中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“微電網(wǎng)與儲能”專場，施耐德電氣（中國）有限公司能效管理低壓業(yè)務(wù)部產(chǎn)品及應(yīng)用市場部行業(yè)總監(jiān)趙天意在會上分享了主題報(bào)告《如何以智能方案提升儲能電氣系統(tǒng)可靠性》，以下為演講實(shí)錄：
趙天意：大家好！很開心今天有機(jī)會跟大家一起分享施耐德在儲能，尤其在智能化的儲能系統(tǒng)當(dāng)中有什么方案，希望在線下的時(shí)候聽到大家的意見還有建議。今天跟大家溝通的主題是如何以智能電氣方案提升儲能系統(tǒng)可靠性，其實(shí)在中國經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，我們會發(fā)現(xiàn)從能源的產(chǎn)生和能源的消耗方面都有很大的變化，比如說新能源的發(fā)展，無論是風(fēng)電光伏，波動(dòng)性非常大的可再生能源已經(jīng)成為新增能量的主體，在負(fù)荷側(cè)從傳統(tǒng)的四大金剛煉化這些。這里大家會發(fā)現(xiàn)會有一個(gè)非常大的變遷在于發(fā)電側(cè)越來越多的傾向于可再生的波動(dòng)型的發(fā)電側(cè)能源，對這種電子類的通信類的甚至關(guān)系到整個(gè)安全性的交通系統(tǒng)的能耗越來越高。
隨著發(fā)電側(cè)的波動(dòng)性，中間有很大的一部分空間在智能電網(wǎng)上面進(jìn)行解決的，因此我們一直說儲能是整個(gè)能源未來結(jié)構(gòu)調(diào)整的心臟，或者換個(gè)角度來說，如果作為一個(gè)整個(gè)的系統(tǒng)來說，它是應(yīng)用于整個(gè)能源當(dāng)中可以積蓄可以控制，可以發(fā)用平衡的關(guān)鍵點(diǎn)。從電化學(xué)儲能這里所帶來的潛力和帶來的空間隨著整個(gè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是在不斷提升的。針對這些系統(tǒng)我們會發(fā)現(xiàn)儲能系統(tǒng)在自身發(fā)展當(dāng)中其實(shí)比較年輕，最少有七八年的光伏甚至我們說已經(jīng)三四十年以上的成熟的火電核電技術(shù)來說，儲能還是一個(gè)正在成長當(dāng)中的主力的調(diào)頻的能源所在。儲能現(xiàn)在所看到的基于全球范圍之內(nèi)它的挑戰(zhàn)性來自于四個(gè)方面，全生命周期可靠性，這20年左右的周期伴隨著不斷的電池衰減還有不斷環(huán)境負(fù)荷的變化，如何提高可靠性是現(xiàn)在沒有遇到，但是未來一定會面對的全生命周期的可靠性的挑戰(zhàn)。
第二個(gè)，是專業(yè)管理效率，我們知道一般儲能電站，無論是電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)都是遠(yuǎn)端運(yùn)維式的方式，專業(yè)管理效率一方面意味著我們肯定要用最少的人工來實(shí)現(xiàn)對最大范圍最大容量的管理，另外一方面很關(guān)鍵的在于如何可以實(shí)現(xiàn)管理效率的全面提升，提升整個(gè)儲能運(yùn)維整個(gè)儲能運(yùn)行的效率。
第三個(gè)，其實(shí)就是現(xiàn)在最敏感的話題—投資回報(bào)率。什么時(shí)候儲能投資可以達(dá)到營收平衡？考慮到峰谷電價(jià)的差距還有園區(qū)內(nèi)對整個(gè)用電容量的平衡度。但是毋庸置疑的就是現(xiàn)在整個(gè)能源投資的回報(bào)率是現(xiàn)在我們儲能系統(tǒng)面臨的很大的挑戰(zhàn)。在一些不發(fā)達(dá)地區(qū)如果一旦出現(xiàn)大規(guī)模的我們說的動(dòng)亂的話，比如說電網(wǎng)崩潰源于整個(gè)核電被破壞，如果后端沒有能源的慣性系統(tǒng)，不能保證能源輸送的話就會出現(xiàn)全世界能源的解裂在智能化系統(tǒng)當(dāng)中帶來的挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，給大家分享一下我們所得到的信息。
