沒(méi)有像大家期望的解禁，而是仍然維持很低的水平。如果大家看新能源電站，集中式電站的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)對(duì)電廠有雙細(xì)則的考核，左邊的數(shù)據(jù)的考核規(guī)則是你的發(fā)電量和前一天報(bào)出來(lái)的15分鐘平均預(yù)測(cè)值，偏差提前一天超過(guò)25%，或者一天滑動(dòng)平均值超過(guò)20%，電網(wǎng)要收取考核的費(fèi)用。光功率預(yù)測(cè)做得相對(duì)好一點(diǎn)，風(fēng)功率預(yù)測(cè)由于大氣環(huán)境的不確定性，風(fēng)功率預(yù)測(cè)想做得非常準(zhǔn)有難度?，F(xiàn)在西北地區(qū)，特別是青海，每個(gè)100MW的風(fēng)電場(chǎng)，去年大概被考核的值在136萬(wàn)元。這個(gè)數(shù)聽(tīng)起來(lái)不多，但是2017年底，西北更新了它的雙細(xì)則考核規(guī)則。如果按照更新的規(guī)則，按照實(shí)實(shí)在在的考核，而不是現(xiàn)在帶點(diǎn)放水。經(jīng)過(guò)我們的測(cè)算，考核值對(duì)于100MW的風(fēng)電場(chǎng)，多的時(shí)候可以超過(guò)500萬(wàn)元，這就是不容忽視的一筆錢(qián)。
其實(shí)剛才講了這么多，大家都知道，既然也是儲(chǔ)能大會(huì)，大家都知道我要講什么，解決剛才所有問(wèn)題的出路是儲(chǔ)能，說(shuō)到儲(chǔ)能，把儲(chǔ)能作為整體行業(yè)考慮。儲(chǔ)能主要的問(wèn)題是有沒(méi)有地方，這是澳大利亞的一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，到處都是空地，解決地的問(wèn)題有現(xiàn)實(shí)的可行性。可再生能源進(jìn)一步發(fā)展，需要實(shí)時(shí)電力交易來(lái)確認(rèn)電網(wǎng)靈活性的價(jià)值，現(xiàn)實(shí)中我們的棄風(fēng)限電問(wèn)題和風(fēng)功能預(yù)測(cè)帶來(lái)的考核罰款的問(wèn)題，也需要通過(guò)一定的靈活性手段來(lái)予以解決。而相對(duì)充分的這種建設(shè)用地又是我們做風(fēng)儲(chǔ)非常好的現(xiàn)實(shí)支撐，基于以上的原因，我們認(rèn)為風(fēng)和儲(chǔ)是解決現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)問(wèn)題的一個(gè)重要可行性選項(xiàng)。
介紹完了價(jià)值，接下來(lái)講講我們?cè)趺醋鲲L(fēng)儲(chǔ)。講到這里先給大家看看我們的產(chǎn)品思路。
這里有兩個(gè)關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)解決方案。標(biāo)準(zhǔn)化，過(guò)去在金風(fēng)做40GW風(fēng)機(jī)過(guò)程中，我們做了40GW的風(fēng)電變速器，過(guò)去我們的每個(gè)機(jī)型都是有差異的，都不太一樣。如果說(shuō)到光伏和儲(chǔ)能，由于功率和電壓不一樣，它肯定不一樣。我們現(xiàn)在用標(biāo)準(zhǔn)化的思路來(lái)做。無(wú)論是風(fēng)光儲(chǔ)都是起于相同的標(biāo)準(zhǔn)柜，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)柜把它進(jìn)行交直流側(cè)并聯(lián)，組成不同容量的并流器，接下來(lái)再通過(guò)儲(chǔ)能PCS和控制系統(tǒng)加上變壓器以及開(kāi)關(guān)，組成一個(gè)儲(chǔ)能電控系統(tǒng)。這個(gè)電控系統(tǒng)本身就是一個(gè)獨(dú)立的單元，和電池結(jié)合組成整體的儲(chǔ)能系統(tǒng)。通過(guò)集中式和分散式形成風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以和光伏以及作為獨(dú)立的儲(chǔ)能電站存在，把它通過(guò)通訊和網(wǎng)絡(luò)的方式集成連接到EMS和這個(gè)系統(tǒng)里面，形成金風(fēng)的風(fēng)光儲(chǔ)整體解決方案。
