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對(duì)于粉塵這部分，在臨近電站的附近，粉塵污染是相當(dāng)嚴(yán)重的，使生活及植物的生長(zhǎng)造成不良的影響，每年會(huì)產(chǎn)生150萬(wàn)噸的煙塵。對(duì)于能量損耗，火電發(fā)電機(jī)主要是通過(guò)水作為冷卻介質(zhì)，一座1千MW的火力發(fā)電廠，日耗水量在十萬(wàn)噸左右。全國(guó)每年消耗500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

當(dāng)前霧霾的主要產(chǎn)生，基本上是以火力發(fā)電和和汽車(chē)排放兩種形式產(chǎn)生。

現(xiàn)階段，火力發(fā)電比例的減少，必須提高水電、光伏、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電比例，隨著光伏以及風(fēng)能的再生能源在電網(wǎng)中的比重增加，由于風(fēng)力跟光伏的間歇性、波動(dòng)性，或者不可確定因素受到天氣的影響，所以在一些場(chǎng)合，針對(duì)光伏和風(fēng)電認(rèn)為是垃圾電，因?yàn)樗鼘?duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)作來(lái)說(shuō)，是帶來(lái)了很大的調(diào)頻的壓力。所以儲(chǔ)能裝置的引用可以在很大程度上，使光伏和風(fēng)電平滑輸入電網(wǎng)，提高它們的應(yīng)用率。

針對(duì)儲(chǔ)能的應(yīng)用領(lǐng)域，在火電發(fā)電側(cè)，基本上它可以作為減少系統(tǒng)的裝機(jī)容量的需求，再一個(gè)是提高發(fā)電設(shè)備的利用效率，第三個(gè)是提高可再生能源計(jì)劃發(fā)電的計(jì)劃，第四個(gè)是穩(wěn)定輸出提高效率。發(fā)電廠投資和運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用會(huì)降低，第二，發(fā)電成本會(huì)降低，第三個(gè)，網(wǎng)損會(huì)降低。

在電網(wǎng)側(cè)是延緩了輸配電的投資，提高了資產(chǎn)利用率，第三個(gè)，提高了可再生能源的接入量，第四，穩(wěn)定供求的平衡。它的價(jià)值體現(xiàn)主要是輸入電投資減少，再一個(gè)是網(wǎng)損的減少。

在終端用戶層，第一點(diǎn)提到了需求側(cè)的管理，第二個(gè)是提高用電設(shè)備的資源配置。第三個(gè)是備用電源，其價(jià)值體現(xiàn)第一點(diǎn)是對(duì)于用電成本的降低。第二個(gè)是點(diǎn)能質(zhì)量的提高，還有可靠性的提高。第三個(gè)是提高了生活質(zhì)量。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)能電網(wǎng)是發(fā)輸配用一氣呵成，單向鏈?zhǔn)降慕Y(jié)構(gòu)。有了儲(chǔ)能的接入之后，使能源互聯(lián)網(wǎng)成為了一種可能，使交互式的結(jié)構(gòu)體系，就地發(fā)電，就地儲(chǔ)存，就地使用，余電共享，在電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)動(dòng)車(chē)的尾氣排放已經(jīng)成為空氣污染的主要來(lái)源之一，減少機(jī)動(dòng)車(chē)的尾氣排放成為我國(guó)空氣質(zhì)量改善的重要手段，其中電動(dòng)車(chē)將是不可缺少的主要手段。而加強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，大大的促進(jìn)了電動(dòng)車(chē)的發(fā)展，包括完善電動(dòng)車(chē)的基礎(chǔ)配套設(shè)施?？茖W(xué)合理的電動(dòng)車(chē)充電站的布局，充放電站的基礎(chǔ)設(shè)施，主要是滿足了電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和消費(fèi)者的需求，同時(shí)減少了充電站對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，針對(duì)風(fēng)力的應(yīng)用，主要是在平滑輸出和削峰填谷，針對(duì)風(fēng)電本身的特性，由于風(fēng)電固有的隨機(jī)性、間歇性，決定了其規(guī)模越大，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰運(yùn)行的需求量就會(huì)越大，基本上在風(fēng)機(jī)的裝機(jī)總?cè)萘康谋壤窃?0%以內(nèi)，基本上是依靠傳統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻手段可以滿足電網(wǎng)安全需求的。如果達(dá)到20%甚至更高，電網(wǎng)的調(diào)控能力和安全運(yùn)維，基本上是面臨著比較巨大的挑戰(zhàn)。

目前為了減少其對(duì)電網(wǎng)的沖擊，每一臺(tái)風(fēng)機(jī)需要配備其功率4%的后備蓄電池。它還需要1%的蓄電池用于緊急情況時(shí)能量的需求。隨著風(fēng)電的快速發(fā)展，風(fēng)電和電網(wǎng)之間的矛盾也是越來(lái)越突出，如果需要平滑風(fēng)電90%以上的電力輸出，則需要為風(fēng)電廠配置20%額定容量的儲(chǔ)能電池。如果希望風(fēng)電廠還能具備削峰填谷的功能，需要具備相當(dāng)于40%到50%的儲(chǔ)能電池。如果風(fēng)機(jī)需要離網(wǎng)發(fā)電，則需要更大的儲(chǔ)能電池作為能源的支撐。針對(duì)光伏發(fā)電側(cè)，也和風(fēng)電類(lèi)似的，一個(gè)是平滑功率輸出，再一個(gè)是削峰填谷，光伏主要是依賴于太陽(yáng)光，在大型光伏電站主要是采用并網(wǎng)發(fā)電的模式，對(duì)于電網(wǎng)的調(diào)峰能力有比較高的要求。目前我國(guó)電力系統(tǒng)煤電比較高，核電和熱電機(jī)組不能參與調(diào)峰，水電、燃?xì)獍l(fā)電具有比較好的調(diào)峰性能，但所占比例不高。如果說(shuō)光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的比例增加，其對(duì)輸出穩(wěn)定性的電網(wǎng)調(diào)控造成非常大的困難。光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能電池的作用就是貯存太陽(yáng)能電池矩陣受光照時(shí)多余的電能，隨時(shí)可以向負(fù)載進(jìn)行供電。光伏發(fā)電對(duì)儲(chǔ)能電池的基本要求是自放電率低、使用壽命長(zhǎng)、深放電能力強(qiáng)、充電效率高、少維護(hù)或者是免維護(hù)，工作溫度范圍比較寬，價(jià)格需要低廉。

針對(duì)在分布式場(chǎng)合的應(yīng)用，對(duì)于分布式電站的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，分布式的能源可以用在離網(wǎng)運(yùn)行，也可以用在并網(wǎng)運(yùn)行，避免電力系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)的一些線路損耗，及一些極端惡劣環(huán)境下的應(yīng)用場(chǎng)景，具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益跟節(jié)能減排的效益。分布式發(fā)電與儲(chǔ)能技術(shù)的結(jié)合，大大提高了系統(tǒng)能源利用率，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。

在商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景主要是作為峰值控制，減少負(fù)荷峰谷差，提高系統(tǒng)效率和設(shè)備利用率，如果電力系統(tǒng)大規(guī)模的使用儲(chǔ)能電站，即在晚間負(fù)荷低谷時(shí)段進(jìn)行儲(chǔ)存，白天再釋放出來(lái)，就能在一定程度上減少企業(yè)在高峰時(shí)對(duì)電網(wǎng)的需求，提高系統(tǒng)的效率和輸配電設(shè)備的使用效率，延緩新的發(fā)電機(jī)組或者線路增容的需求，節(jié)約大量的投資。鋰電池系統(tǒng)的高效率、高功率和高速反應(yīng)速度特別適合這種應(yīng)用場(chǎng)景。

在調(diào)頻市場(chǎng)主要是作為平衡電網(wǎng)，電網(wǎng)供需的不平衡直接反映到電網(wǎng)頻率的偏移上，負(fù)荷過(guò)大的時(shí)候頻率減低，發(fā)電量過(guò)多，頻率提高，相對(duì)于傳統(tǒng)調(diào)頻技術(shù)，鋰電池儲(chǔ)能在響應(yīng)速度上具有壓倒性優(yōu)勢(shì)。