先看一下施耐德所倡導(dǎo)的三重架構(gòu)，從底端的互聯(lián)互通的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級別的快速有效的運(yùn)維，到云端實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)，全生命周期的資產(chǎn)的管理還有優(yōu)化，通過這種開放，兼容的三層架構(gòu)在儲能系統(tǒng)，在新能源系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的管理平衡。首先第一個(gè)主題就是我們剛剛說的如何來提升全生命周期整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性。把一個(gè)電力系統(tǒng)打開之后可能有低壓配電系統(tǒng)還有中壓配電系統(tǒng)，構(gòu)成安全性可靠性的很重要的一點(diǎn)。對整個(gè)電力系統(tǒng)來說是整個(gè)在儲能系統(tǒng)當(dāng)中受環(huán)境影響性比較大，相對來說可能造成的損失不多但是造成的頻次是最高的，看一下從低壓配電到高壓配電，其實(shí)里面可以看到，比較核心的就是說像里面儲能系統(tǒng)電池輸出的，有的時(shí)候用熔斷器保護(hù)，相對來說具有比較穩(wěn)定可靠性的組合方案將比熔斷器更加可靠性。我們知道儲能系統(tǒng)很大的一個(gè)特點(diǎn)在于儲能的流動(dòng)是雙向的，電池側(cè)進(jìn)行充電也有可能由電池側(cè)向電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行放電，在選型設(shè)備的時(shí)候，對里面尤其是直流側(cè)的在使用當(dāng)中的時(shí)候，它里面的核心關(guān)鍵這里面具有一個(gè)直流的極性，在使用當(dāng)中的時(shí)候，必須要滿足要求，最高達(dá)到1500V在進(jìn)行滅弧分段時(shí)會達(dá)到正常電壓的2000V的檔次，要求這個(gè)元件必須不具有極性，因?yàn)槠胀ǖ墓夥到y(tǒng)大家知道可以光伏的電能量到電直板如何保證元?dú)夂诵募臎]有極性的安裝使用是在選型當(dāng)中一個(gè)關(guān)鍵，打造這種堅(jiān)強(qiáng)的肌肉系統(tǒng)還有骨骼系統(tǒng)的核心。
這個(gè)全新一代的直流接觸器不像傳統(tǒng)的是用拍合單向結(jié)構(gòu)，可以使它在儲能系統(tǒng)正負(fù)極之間或者網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，不會出現(xiàn)對設(shè)備自身的損害，在全生命周期運(yùn)行的時(shí)候，如何選擇一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)骨骼，堅(jiān)強(qiáng)肌肉系統(tǒng)保證全生命周期可靠性的原因還有它自身的分段還有滅弧，大部分的儲能裝置都是比較小的空間，在小型的空間之內(nèi)如何保證對設(shè)備還有人身的安全，對電弧的要求非常關(guān)鍵，它可以保證在任何短路情況之下，安全距離為0，在短路極限分段情況下，人的手可以放在上面不會被灼傷的，這是對人身安全最高的可靠性的保障。小的空間之內(nèi)，密閉散熱的空間非常小，造成很多的隱患故障。另一方面電弧的噴出導(dǎo)致整個(gè)低壓回路故障最主要原因，也是火災(zāi)的最主要原因。