PCS，這里是我們的一個(gè)產(chǎn)品譜系。用這種方式做出的變流器，無(wú)論是風(fēng)光儲(chǔ)都有相同的特點(diǎn)，總結(jié)下來(lái)就是四個(gè)詞：靈活配制、不間斷儲(chǔ)能、備件更換、效率更優(yōu)。靈活配制的意思是無(wú)論是風(fēng)光儲(chǔ)用同一種東西都可以做出來(lái)。還有DCD系，有的場(chǎng)合需要用雙機(jī)型變流器，用這樣的模塊可以實(shí)現(xiàn)。我們給合作伙伴供貨的時(shí)候供了這種機(jī)型。其次，不間斷儲(chǔ)能是因?yàn)樗卸鄠€(gè)標(biāo)準(zhǔn)柜并聯(lián)的時(shí)候，任何單元的損壞都可以自動(dòng)切除，剩余部分自動(dòng)啟動(dòng)，保持整體系統(tǒng)的發(fā)電能力。儲(chǔ)能系統(tǒng)定義為不間斷儲(chǔ)能，在風(fēng)機(jī)和光伏領(lǐng)域是不間斷發(fā)電。備件通用，核心備件都是一樣的。效率更優(yōu)，也是類(lèi)似的概念。開(kāi)車(chē)的時(shí)候很少用無(wú)極變速，都是換檔，如果說(shuō)現(xiàn)在速度很低換一檔，速度很高換四五檔。變流器沒(méi)有這么回事，現(xiàn)在的方式等于在里面換檔，功率高投進(jìn)去，功率低把不需要的停掉。這樣有什么好處？減少低功率段的損耗。我們?cè)诠夥锩孀鰷y(cè)試，在去年的上海，在陰雨天特別多的季節(jié)里，我們的發(fā)電量比一般的逆變器提高2%，這種技術(shù)我們準(zhǔn)備在未來(lái)的低風(fēng)速的風(fēng)機(jī)里面進(jìn)行廣泛的推廣。
電池，儲(chǔ)能系統(tǒng)的搭建一定要圍繞電池構(gòu)建。這是我們對(duì)于不同電池的分析，大家不用太仔細(xì)看。哪怕對(duì)于風(fēng)儲(chǔ)一個(gè)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，我們所用的電池也是不一樣的。比如我們要解決棄風(fēng)限電問(wèn)題，首先要降低千瓦時(shí)成本，這時(shí)候液流電池比較合適。如果是調(diào)頻或者滿(mǎn)足風(fēng)功率預(yù)測(cè)的精度，這時(shí)候是功率型，需要追求千瓦成本更低。沒(méi)有一種電池適應(yīng)所有的場(chǎng)景，甚至所有的場(chǎng)合。現(xiàn)在從整個(gè)行業(yè)來(lái)看，大多數(shù)儲(chǔ)能系統(tǒng)是一體式的，把所有的集裝箱、所有的空調(diào)、控制器，PCS、電池、BMS都放在一起，當(dāng)然有它的好處，集成度高，成本略低，安裝更加簡(jiǎn)便。反過(guò)來(lái)說(shuō)，這么做的壞處就是如果我換一個(gè)應(yīng)用，就得再用一套不同的東西。工業(yè)化的要?jiǎng)?wù)在于標(biāo)準(zhǔn)化，有效降低成本，同時(shí)降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。我們認(rèn)為把所有的東西耦合在一起的方式，有它的好處，但是快速實(shí)現(xiàn)成本下降和風(fēng)險(xiǎn)降低是有不足的。我們提出的分體式方案，把原來(lái)集成化的集裝箱拆成兩半，通過(guò)連接直流，把它建成電池系統(tǒng)或者電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)由于PCS適應(yīng)不同的容量，實(shí)現(xiàn)不同的功率，針對(duì)高容量、高C值的電池，可以做得稍微大一些，作為低DC可以采用相對(duì)少一點(diǎn)的模塊，可以給我們的客戶(hù)有效降低總的投入。
以上是講儲(chǔ)能就地硬件的部分。講完硬件，再講軟件。
一個(gè)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)要想真正發(fā)揮作用，必跟風(fēng)電場(chǎng)、風(fēng)機(jī)的控制要聯(lián)系在一起。這張圖原本是風(fēng)電場(chǎng)的控制系統(tǒng)的圖，這里面分三成，第一個(gè)是調(diào)度系統(tǒng)，中間是圍繞能量管理系統(tǒng)和中央監(jiān)控系統(tǒng)，它中間的分配層。下面是對(duì)風(fēng)機(jī)，包括對(duì)PCS、BMS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。我重點(diǎn)講能量管理系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)也是在這個(gè)系統(tǒng)里面增加這樣的環(huán)節(jié)來(lái)分解我們對(duì)不同的電池的功率指令。