從圖上可以看得到，在傳統(tǒng)調(diào)頻的機(jī)組實(shí)際處理和調(diào)度指令之間的反差，造成調(diào)節(jié)的反向，或者說(shuō)調(diào)節(jié)的偏差，再就是調(diào)節(jié)的延時(shí)。

如果采用鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)，在額定功率范圍內(nèi)，可以做到在1秒內(nèi)滿足99%以上的精度，完成指定的功率輸出。其綜合影響能力完全可以滿足在AGC調(diào)頻的時(shí)間尺度的大功率的變換需求。

對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在調(diào)頻能力上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，以這個(gè)表為基礎(chǔ)，假設(shè)這個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)需要在2秒內(nèi)有20兆瓦的功率提升，對(duì)系統(tǒng)的爬坡能力是在10兆瓦每分鐘，如果火力機(jī)組的爬坡效率是2%每分鐘，則需要配備一個(gè)500兆瓦的火電機(jī)組來(lái)滿足這個(gè)需求，如果采用20兆瓦的儲(chǔ)能系統(tǒng)，瞬間就可以完成功率提升需求。在調(diào)節(jié)速率的需求下，一兆瓦的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的AGC調(diào)頻能力相當(dāng)于是25兆瓦的火力發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻能力。如果我們的功率調(diào)節(jié)需求提升到20兆瓦每分鐘的情況下，儲(chǔ)能的調(diào)頻替代效果相當(dāng)于燃?xì)鈾C(jī)組、火力發(fā)電機(jī)組的50倍。

可以看出系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)需求越緊迫，儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就越明顯，在美國(guó)西太平洋國(guó)家研究中心同樣也是通過(guò)這種復(fù)雜的仿真得到了相似的結(jié)論，具有快速調(diào)節(jié)能力的儲(chǔ)能技術(shù)，能夠更有效的提供調(diào)頻服務(wù)，根據(jù)電力市場(chǎng)的電源特點(diǎn)，平均來(lái)看，儲(chǔ)能的調(diào)頻效果是水電機(jī)組的1.7倍左右。是燃?xì)庹{(diào)頻機(jī)組的2.5倍左右，是火力發(fā)電機(jī)組的20倍以上。

針對(duì)不同儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)，從這個(gè)表上可以看到，我們一般的儲(chǔ)能類(lèi)型分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能以及電化學(xué)儲(chǔ)能?，F(xiàn)在大規(guī)模應(yīng)用的主要是以抽水蓄能為主。空氣壓縮它的規(guī)模大，但是國(guó)內(nèi)應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有美國(guó)這么普遍，它主要是響應(yīng)慢，然后對(duì)地理環(huán)境需求比較苛刻，需要有一定的地理資源才能滿足系統(tǒng)的搭建。對(duì)于飛輪儲(chǔ)能，它的比功率很大，但是成本高，噪音相對(duì)也比較大。

在電磁儲(chǔ)能部分，它的特點(diǎn)主要是相應(yīng)快，功率高，但是相對(duì)的成本也比較高，超導(dǎo)的維護(hù)比較麻煩，高能電容的比能量又太低，對(duì)于超級(jí)電容來(lái)說(shuō)它的比能量也比較低。

在電化學(xué)儲(chǔ)能這邊，鉛酸電池這塊技術(shù)是最成熟的，但是它帶來(lái)的最主要問(wèn)題還是環(huán)保問(wèn)題。液流電池的壽命長(zhǎng)，可深放，適于組合，效果高，環(huán)保性好，但是儲(chǔ)能密度稍低。對(duì)于鈉硫系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，比能量和比功率比較高，高溫條件、運(yùn)行安全問(wèn)題有待改善。對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)，它的比能量比較高，成組壽命和安全問(wèn)題還是有待改善。

下面介紹一個(gè)儲(chǔ)能的案例。這里給大家展示的是一個(gè)4兆瓦和2兆瓦時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)架，這邊采用的電芯是32650的5.5Ah電芯，通過(guò)15并16串形成13個(gè)子單位，然后形成一個(gè)最小的電池柜，由這種電池柜在5并的結(jié)構(gòu)下形成一個(gè)最小的儲(chǔ)能子系統(tǒng)。然后由8個(gè)這樣的子系統(tǒng)形成一個(gè)2兆瓦時(shí)的堆棧的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。它的主要成分就是50千瓦時(shí)的電池柜有40臺(tái)，總控系統(tǒng)分了8路。500千瓦的變流器8臺(tái)，升壓變壓器配置了4臺(tái)，有就地監(jiān)控系統(tǒng)一1套，裝備是由4臺(tái)集裝箱整合在一起。但是升壓變?cè)谙到y(tǒng)能是不安裝的。

這是框圖的介紹。對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是由4個(gè)這樣的子系統(tǒng)構(gòu)成，底部有電子系統(tǒng)、變流器，兩套這樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)有一臺(tái)分葉式升壓變，變?nèi)氲诫娋W(wǎng)側(cè)的并網(wǎng)接入點(diǎn)，由這樣4套系統(tǒng)形成一個(gè)大型的4兆瓦200小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，接入電網(wǎng)，參與到電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的應(yīng)用中。

這個(gè)是系統(tǒng)的通訊拓?fù)鋱D，對(duì)于儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)，大堆棧的系統(tǒng)整合，一般情況下采用的是三級(jí)架構(gòu)的管理系統(tǒng)，最底層的BMU，是剛剛提到的最小的子單元，主要提到的采集的過(guò)程。它的中間層是分BMS，由一個(gè)分BMS管理13個(gè)BMU，然后由主BMS管理5個(gè)這樣的分BMS，也就是5臺(tái)電池柜形成了一個(gè)最小子單位的電池系統(tǒng)，然后有兩套這樣的電池系統(tǒng)整合在一起，形成了一兆瓦500千瓦時(shí)的儲(chǔ)能子系統(tǒng)。

下面看到的就是500千瓦時(shí)，250千瓦時(shí)的儲(chǔ)能最小子單位的系統(tǒng)，它的系統(tǒng)配置是在250千瓦時(shí)，標(biāo)稱電壓是在665，工作電壓是在600到750伏之，標(biāo)準(zhǔn)的充電倍率是在250千瓦，容許的也是按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。它的放電倍率是按照2C的放電倍率標(biāo)準(zhǔn)，這套系統(tǒng)是可以滿足500千瓦的放電功率，工作溫度范圍是在負(fù)10度掉5度之間，放電范圍是在零下20度到60度之間，存儲(chǔ)溫度范圍是在負(fù)2我度到40度之間，循環(huán)壽命是在衰減80%的情況下，環(huán)境溫度以25度，以0.5C的倍率進(jìn)行放電，可以滿足大于三千次以上的放電。通訊接口的RS485的通訊，采用的是被動(dòng)均衡為主。

這個(gè)框圖是我們根據(jù)一兆瓦500千瓦時(shí)的子系統(tǒng)，20個(gè)集裝箱的布局形式，一臺(tái)總控柜負(fù)責(zé)5臺(tái)電池柜，有一臺(tái)是作為預(yù)留的空間，以便后期的增容。在右側(cè)是兩臺(tái)500千瓦的變流器，基本上一個(gè)20尺的空間可以滿足1兆瓦的功率輸出能量，500千瓦時(shí)的電池系統(tǒng)。

針對(duì)這個(gè)方案我就介紹到這里，謝謝大家。

主持人：接下來(lái)是來(lái)自清華大學(xué)的教授王保國(guó)老師，跟大家一起探討《對(duì)電能轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的再思考》。

王保國(guó)：各位專(zhuān)家，各位代表下午好。我是來(lái)自清華大學(xué)的王保國(guó)，這個(gè)題目為什么叫再思考，因?yàn)檫@次會(huì)議來(lái)的人很多，去年在深圳有六七百吧，今年有一千兩百人，因?yàn)樵谶@個(gè)行業(yè)大家都在聚集隊(duì)伍、聚集力量，儲(chǔ)能逐漸引起更多的關(guān)注，有儲(chǔ)能裝備的生產(chǎn)，還有儲(chǔ)能應(yīng)用的，還有做微電網(wǎng)的，還有投資界的朋友們。所以在這里面怎么把這個(gè)事兒做好，保持這個(gè)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，我覺(jué)得這是我們要很好的考慮的問(wèn)題。把我們自己想過(guò)的一些問(wèn)題，做過(guò)的一些事情跟大家分享一下，也是接受大家的批評(píng)和評(píng)價(jià)，所以叫“再思考”。