從最底層的設(shè)備來說，互聯(lián)互通也是我們現(xiàn)在非常關(guān)注的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，這里面的產(chǎn)品核心由一個(gè)一個(gè)產(chǎn)品組成的互聯(lián)互通的設(shè)備，可以形容為人體最小的神經(jīng)元可以把所有的數(shù)據(jù)信息采集上去，把整個(gè)人工智能或者機(jī)器學(xué)系統(tǒng)分為三個(gè)層次，最底層對數(shù)據(jù)的收集，既包括聽、看、感知還包括對各種環(huán)境參數(shù)的測量，這里可以知道比如說在儲能系統(tǒng)當(dāng)中，在華東地區(qū)的儲能系統(tǒng)當(dāng)中，對溫度的要求非常高，相對來說在一些可能我們電壓波動(dòng)的情況之下，如何保證設(shè)備的可知性，這里其實(shí)是靠最底層的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。從中端到高端，這里面的核心在于如何把所有的短路器所有的元件都作為一個(gè)可感知的神經(jīng)單元，來深入到儲能的每個(gè)角落里面，我們未來當(dāng)阻網(wǎng)的時(shí)候可以接入到其他的設(shè)備當(dāng)中去。
我們再看看管理效率，這個(gè)層次其實(shí)是我們可能無論在用戶側(cè)還是電網(wǎng)側(cè)都回避不了的永恒的命題，安全性是一個(gè)核心所在。這里面可以看到，在我們說的最底層設(shè)備把信息收上之后，在廠站儲能系統(tǒng)，直接接入到電網(wǎng)的系統(tǒng)當(dāng)中，對于整個(gè)儲能廠站這里的現(xiàn)場管理其實(shí)體現(xiàn)的是我們的專業(yè)效率，體現(xiàn)出來也是在整個(gè)管理當(dāng)中安全性和管理性的安全所在，對于儲能資產(chǎn)最大效能的發(fā)揮，也包含使用當(dāng)中的對環(huán)境監(jiān)測、逆變器系統(tǒng)監(jiān)測以及設(shè)備老化的分析。就是開放性的閉環(huán)，可以兼容到電網(wǎng)現(xiàn)在的系統(tǒng)，可以兼容到現(xiàn)在園區(qū)當(dāng)中已有的管理系統(tǒng)，封閉就是內(nèi)部可以形成一個(gè)邏輯鏈的驗(yàn)證，當(dāng)一個(gè)短路器出現(xiàn)高溫報(bào)警之后，我們會知道后端的時(shí)候一定有負(fù)荷側(cè)出現(xiàn)的，可能出現(xiàn)的某一個(gè)短路，通過這個(gè)判斷，其實(shí)可以在廠站級給我們現(xiàn)場工程師最快的處理方式，讓他在第一時(shí)間之內(nèi)處理故障，排除故障，對儲能系統(tǒng)非常關(guān)鍵的。自身不是我們說的應(yīng)急大系統(tǒng)是24小時(shí)在線的系統(tǒng)，現(xiàn)場級別的管理其實(shí)非常關(guān)鍵的，它既代表著24小時(shí)在線的系統(tǒng)里面，管理的有效性，平時(shí)的時(shí)候不需要對它做更多的干預(yù)，一旦出現(xiàn)隱患故障的時(shí)候，是體現(xiàn)出電力系統(tǒng)安全性的核心指標(biāo)之一。第二層的系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場級別的PSO這一套系統(tǒng)，來提升整個(gè)效率。第三個(gè)層次也是非常關(guān)注的就是儲能投資回報(bào)率，未來隨著電池系統(tǒng)的本身的成本去掉，這個(gè)限值會越來越小，不能僅僅只考慮從電價(jià)當(dāng)中賺的收益，還有在配電容量還有在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中獲得的效益的最大化。這里面可以看到如果從電氣，施耐德比較專業(yè)的做電氣管理系統(tǒng)，如何來支持在整個(gè)儲能系統(tǒng)收益的最大化，這里面有一個(gè)前期的體檢還有后期的會診，體檢代表的是正常在運(yùn)行當(dāng)中的時(shí)候，在一些關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)，對整個(gè)儲能系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)全面的檢測，如何對檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這里面其實(shí)體現(xiàn)的就是整個(gè)電力系統(tǒng)智能化管理的核心所在，這里面就是體檢還有會診這兩個(gè)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的方式。