這是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖?，F(xiàn)在電網(wǎng)對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站的數(shù)據(jù)安全要求非常高，他們不允許把風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)據(jù)泄露到公網(wǎng)上，與此同時(shí)，無(wú)論是做視頻監(jiān)控還是做風(fēng)光功率預(yù)測(cè)，其實(shí)需要跟主網(wǎng)和外面的公網(wǎng)建立一定的聯(lián)系。我們把整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)分成不同的區(qū)，包括這里面叫安全一區(qū)、安全二區(qū)和信息管理區(qū)，把它分開(kāi)之后在不同的區(qū)之間設(shè)立防火墻和反向截流裝置，保證信息單向流動(dòng)。從公網(wǎng)來(lái)的數(shù)據(jù)可以里面?zhèn)?，不能反向傳遞，既保證整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的完整性，又保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。左邊是控制體系，右邊是氣象預(yù)測(cè)。
這是風(fēng)電的監(jiān)控系統(tǒng)，中間已經(jīng)把儲(chǔ)能的單元做進(jìn)去，這個(gè)數(shù)據(jù)不是真實(shí)數(shù)據(jù)，而是我們的模擬數(shù)據(jù)。與監(jiān)控系統(tǒng)平齊的還有能量控制系統(tǒng)，主要接受調(diào)度指令來(lái)完成一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和無(wú)功控制方面的功能。重點(diǎn)要提一下的是風(fēng)功率預(yù)測(cè)。包括能量管理平臺(tái)這里還要對(duì)不同的電池要進(jìn)行能量的分配。用于調(diào)峰和調(diào)頻的電池是不一樣的，包括我們有一個(gè)重要的客戶(hù)在最近的項(xiàng)目里面準(zhǔn)備采用的是包括不同電池，客戶(hù)可以追求控制目標(biāo)和追求電能效率設(shè)置不同的優(yōu)先順序。
風(fēng)電場(chǎng)對(duì)于儲(chǔ)能的需求是降低預(yù)測(cè)不準(zhǔn)帶來(lái)的罰款。如果預(yù)測(cè)做得準(zhǔn)，是不是儲(chǔ)能可以用得稍微少一點(diǎn)？這對(duì)在座的人來(lái)說(shuō)不喜歡聽(tīng)，但是風(fēng)電場(chǎng)還是非常希望達(dá)到這樣的效果。2010年左右我們開(kāi)始做很多的風(fēng)電預(yù)測(cè)，我們積累了很多權(quán)威數(shù)據(jù)還有增強(qiáng)計(jì)算能力，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)的效果就是左下角的圖片，我們?cè)谖鞅眳^(qū)域，2016年的風(fēng)功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確里率和行業(yè)相比，平均高出5%。降低我們對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求。金風(fēng)風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的兩個(gè)特點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品解決方案和完善的系統(tǒng)解決方案。
案例，這些案例不是大風(fēng)電場(chǎng)里面做的，但是整個(gè)產(chǎn)品架構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)和風(fēng)電場(chǎng)保持一致。金風(fēng)總部的風(fēng)儲(chǔ)項(xiàng)目，包括2.5MW的風(fēng)機(jī)和200KW×4的防御流和鋰電池。主要做的是風(fēng)功率平滑預(yù)測(cè)，綠色的線是平滑之后達(dá)成的曲線，比藍(lán)色的線實(shí)現(xiàn)更多的平滑。
最后簡(jiǎn)單介紹我們自己，金風(fēng)科技是2016年、2017年連續(xù)兩年全球第三大的風(fēng)機(jī)整機(jī)制造商，在中國(guó)是2012年到去年連續(xù)6年是全國(guó)第一，迄今為止做了44GW的風(fēng)機(jī)和44GW或者28500臺(tái)的風(fēng)機(jī)。金風(fēng)除了做風(fēng)機(jī)還做能源互聯(lián)網(wǎng)，天誠(chéng)同創(chuàng)屬于能源互聯(lián)網(wǎng)板塊。在這里面儲(chǔ)能是一個(gè)重要的部分，儲(chǔ)能方面我們提供儲(chǔ)能系統(tǒng)的投資、建設(shè)、核心設(shè)備等一體化的系統(tǒng)解決方案。
以上就是我今天給大家報(bào)告的內(nèi)容。謝謝大家！
（本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理，未經(jīng)本人審核）