儲(chǔ)能支撐可再生能源發(fā)展，在分布式、多用戶、大電網(wǎng)方面，特別是在自愈、兼容、經(jīng)濟(jì)的方面，以及促進(jìn)可再生能源接納這些方面是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。

在這里面有一些基本的問(wèn)題，2016年的時(shí)候，習(xí)總提了能源革命，國(guó)家在制訂能源發(fā)展的技術(shù)路線，以及去年的指導(dǎo)意見(jiàn)里面，把幾個(gè)方面，大容量?jī)?chǔ)能方面擱進(jìn)去了，其中提到了全釩液流電池，一個(gè)光熱發(fā)電一些事情。2017年3月底的時(shí)候，國(guó)家能源局的征求意見(jiàn)稿也講了很多，大規(guī)模的抽水蓄能，壓縮空氣、超導(dǎo)、鉛酸、鋰電池都列在這塊了。市場(chǎng)是需要引導(dǎo)的，把這些都擺在這兒，讓市場(chǎng)說(shuō)話，基本上是這么一個(gè)態(tài)度。因?yàn)樽罱K大家都是要取得一個(gè)利潤(rùn)空間的，那么這些技術(shù)怎么樣真正的實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，這里面到底干什么事兒，往哪方面發(fā)展可能很重要?；谶@個(gè)事情，橫坐標(biāo)是它的功率，電能大家關(guān)注兩個(gè)事兒，一個(gè)是功率大小，再一個(gè)是它的持續(xù)放電時(shí)間，從小一點(diǎn)的金屬空氣，到液流電池，那邊的壓縮空氣、抽水蓄能，這么多的場(chǎng)合，如果你想介入這個(gè)，想做這個(gè)，就看哪方面的市場(chǎng)定位。確實(shí)給業(yè)界的每一個(gè)從業(yè)者都提出了，哪種儲(chǔ)能技術(shù)更具有發(fā)展前景，特別是投資的更關(guān)心這個(gè)事情。

根據(jù)這個(gè)情況，從基本方面我們提出一個(gè)判斷的基本準(zhǔn)則，一共四個(gè)方面，不敢叫四項(xiàng)基本原則，但是四個(gè)準(zhǔn)則還是可以考慮的。

第一個(gè)，安全，這么大一個(gè)電池系統(tǒng)出了問(wèn)題不得了。這個(gè)安全有兩方面，一個(gè)方面是它本體上安全，還有一種是通過(guò)人們的發(fā)展技術(shù)，通過(guò)技術(shù)提升來(lái)實(shí)現(xiàn)的安全。

剛才大家講高溫型的鈉硫電池，日本的公司應(yīng)該說(shuō)做產(chǎn)品是很細(xì)致的，但是最終還是出問(wèn)題，該著還是著。我是搞化工的，不得不讓我們思考，我們講綠色化工不能只停留在嘴皮子上，一定是本質(zhì)上安全，本質(zhì)上綠色的東西，所以我們把安全作為第一個(gè)方面，而且是本質(zhì)安全。鋰電池搞水基的我特別同意，還有固體電解質(zhì)這都是本體上安全的技術(shù)。

第二個(gè)方面，資源可持續(xù)性。無(wú)論我們抽水庫(kù)抽水蓄能，我們大量的在甘肅、內(nèi)蒙，本來(lái)就沒(méi)有那么多水，搞抽水蓄能沒(méi)有辦法。在江蘇浙江這一帶，山水多適合這樣搞。所以在南方能搞抽水蓄能不要搞別的。還是要講經(jīng)濟(jì)效益，因地制宜的搞儲(chǔ)能，這才是一個(gè)正確的。我是搞電化學(xué)儲(chǔ)能的，一定要問(wèn)，儲(chǔ)能介質(zhì)，電化學(xué)活性物質(zhì)有沒(méi)有這樣的資源，如果我們所有的資源都靠進(jìn)口，或者從天然氣拿非常昂貴，那你這個(gè)搞不下去的，資源限制是一個(gè)不可逾越的障礙，所以在這點(diǎn)上，走哪些路線，搞哪種儲(chǔ)能一定要考慮這個(gè)。

第三個(gè)方面，我們講全生命周期的環(huán)境友好性，不能只講使用，要從它的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、使用報(bào)廢全生命周期你是綠色友好的，還是只講一個(gè)環(huán)節(jié)的。

最后一個(gè)環(huán)節(jié)，一定要能賺錢(qián)。很多來(lái)自業(yè)界的，一個(gè)產(chǎn)品一個(gè)技術(shù)路線如果不能賺錢(qián)，只是靠國(guó)家補(bǔ)貼，這不稱為真正的產(chǎn)品，特別是大家發(fā)展新的儲(chǔ)能產(chǎn)品，新的儲(chǔ)能技術(shù)的時(shí)候，一定把這四個(gè)方面同時(shí)考慮。如果只講一點(diǎn)一定是不全面的。

那么多應(yīng)用場(chǎng)合，你把這四點(diǎn)都擱進(jìn)去以后，最后你自己就會(huì)得到一個(gè)判斷，哪方面是可以搞，哪方面是不可以搞的。這個(gè)事情不是我現(xiàn)在提出來(lái)的，2015年我們制訂國(guó)家十三五的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，當(dāng)時(shí)大家爭(zhēng)論的非常激烈，各說(shuō)各的好。我自己雖然一直搞全釩液流電池，我說(shuō)大家還是要有一個(gè)客觀公正的尺度來(lái)分析這個(gè)事情。使國(guó)家的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展不至于走的太偏。所以在這個(gè)事兒上我想說(shuō)要從四個(gè)方面同時(shí)來(lái)考慮，然后給一個(gè)綜合評(píng)價(jià)。

還有一個(gè)規(guī)模，在規(guī)模儲(chǔ)能，集中發(fā)電的場(chǎng)合，輸電網(wǎng)配的一定是一個(gè)相當(dāng)大的，大規(guī)模的石油化工行業(yè)，剛才談的儲(chǔ)氣庫(kù)我是堅(jiān)決同意的，因?yàn)槟欠N場(chǎng)合我們是解決一個(gè)城市一個(gè)區(qū)域的能量穩(wěn)定問(wèn)題，一定要那種辦法搞。但是局域的，我們?cè)谝粋€(gè)微電網(wǎng)里面，你再配儲(chǔ)氣庫(kù)就劃不來(lái)了。這里面還有一個(gè)匹配的問(wèn)題，分散的、單元樣式得你要按分散的單元方式搞，這里有一個(gè)物理尺寸的匹配。

談到液流電池，因?yàn)槲易约鹤钍煜み@方面，最早應(yīng)該是1973年，當(dāng)時(shí)美國(guó)的宇宙航天局他們提出來(lái)，后續(xù)到2000年以后，因?yàn)樾履茉催@個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來(lái)以后，對(duì)儲(chǔ)能的需求比較多  ，所以大家研究開(kāi)發(fā)種類(lèi)，現(xiàn)在有20多個(gè)體系在談這個(gè)。最早德國(guó)跟法國(guó)人打仗的時(shí)候，就把這個(gè)東西擱在飛艇上它也能飛起來(lái)。

這些年發(fā)展下來(lái)，底下這個(gè)是多硫化鈉溴體系，這是90年左右，那個(gè)時(shí)候是英國(guó)人搞的多硫化鈉溴，能源效率也不錯(cuò)，但腐蝕性太厲害，就是因?yàn)殇宓母g，他們建了一個(gè)20兆瓦的儲(chǔ)能電站，最后銹的一塌糊涂，最后不得不下馬了。

上面這個(gè)體系是新溴體系，是第二個(gè)進(jìn)入示范工程階段的，美國(guó)人把奧巴馬拉到那個(gè)地方去看，國(guó)內(nèi)也在開(kāi)始銷(xiāo)售這樣的。