比如說施耐德的千里眼系統(tǒng)，通過四個(gè)步驟，現(xiàn)場的評估，最終形成報(bào)表。但是報(bào)表里面的數(shù)據(jù)非常多，一般說大數(shù)據(jù)管理，大數(shù)據(jù)跟傳統(tǒng)管理的不一樣的地方，有三個(gè)地方，就是數(shù)據(jù)的大量性，數(shù)據(jù)的完備性，以及數(shù)據(jù)的多維度，如何提煉出有效信息，很簡單的通過千里眼系統(tǒng)當(dāng)中，最終形成一個(gè)診斷報(bào)告。比如說50兆的儲能系統(tǒng)，某一個(gè)空調(diào)出現(xiàn)異常運(yùn)行，原因在什么層次，可能出現(xiàn)了電池的回路問題，還是在變壓器出現(xiàn)了情況，這里面很有意思。這里面有很多比較經(jīng)典的案例，在很多工業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)某一個(gè)水泵在夜間的時(shí)候，能耗高于平時(shí)的，診斷發(fā)生了異常之后，經(jīng)過對比分析找到了故障的原因體現(xiàn)了自動(dòng)化還有機(jī)器模塊所體現(xiàn)的價(jià)值。我們可以知道在整個(gè)生命周期上面，通過這一套系統(tǒng)的優(yōu)化可以最大程度的降低整個(gè)運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)收益的平衡。
最后說安全，安全是一個(gè)永恒的話題，我們一般很多我們認(rèn)為智能化代表著不安全，因?yàn)橹悄芑赡苓^分的強(qiáng)調(diào)智能化，代表的就是開放性或者可控性會下降，但是并非如此，這里看到其實(shí)系統(tǒng)安全分為硬件還有軟件兩個(gè)層次，包含數(shù)據(jù)的安全還有應(yīng)用。如果從我們自己打開一個(gè)安全系統(tǒng)來說分兩個(gè)層次，第一個(gè)如何衡量一個(gè)系統(tǒng)，或者儲能管理系統(tǒng)是否安全，看它是不是符合標(biāo)準(zhǔn)，比如說這里面全部的國際標(biāo)準(zhǔn)，看一個(gè)比較重點(diǎn)的ISO27001，它所實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵的管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證，是一個(gè)體系認(rèn)證，ISO27001將是一個(gè)很關(guān)鍵的因素?，F(xiàn)在成為國際標(biāo)準(zhǔn)，修改過了若干版，這一系列角度對信息系統(tǒng)提出安全。從軟件的標(biāo)準(zhǔn)化代碼的安全性到特權(quán)審核，才能保證從內(nèi)部，所以說施耐德的安全系統(tǒng)，尤其是電力管理的系統(tǒng)，內(nèi)部的時(shí)候有非常強(qiáng)的內(nèi)控性，保證用戶在使用當(dāng)中的時(shí)候不會出現(xiàn)兩大問題，一個(gè)問題是信息的損失還有信息的丟失。這邊不多說，因?yàn)閮δ芟到y(tǒng)對我們來說大家非常專業(yè)，可以回顧看到在底層的神經(jīng)元還有肌肉骨骼到云端的全系列管理，可以實(shí)現(xiàn)在儲能挑戰(zhàn)的時(shí)候最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
我們可以看到國內(nèi)的案例，馬里蘭州是美國最大一個(gè)新能源應(yīng)用的州之一，里面的安全機(jī)構(gòu)要求非常高，里面用的就是施耐德的儲能系統(tǒng)，來保證對新能源還有安全性系統(tǒng)這兩個(gè)之間負(fù)荷還有使用的平衡。只有智能化可以提升整個(gè)儲能的優(yōu)勢，而且也只有智能化可以提升整個(gè)儲能的可靠性，以后未來向在新能源走的路上一起同行，謝謝大家！