工程案例最多的還是全釩液流電池體系，這個(gè)體系是1984年開(kāi)始研究，1986年申請(qǐng)第一個(gè)專(zhuān)利?，F(xiàn)在發(fā)展這么多年，液流電池里面，工程案例最多的還是全釩液流電池底細(xì)。這個(gè)體系它的一些技術(shù)特征，一般來(lái)講大家講電化學(xué)儲(chǔ)能，功率和容量都是合在一塊兒的，像我們現(xiàn)在鉛酸電池，鋰離子電池，液流電池最重要的特征，電容乘電壓，是靠電堆決定的，容量是靠電解液循環(huán)，靠電解液的量來(lái)決定的，這樣在大系統(tǒng)里面能夠得到優(yōu)化和匹配最容易，所以從規(guī)模上、壽命上有它本質(zhì)的一些重要特征。

關(guān)鍵是安全可靠，20%的硫酸水溶液里面，把硫酸氧釩溶解進(jìn)去，這么一個(gè)無(wú)機(jī)的體系，水溶液不可能燃燒爆炸，在常溫幸運(yùn)星。然后它里面就是無(wú)機(jī)體系，不管擱多長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)發(fā)霉變質(zhì)。當(dāng)然時(shí)間久了離子遷移要控制一下，這個(gè)可能是消耗一點(diǎn)電能，是這么一個(gè)體系，個(gè)頭比較大，能量密度不夠高，這是它的弱點(diǎn)。基本上在室溫運(yùn)行，希望高到50度左右，使熱管理更簡(jiǎn)單一點(diǎn)，直接用空氣換熱，成本就下來(lái)了。目前還是要求5度到45度這個(gè)范圍。當(dāng)然這個(gè)電解液能量密度低。電解液千萬(wàn)不要擱在車(chē)上用，相當(dāng)于拉著水在跑，劃不來(lái)?，F(xiàn)在網(wǎng)上各種各樣的消息炒的比較兇，覺(jué)得它可以當(dāng)汽油使，完全不是一回事。

我們自己從04、05年，課題組安排研究生來(lái)做，09年和企業(yè)結(jié)合來(lái)做，目前它的關(guān)鍵的質(zhì)子傳導(dǎo)膜材料，電解液和電堆技術(shù)一點(diǎn)一點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的，標(biāo)準(zhǔn)的5千瓦和15千瓦兩種電堆，完全是我們自己搞的技術(shù)確立起來(lái)的。能量效率75%到80%，電堆這個(gè)，發(fā)展了電極，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的，我們自己的膜，自己的電解液。

市場(chǎng)上看到的是你的電堆產(chǎn)品，真正重要的是怎么做電池的生產(chǎn)線，那些裝備是買(mǎi)不著的，你必須把這些裝備從頭開(kāi)始研發(fā)，困難點(diǎn)是在這個(gè)地方。

當(dāng)然電堆我們從單電池，小的小電堆，到大的電堆，從十一五、十二五到十三五逐漸把這個(gè)工作做起來(lái)。

電解液就拿兩個(gè)儲(chǔ)槽擱在這個(gè)地方，你需要多一點(diǎn)就多加一個(gè)儲(chǔ)槽，這樣容量和功率可以單獨(dú)來(lái)搞。250千瓦1兆瓦時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)模塊，后續(xù)再組裝就非常簡(jiǎn)單了。

小規(guī)模應(yīng)用，儲(chǔ)能電站，給車(chē)充電，風(fēng)力發(fā)電，園區(qū)里面這些東西我們最深的體會(huì)就是做這些事情的時(shí)候，技術(shù)只是一方面，發(fā)展這些裝備，發(fā)展技術(shù)的過(guò)程中，把會(huì)干這些的技術(shù)隊(duì)伍培養(yǎng)起來(lái)，是我們最重要的事情，也是最困難的事情。只有把這樣的隊(duì)伍發(fā)展起來(lái)以后，才能支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的，進(jìn)一步搞250千瓦的模塊，然后變成標(biāo)準(zhǔn)的商品。這樣使它的性價(jià)比達(dá)到最好。

在專(zhuān)利上形成一系列的從材料到裝備，到系統(tǒng)不同級(jí)別的，有些已經(jīng)授權(quán)了。

中國(guó)的液流電池的水平在國(guó)際上橫向比較，2014年的時(shí)候，當(dāng)時(shí)拿到日內(nèi)瓦國(guó)際博覽會(huì)上，德國(guó)的和法國(guó)的電工專(zhuān)家看到我們的技術(shù)以后，認(rèn)為還是比較不錯(cuò)的，當(dāng)時(shí)給了我們一個(gè)展覽會(huì)特等金獎(jiǎng)。

2014年4月份，在IEC，我們拿著我們的技術(shù)，在華盛頓會(huì)場(chǎng)，大家在爭(zhēng)這個(gè)事兒，誰(shuí)去主導(dǎo)國(guó)際上的液流標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)事兒。我們拿到了穩(wěn)定性的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這一項(xiàng)是我們中國(guó)人制訂的。在IEC的標(biāo)準(zhǔn)體系里面，能夠把中國(guó)人放進(jìn)去還是很不容易的，證明我們的全釩液流電池技術(shù)在國(guó)際上是有發(fā)言權(quán)的。和日本住友電工討論，去年到日本東京開(kāi)會(huì)，和他們這些人他，至少是平起平坐的。所以在這點(diǎn)來(lái)講，技術(shù)水平在國(guó)際上還屬于相對(duì)靠前的地位。

咱們的會(huì)議上，昨天楊院士講你不能只做全釩的，還有鐵鉻也很有趣，我們還是要降成本，使它的利潤(rùn)空間更大，這才是重中之重。所以聚焦液流，安全壽命是根本。對(duì)工業(yè)產(chǎn)品，特別是兆瓦級(jí)的，你不能有10年到15年的使用壽命，兩三年就換這是不行的，民用的還可以，但是工業(yè)產(chǎn)品至少十年。發(fā)展儲(chǔ)能，中國(guó)的市場(chǎng)最大，中國(guó)還有美國(guó)的加州，另外是歐洲、德國(guó)，這幾個(gè)地方是儲(chǔ)能發(fā)展最重要的。

在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，好多技術(shù)已經(jīng)成熟的，我們跟上，但是在新能源儲(chǔ)能技術(shù)，特別是先進(jìn)的電池技術(shù)方面我們并不比別人落后。在這個(gè)事情上面，做好中國(guó)的事情就是解決世界的事情，謝謝大家。

主持人：介紹一接下來(lái)我給大家介紹一下桑頓在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成方面的技術(shù)。

李海波：我演講的題目是《大規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成與管理關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)》，首先介紹一下技術(shù)背景，然后開(kāi)發(fā)流程以及關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)在的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)經(jīng)濟(jì)可行性可能是最敏感的，再就是安全的挑戰(zhàn)，第三個(gè)就是系統(tǒng)復(fù)雜帶來(lái)的管理和控制，以及它的維護(hù)。第四是單體電芯的一致性和環(huán)境的適應(yīng)性帶來(lái)的壽命衰減問(wèn)題。

針對(duì)這些問(wèn)題，我在這里對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行分解，從電芯開(kāi)始，接下來(lái)是PACK，再到儲(chǔ)能集裝箱，再到儲(chǔ)能電站，這個(gè)是涉及到多個(gè)方面的技術(shù)要求。排在前面的，電芯這邊是低成本，對(duì)于成本的要求越來(lái)越高，真正要市場(chǎng)化，在沒(méi)有補(bǔ)貼的情況下，在成本上我們是要在技術(shù)上進(jìn)行大力的開(kāi)發(fā)的。

第二個(gè)是長(zhǎng)壽命，第三個(gè)是電芯一致性，最后是安全和能量密度。電芯的一二三項(xiàng)都是跟成本相關(guān)的。長(zhǎng)壽命也是跟成本相關(guān)的。在PACK這塊，高壓電器，它的安全這塊因?yàn)槭巧婕暗礁邏旱囊粋€(gè)體系，所以安全這塊我把它排在第一位，接下來(lái)是低成本以及標(biāo)準(zhǔn)化的更新，還有系統(tǒng)的能量密度，后來(lái)我會(huì)講為什么把能量密度放到這里面來(lái)。

集裝箱這塊就是機(jī)構(gòu)、PCS、EMS這塊，安全也是第一位的，接下來(lái)是低成本、標(biāo)準(zhǔn)化，第六項(xiàng)是故障追溯。

我們?cè)趦?chǔ)能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上，如果這些基礎(chǔ)條件滿足的話，我們?cè)诖笠?guī)模應(yīng)用上，在市場(chǎng)開(kāi)拓上，應(yīng)該是比較適應(yīng)的。

在里我做了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程，這個(gè)其實(shí)是借鑒其他產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的流程來(lái)做的，從方案設(shè)計(jì)到方案細(xì)，以及測(cè)試到系統(tǒng)調(diào)試。在這里我列出了這么幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，第一個(gè)是低成本的系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)技術(shù)，有這么幾個(gè)點(diǎn)，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)多學(xué)科、多領(lǐng)域的集成，在這樣的系統(tǒng)下進(jìn)行開(kāi)發(fā)首先要對(duì)成本進(jìn)行分解，然后找到各種各樣的設(shè)計(jì)點(diǎn)，再找到設(shè)計(jì)點(diǎn)，同時(shí)簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)。第二個(gè)就是長(zhǎng)壽命，首先是對(duì)電芯的循環(huán)壽命和日歷壽命的要求，然后是對(duì)一致性的要求，然后對(duì)環(huán)境溫度和充放電深度的要求，第三個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)發(fā)，這個(gè)也是主要體現(xiàn)在成本上，接下來(lái)是成組效率的提升，以及能量密度的提升，還有安全性，最后是智能網(wǎng)聯(lián)的方向。

這么幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)槲抑饕翘岢鰜?lái)，然后具體的方案可能在這里不討論了，我只是把它先提出來(lái)。首先我講一下低成本的PACK、墊片以及制造這塊。

在現(xiàn)在的儲(chǔ)能這塊，BMS現(xiàn)在的成本占比算比較大的，目前有十幾個(gè)點(diǎn)的比例，最大的成本就是電芯，占了將近50%的比例，所以我們?nèi)绻M(jìn)行低成本的儲(chǔ)能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，電芯首當(dāng)其沖要去降成本。電芯怎么去降呢，這邊是電芯的分解，這幾大主材，正極、負(fù)極、電解液、隔膜還有單體，正極材料占了比較大的比，然后是電解液跟隔膜，正極材料怎么去降，我們?cè)谠O(shè)計(jì)儲(chǔ)能專(zhuān)用的電芯的時(shí)候，要區(qū)別于動(dòng)力電池的電芯，因?yàn)閮?chǔ)能電池電芯并沒(méi)有像動(dòng)力電芯那么嚴(yán)的要求，它的技術(shù)要求會(huì)低一點(diǎn)。這樣的話我們要如何避免形成過(guò)設(shè)計(jì)？在正極材料這塊，我們可以有一些技術(shù)方向以及負(fù)極材料。隔膜也可以不用陶瓷隔膜，單體容量這塊把它拎出來(lái)是因?yàn)殇囯姵刈鰞?chǔ)能應(yīng)用，在行業(yè)內(nèi)都是形成共識(shí)了，做的越大越好。

電芯成本降完了以后就到了PACK這塊了，BMS現(xiàn)在有點(diǎn)貴，怎么樣把這塊成本降下來(lái)，還是有很多工作要做的個(gè)。這種BMS跟車(chē)的BMS是不一樣的，因?yàn)檐?chē)很多要求車(chē)硅級(jí)的芯片，但是儲(chǔ)能用工業(yè)級(jí)的就OK。然后是PCS，成本也是偏高的，EMS以及電池模組這塊，成本比重不是那么大，但是這幾塊實(shí)際上是有比較大的降價(jià)空間，通過(guò)計(jì)算是可以做到這一點(diǎn)的。再一個(gè)是低成本的制造。

電芯這一塊，如果是自動(dòng)化制造，你的一致性好的話，你在配組的時(shí)候成功性是比較高的，如果一致性比較差的話，分布范圍比較大的話，你為了保證它電量的要求，你會(huì)以最低的電量去配，結(jié)果就很容易形成多配電量的情況出現(xiàn)。比如說(shuō)客戶可能只要200度電，你可能給他配了205度電，那多配了幾度電，這個(gè)成本一下就上去了。所以設(shè)計(jì)的時(shí)候剛剛好，這是我們所要掌握的一個(gè)度。規(guī)避系統(tǒng)過(guò)設(shè)計(jì)，這是系統(tǒng)這一塊，設(shè)計(jì)上的降成本。

再就是零部件的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)涉及的零部件種類(lèi)多，數(shù)量又大，那你如何在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，將零部件的個(gè)數(shù)降低，這也是我們的一個(gè)方向。

到了壽命這一塊，這是電芯的壽命，做過(guò)電芯的大家都知道，電極膜天的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)膜片的壽命是有比較大的影響的。因?yàn)槔锩娴酿そY(jié)劑還有導(dǎo)電劑，它對(duì)膜片的多孔結(jié)構(gòu)，它的強(qiáng)度是有比較大的影響的，如果你在電池的充放電過(guò)程中多次循環(huán)，它的膜片如果發(fā)生了脫落，會(huì)直接導(dǎo)致它的壽命衰減。

第二個(gè)就是電解液體系，以及它的電化學(xué)反應(yīng)界面的設(shè)計(jì)，主要是SA膜方面的設(shè)計(jì)。

第三個(gè)就是電芯結(jié)構(gòu)，和它的裝配工藝。電芯結(jié)構(gòu)這種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，對(duì)于壽命的影響也是比較明顯的。

第四個(gè)就是合理的充放電制度，這個(gè)在我們做系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，你可能為了保證它的壽命，電量會(huì)多配一點(diǎn)，在保證正常的充放電過(guò)程中間，放電深度不用達(dá)到每次都90%以上。這個(gè)就到了PACK這塊了，PACK的壽命跟高效的配組是很相關(guān)的，就是我剛剛講的電池的一致性。再接下來(lái)就是熱管理，環(huán)境適應(yīng)性，以及電池管理系統(tǒng)這塊的內(nèi)容，包括我們的均衡管理。均衡做了之后壽命會(huì)有所延長(zhǎng)的。

接下來(lái)就是標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)化有一個(gè)原則，將所有能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和零部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，包括里面的銅牌，線束，如果你做到標(biāo)準(zhǔn)化了這是很有必要的。因?yàn)檫@樣的話你在PACK或者電芯的生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化程度會(huì)比較高。因?yàn)槟愕脑O(shè)計(jì)是統(tǒng)一的，那就說(shuō)明你的模組，你的電池柜，電池架都是標(biāo)準(zhǔn)化的，你在自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，是可以統(tǒng)一來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是單獨(dú)的進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì)。

這里標(biāo)了很多電器的連接，電池架，PCS、EMS，所有的只要是能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的，都是建議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，這樣的話不光是我們的設(shè)計(jì)研發(fā)成本有很大的降低，還有制造成本。

接下來(lái)是儲(chǔ)存效果的討論，電芯的充放電效率這塊，我也做了一個(gè)單獨(dú)一頁(yè)來(lái)說(shuō)明。

在這里再講一下為什么要提能量密度，在儲(chǔ)能這塊它跟動(dòng)力電池是不一樣的，儲(chǔ)能是講究體積能量密度，那就是說(shuō)在有限的空間內(nèi)，我要裝更多的電量。儲(chǔ)能這塊的電芯更多的是體積能量密度，跟消費(fèi)性電子是比較類(lèi)似的。第二個(gè)，我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，在空間優(yōu)化上要盡量做到緊湊。這樣的話你在相同的電量下，有可能會(huì)減少你集裝箱的個(gè)數(shù)，你只要減少一個(gè)集裝箱，你你這個(gè)集裝箱里面的電芯零部件，包括箱體也就少了一個(gè)，但是你的電量是一樣的，這個(gè)時(shí)候你的成本下降是很明顯的。

這個(gè)也是聽(tīng)說(shuō)韓國(guó)的一些企業(yè)，他們是用高能量密度的電信，在國(guó)外跟人家市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候，提出這個(gè)概念，就是能量密度高的話，它的競(jìng)爭(zhēng)力在成本上是有優(yōu)勢(shì)的。

安全，大家講的太多了，我稍微分了一下，一個(gè)是安全設(shè)計(jì)，還有一個(gè)是安全管理。實(shí)際上BMS、EMS是屬于安全管理的范疇，電化學(xué)、熱、電氣這塊都是設(shè)計(jì)的一些安全，這塊大家談的都比較多，安全是放在第一位的，這是必須保障的。

再講一下互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的儲(chǔ)能系統(tǒng)，是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，這塊大家也比較熟悉了，這個(gè)趨勢(shì)肯定是很明顯的，在微網(wǎng)體系里面，在儲(chǔ)能系統(tǒng)后面會(huì)是一個(gè)重要的中心，連接上下游。

BMS電池云平臺(tái)四大功能，在云平臺(tái)這一塊，儲(chǔ)能系統(tǒng)除了它跟互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合以外，跟大數(shù)據(jù)，跟互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合以外，我們的電池作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，它也可以形成一個(gè)云平臺(tái)，也就是說(shuō)它可以在全生命周期之內(nèi)，去監(jiān)控電池的走向。如果我這個(gè)電池在儲(chǔ)能用完了之后，梯次利用或者回收，那我怎么樣去監(jiān)控這個(gè)電池，這是我們?cè)谶@個(gè)的探索。包括它的回收利用，送到拆解廠去拆截，怎么定位、跟蹤，找到這個(gè)電池，這也是我們?cè)谧龅囊粋€(gè)工作。

接下來(lái)我介紹一下我們公司桑頓新能源的布局，這是桑頓新能源的全產(chǎn)業(yè)鏈，從前軀體開(kāi)始，正極材料，再到金屬，到回收，再到動(dòng)力電池、電池系統(tǒng)、云平臺(tái)，以云平臺(tái)為主，在全生命周期來(lái)追蹤電池的走向，再到車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)，一個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)。

這是桑頓在儲(chǔ)能和梯次利用這塊的想法和摸索，包括不拆解和少拆解，梯次利用BMS系統(tǒng)，還有分充合放技術(shù)，以及工業(yè)建筑供電。

我的報(bào)告到此結(jié)束，謝謝大家。

接下來(lái)有請(qǐng)南瑞集團(tuán)公司裝置研發(fā)中心經(jīng)理侯凱先生為大家做報(bào)告，一起討論《MW級(jí)儲(chǔ)能虛擬同步及的關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用》有請(qǐng)。

侯凱：我們的題目是把儲(chǔ)能的變流器模擬成電力系統(tǒng)中常用的發(fā)電機(jī)接口性質(zhì)的裝置，這樣使儲(chǔ)能的變流器既具有電網(wǎng)的調(diào)峰性能，同時(shí)也具有調(diào)頻性能，使新能源更好用，更容易接入電網(wǎng)。

報(bào)告主要分為四塊，第一，技術(shù)背景。南瑞集團(tuán)是國(guó)家電網(wǎng)公司直屬的科研單位，也是國(guó)內(nèi)最大的蛇杯弓影商和工程服務(wù)商，所以我們也致力于解決國(guó)家電網(wǎng)公司在面臨大容量新能源接入所帶來(lái)的一些問(wèn)題，我們對(duì)這些問(wèn)題提供比較好的解決方案。目前來(lái)看，我們國(guó)家的能源和負(fù)荷相對(duì)來(lái)說(shuō)不是特別平衡，新能源負(fù)荷大多集中在西北部地區(qū)，從負(fù)荷主要集中在東部、中部、南部地區(qū)，所以中國(guó)有遠(yuǎn)距離的新能源的直流輸電、交流書(shū)店，同時(shí)隨著電容電子新型的裝置接入，使得電網(wǎng)中的新能源出現(xiàn)了剛性比較強(qiáng)，而柔性不足，特別是電力系統(tǒng)的備用容量不足，慣性不足，所以就使得新能源的接入不是非常的友好。所以我們現(xiàn)在認(rèn)為隨著大容量輸電，使得電網(wǎng)的穩(wěn)定性不足，同時(shí)由于新能源的柔性不足，所以這些新的能源，無(wú)法支持電網(wǎng)的調(diào)頻和調(diào)峰應(yīng)用。

目前在我們系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)充分的挖掘了新能源調(diào)頻調(diào)峰的能力，我們把它捆綁起來(lái)綜合的發(fā)揮效益，同時(shí)也有增加一些備用的旋轉(zhuǎn)容量，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)組，同時(shí)根據(jù)我們的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，提供優(yōu)化的調(diào)度，包括機(jī)群的控制策略，深度的挖掘現(xiàn)在有的新能源機(jī)組和常規(guī)機(jī)組的特點(diǎn)，提高它的調(diào)頻調(diào)峰性能。

這個(gè)報(bào)告是我們最新的一個(gè)科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的成果，叫做虛擬同步發(fā)電機(jī)，就是用虛擬的把電容電子的變流器，相當(dāng)于光伏的變流器也好，或者風(fēng)力的變流器也好，或者儲(chǔ)騰的PCS逆變器，利用特殊的算法加上一定容量的儲(chǔ)能電池，虛擬成常規(guī)的發(fā)電機(jī)組。右邊的圖就是我給出了一個(gè)從常規(guī)的發(fā)電機(jī)組，右邊把它模擬成了一個(gè)虛擬的發(fā)電機(jī)組，來(lái)做一個(gè)對(duì)比。簡(jiǎn)單來(lái)看，通過(guò)我們用儲(chǔ)能電池和我們獨(dú)特的虛擬同步機(jī)的算法，可以實(shí)現(xiàn)同樣的電網(wǎng)的阻尼特性。而常規(guī)機(jī)組的阻尼特性是機(jī)械的，它的機(jī)械參數(shù)設(shè)定好之后就是一個(gè)恒定值，而通過(guò)儲(chǔ)能電池盒我們的特殊算法，模擬出來(lái)這種阻尼特性，參數(shù)是可以改變，可以設(shè)置的，更加靈活。同時(shí)電網(wǎng)調(diào)頻，兩種常規(guī)的機(jī)組和我們的虛擬同步機(jī)組都可以調(diào)頻，可以參與一次調(diào)頻，甚至通過(guò)電池容量的提升，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的小時(shí)級(jí)的二次調(diào)頻。微電網(wǎng)調(diào)壓，常規(guī)機(jī)組可以支撐系統(tǒng)的電壓，靠自主的被動(dòng)支撐系統(tǒng)電壓。而我們的虛擬機(jī)組可以自動(dòng)的追蹤電網(wǎng)的電壓變化，來(lái)自動(dòng)的調(diào)節(jié)。

第二部分介紹我們科研裝置的特性。這邊給了一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖，左下角畫(huà)的是一個(gè)光伏的陣列，中間放的是風(fēng)機(jī)的機(jī)組，常規(guī)做法是通過(guò)DC/AC把光伏產(chǎn)生的直流電逆變成交流電，接入電網(wǎng)，同時(shí)風(fēng)機(jī)我們也做一個(gè)直交流變換，也通過(guò)升壓變壓器接入電網(wǎng)，這是常規(guī)的做法。

而這個(gè)項(xiàng)目中最新的做法是我們加入一定的儲(chǔ)能，然后把儲(chǔ)能通過(guò)一個(gè)直交流變換器接入電網(wǎng)，我們做的核心的算法就是在這個(gè)儲(chǔ)能的DC/AC變流器中執(zhí)行進(jìn)去的。

我們的控制算法是由儲(chǔ)能單位結(jié)合電子逆變器的虛擬同步機(jī)控制策略，模擬常規(guī)的發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻還有勵(lì)磁控制的特點(diǎn)，主動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)的頻率，電壓的變化，既追蹤，又能夠響應(yīng)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)和光伏的友好接入電網(wǎng)。

右圖是我們一個(gè)比較典型的靠虛擬同步發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)的一個(gè)配置圖，可以看到這個(gè)虛擬同步發(fā)電機(jī)在中間這邊直流側(cè)接入儲(chǔ)能電池單元，交流側(cè)接入升壓變壓器接入電網(wǎng)，這是一個(gè)雙向的過(guò)程。一旦電網(wǎng)有電壓的跌落或者頻率的變化，升、降，我們的并網(wǎng)點(diǎn)就會(huì)檢測(cè)到這點(diǎn)變化，從而虛擬同步機(jī)自主的調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能的能量，如果電壓跌了我們可以輸出能量，如果電壓升了，我們可以通過(guò)儲(chǔ)能電池的充電特性，快速的吸收電網(wǎng)中多余的有功或者無(wú)功，所以總的來(lái)說(shuō)特點(diǎn)就是快速主動(dòng)的參與電網(wǎng)的有功調(diào)頻和無(wú)功調(diào)壓，同時(shí)像常規(guī)機(jī)組一樣提供一個(gè)虛擬的，相當(dāng)于編程控制的轉(zhuǎn)能管量，提升系統(tǒng)的魯棒性或者說(shuō)抗擾動(dòng)性。

各位專(zhuān)家比較熟悉的儲(chǔ)能機(jī)組常規(guī)的削峰填谷的特點(diǎn)在這里面都是可以實(shí)現(xiàn)的。

這種虛擬同步機(jī)我們開(kāi)發(fā)了三種產(chǎn)品，一種是光伏虛擬同步機(jī)，就是在常規(guī)的光伏的逆變器上，并入一定能量的儲(chǔ)能單元，相當(dāng)于是分布式的做成虛擬同步機(jī)特性的光伏逆變器，同時(shí)還有風(fēng)機(jī)虛擬同步機(jī)，我們現(xiàn)在做的是不并儲(chǔ)能單元，主要靠風(fēng)機(jī)葉片本身所具有的旋轉(zhuǎn)備用容量，把類(lèi)似于風(fēng)能儲(chǔ)能挖掘出來(lái)，靠我們的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)一定容量的調(diào)頻調(diào)壓特性。然后這邊的工作主要介紹的是集中式的儲(chǔ)能式的虛擬同步機(jī)，我們又叫電站式或者叫整場(chǎng)式，一定容量的光伏也好，風(fēng)機(jī)也好，比如說(shuō)幾十個(gè)兆瓦的光伏陣列或者風(fēng)機(jī)陣列，我們可以裝一臺(tái)10兆瓦或者5兆瓦的虛擬同步機(jī)往上一并，這樣比較適合整站式的改造，我們叫虛擬同步性改造。不需要單臺(tái)改造，直接接入，很方便，而且可以統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，比較容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛辛藘?chǔ)能單元，可以保證每臺(tái)風(fēng)機(jī)或者每臺(tái)光伏逆變器都可以最大程度出力，使新能源發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最好。

這邊對(duì)儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能變流器在國(guó)網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)中的特性進(jìn)行了總結(jié)，我們認(rèn)為儲(chǔ)能裝置可以實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，對(duì)負(fù)荷可以進(jìn)行平滑，消除峰谷差，降低我們的供電成本。同時(shí)依靠虛擬同步機(jī)特性可以跟蹤電網(wǎng)的頻率或者電壓的變化，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)的補(bǔ)充和平滑，這都是儲(chǔ)能應(yīng)用于電網(wǎng)的特點(diǎn)，所以我們的虛擬同步特性主要基于第四點(diǎn)，針對(duì)電網(wǎng)的快速頻率變化去補(bǔ)償它。    

第三部分介紹我們產(chǎn)品相應(yīng)的開(kāi)發(fā)工作。這張圖給出了虛擬同步機(jī)從科研上來(lái)看，或者從產(chǎn)業(yè)上來(lái)看，給了一個(gè)路線圖，大家可以看到，97年從IEEE的工作組，一直到歐洲的一些科學(xué)家和一些研究院所，對(duì)虛擬同步機(jī)特性進(jìn)行了一些比較深度的研究，也發(fā)表了相應(yīng)的工作組報(bào)告，和一些學(xué)術(shù)論文。然后到近年來(lái)，英國(guó)、美國(guó)的一些科學(xué)家，也提出了一些實(shí)踐的方案，但是主要停留在學(xué)術(shù)上面，南瑞集團(tuán)在2016年，是世界上首次把這個(gè)方案進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的，而且提出了自己的虛擬同步機(jī)方案，也進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

這一部分匯報(bào)一下我們自己提出的一些關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)虛擬同步機(jī)的特性，我們?cè)谘邪l(fā)的過(guò)程中主要實(shí)現(xiàn)了一些對(duì)魯棒性和間歇性的控制技術(shù)，同時(shí)對(duì)建模包括融合的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)常規(guī)控制策略，和虛擬同步機(jī)的控制策略的一些自主的、同步的、快速的切換，包括電壓原型或者電流原型的一些輸出特性需求，我們都可以在使用過(guò)程中快速的切換，根據(jù)用戶、根據(jù)場(chǎng)景的不同，來(lái)自主無(wú)縫的切換。對(duì)有歸無(wú)功可以自主的均分，對(duì)于虛擬阻抗都可以自主的設(shè)定。

在使用過(guò)程中，用戶可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的電壓頻率的自動(dòng)調(diào)整，有功無(wú)功可以自己均衡，并行運(yùn)行自整步。

這張圖是我們最新研究的一個(gè)5兆瓦的單機(jī)的虛擬同步機(jī)，本身它也是一臺(tái)5兆瓦的雙向的儲(chǔ)能變流器，整個(gè)裝置并不大，集成度非常高，這個(gè)裝置總體上寬是三米四，前后深是一米二，高度是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的兩米二的機(jī)柜。在不到五平方的占地下，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)儲(chǔ)能變流器，左邊是控制部分，中間是電容電子的變流單位，下面紅色的是并網(wǎng)的濾波變換器。第三個(gè)柜子是直流的和儲(chǔ)能連接的直流的斷路器或者直流濾波器的柜子，最右邊是我們水冷控制的柜子。從裝置的測(cè)試來(lái)看，整個(gè)運(yùn)行效率可以達(dá)到98.5%，是國(guó)內(nèi)目前最大的儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品。使用過(guò)程中用戶也可以自主選擇進(jìn)行削峰填谷的應(yīng)用，同時(shí)也可以作為虛擬同步機(jī)自動(dòng)的設(shè)定好，然后放那邊不用管了，可以自動(dòng)跟蹤頻率電壓變化，一旦有變化就反向的補(bǔ)償它，從而使電壓的頻率保持穩(wěn)定。

在研發(fā)過(guò)程中，我們對(duì)整個(gè)的從系統(tǒng)級(jí)的，包括源程序級(jí)的都進(jìn)行了仿真和系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)單機(jī)包括虛擬同步機(jī)接入電網(wǎng)之后，對(duì)電網(wǎng)的影響分析，都做了比較詳細(xì)的仿真驗(yàn)證，后面有我們的一些運(yùn)行結(jié)果。

左邊這個(gè)圖是我們的虛擬同步機(jī)，前面是開(kāi)機(jī)部分，中間是接收電網(wǎng)的頻率調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了功率響應(yīng)的過(guò)程。在這個(gè)圖中我們還人為的加入了一些電池的變化差異，雖然單臺(tái)是5兆瓦的，實(shí)際上接入4路電池，每個(gè)電池是1.5兆瓦，我們?nèi)藶榈脑陔姵厣辖尤肓艘恍╇妷翰町?，然后靠我們的自己控制技術(shù)，雖然有一些分布不均勻的差異，可以在虛擬同步機(jī)之后，自動(dòng)的把電壓進(jìn)行均衡，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的儲(chǔ)能的工作。

右邊這張圖就是虛擬同步機(jī)對(duì)電網(wǎng)頻率電壓的響應(yīng)特性。上面一部分是電網(wǎng)頻率，我們做的一個(gè)系統(tǒng)接入仿真，一旦頻率增加0.2赫茲之后，虛擬同步機(jī)會(huì)自動(dòng)的吸收這個(gè)頻率的變化，吸收有功，這邊叫慣性調(diào)頻，可以有一個(gè)快速的調(diào)頻響應(yīng)，如果我們需要它進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)頻的話，我們還可以把它設(shè)置為吸收一部分頻率變化之后，再長(zhǎng)時(shí)間緩慢的對(duì)頻率變化進(jìn)行吸收，從而保持頻率的穩(wěn)定。

下面兩個(gè)圖是針對(duì)電網(wǎng)頻率如果有跌落的話，我們可以出現(xiàn)一個(gè)正電峰，靠快速的吐出一部分的功率，來(lái)支撐電網(wǎng)頻率的變化。

這兩張圖是我們根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際做的一個(gè)在線仿真，把虛擬同步機(jī)接入電網(wǎng)之后，模擬電網(wǎng)故障，當(dāng)電網(wǎng)有一個(gè)線路故障，有30%的用戶或者負(fù)荷脫網(wǎng)了，這個(gè)時(shí)候如果沒(méi)有采用虛擬同步機(jī)控制策略的話，左邊這條藍(lán)線，新能源發(fā)電機(jī)也好，或者風(fēng)力變流器也好，它的有功保持輸出不變，而如果采用了新能源發(fā)電機(jī)，在旁邊并上了我們的虛擬同步發(fā)電機(jī)，相當(dāng)于儲(chǔ)能變流器，采用我們的虛擬同步控制策略之后，它就會(huì)快速的實(shí)現(xiàn)有功的降低輸出，從而基本降到0，這樣的話既然負(fù)荷掉了，我的發(fā)電機(jī)出力也跟著掉了，從而保持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。如果我出力不減少的話，這邊的負(fù)荷脫了之后，整個(gè)系統(tǒng)頻率會(huì)快速的往上升。

所以結(jié)果就是如果不采用儲(chǔ)能虛擬同步發(fā)電機(jī)的話，最高頻率右邊可以升到52.7赫茲，而采用了虛擬同步發(fā)電機(jī)，最高點(diǎn)大概到51.4赫茲左右，也就是小于51.5赫茲，基本上兩個(gè)圖相比的話可以比較好的穩(wěn)定系統(tǒng)頻率的變化。

下圖是對(duì)新能源如果并網(wǎng)故障產(chǎn)生的無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐顺?，?duì)電壓的無(wú)功補(bǔ)償沒(méi)有了。如果不采用儲(chǔ)能虛擬同步機(jī)的話，整個(gè)無(wú)功輸出是保持不變的，而采用了儲(chǔ)能虛擬同步機(jī)的話，懼色的線就會(huì)看到，快速的無(wú)功輸出的響應(yīng)，后面長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持無(wú)功輸出的穩(wěn)定支撐。所以在右邊這張圖上就會(huì)看到，同樣藍(lán)線和橘線，如果不采用儲(chǔ)能虛擬同步機(jī)的話，藍(lán)線電壓會(huì)陡降到0.83個(gè)pu穩(wěn)態(tài)會(huì)降到0.94個(gè)pu。如果采用了儲(chǔ)能虛擬同步機(jī)之后，降可以最多降到0.9個(gè)pu，穩(wěn)態(tài)的話可以穩(wěn)到0.96個(gè)pu，可能比較好的支撐電壓跌落。

除了常規(guī)的大電網(wǎng)，針對(duì)小電網(wǎng)、微電網(wǎng)，或者區(qū)域性電網(wǎng)，我們的虛擬同步發(fā)電機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)，這邊我們也對(duì)黑啟動(dòng)進(jìn)行了仿真，大概300毫秒的時(shí)間內(nèi)，整個(gè)電網(wǎng)可以從0直接啟動(dòng)到系統(tǒng)的設(shè)定電壓，右邊頻率也可以從0直接啟動(dòng)到50赫茲。比較完好的在很短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)把小孤網(wǎng)帶起來(lái)。

最后一部分是應(yīng)用示范。從我們的分析來(lái)看，這種儲(chǔ)能虛擬同步技術(shù)，主要可以用于新能源的并網(wǎng)消化，對(duì)新能源的接入進(jìn)行一個(gè)平滑的輸入輸出響應(yīng)，以及系統(tǒng)的一次調(diào)頻，同時(shí)對(duì)區(qū)域性的負(fù)荷，我們同樣可以兼顧儲(chǔ)能變流器的削峰填谷的功能，對(duì)于大型的電站，如果需要備用溶，我們的虛擬儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)也可以進(jìn)行調(diào)頻的備用，因?yàn)槲覀兊拈_(kāi)機(jī)速度只需要300毫秒就可以把一個(gè)機(jī)組帶起來(lái)，這也是依賴于在座各位專(zhuān)家研究出來(lái)的高性能電池來(lái)實(shí)現(xiàn)這種快速的響應(yīng)特性。

在2016年，國(guó)家電網(wǎng)公司在張北風(fēng)光儲(chǔ)示范基地也開(kāi)展了虛擬同步機(jī)大范圍的示范工程，有12兆瓦的光伏變流器，也配備了10%容量的電池進(jìn)行分布式的虛擬同步機(jī)改造對(duì)于435兆瓦的風(fēng)機(jī)，這個(gè)主要是利用它自己葉片的特性進(jìn)行虛擬同步機(jī)控制器的技術(shù)改造，同時(shí)由單列了兩臺(tái)每臺(tái)5兆瓦的儲(chǔ)能電站式的虛擬同步機(jī)并在電網(wǎng)上，進(jìn)行整場(chǎng)式的虛擬同步機(jī)改造。

上個(gè)月我到英國(guó)去也和英國(guó)的Energy  Circle進(jìn)行的洽談，他們目前也是把儲(chǔ)能用在天然氣發(fā)電并網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)峰項(xiàng)目上，他們?cè)趪?guó)外有比較好的調(diào)頻的政策補(bǔ)助，所以電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商更愿意做這些事情。也在積極的和其他的網(wǎng)廠公司進(jìn)行積極的虛擬同步機(jī)的示范應(yīng)用。

從目前來(lái)看，整個(gè)新能源發(fā)電電網(wǎng)中，比例是不斷上升的，而且有減小煤炭發(fā)電和取代常規(guī)能源發(fā)電的特性，這個(gè)是毋庸置疑的，我們認(rèn)為儲(chǔ)能技術(shù)和虛擬同步及技術(shù)是目前解決新能源消化，平滑功率以及友好并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)網(wǎng)公司也把虛擬同步機(jī)技術(shù)列為當(dāng)下十大重點(diǎn)科技創(chuàng)新技術(shù)，組織技術(shù)攻關(guān)，從而推出一些比較好的解決新能源并網(wǎng)的產(chǎn)品。

借助本次儲(chǔ)能大會(huì)的契機(jī)，我們希望跟各位專(zhuān)家，各位科研院所合作，為新能源的發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

謝謝大家。

主持人：下面有請(qǐng)浙江高泰昊能科技有限公司總經(jīng)理張偉峰，給大家?guī)?lái)《芯片技術(shù)水平和整車(chē)研發(fā)平臺(tái)下對(duì)BMS的認(rèn)知和思考》。

張偉峰：各位嘉賓下午好。我今天的題目比較微觀一點(diǎn)，剛才各位講的都是比較宏觀的，都是儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，電網(wǎng)的東西，我這個(gè)東西比較小，是芯片，BMS相關(guān)的東西。我們公司本身是做BMS和整車(chē)控制器的，我本人在做這個(gè)之前也有十幾年的芯片設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，我想這個(gè)題目可能對(duì)大家有點(diǎn)幫助，可以了解一下我們底層的東西。

這是我們之前的一些小小的業(yè)績(jī)。

看一下芯片技術(shù)及其發(fā)展。芯片是我們整個(gè)電池行業(yè)的技術(shù)，從中國(guó)的芯片行業(yè)來(lái)講，這么多年來(lái)中國(guó)的芯片行業(yè)一直沒(méi)有太本質(zhì)的發(fā)展，因?yàn)槲易约鹤鲞@個(gè)行業(yè)這么多年，確實(shí)是深有感觸，尤其是在汽車(chē)級(jí)和工業(yè)級(jí)領(lǐng)域，我們的芯片一直沒(méi)有特別長(zhǎng)足的進(jìn)展。

今天我們看一下電池管理系統(tǒng)對(duì)芯片的基本要求，簡(jiǎn)單看可以分六個(gè)方面，第一個(gè)是電壓采集，這是一個(gè)最最基本的功能，最核心的需求，所有的功能都需要借助于這個(gè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)是溫度，可以簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化為電壓采集，因?yàn)橄鄬?duì)比較簡(jiǎn)單一點(diǎn)，還有一個(gè)是均衡控制，大家都知道在我們電池管理行業(yè)來(lái)講主要分為主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡，被動(dòng)均衡比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗目刂聘鞣矫鎸?duì)芯片的要求都比較簡(jiǎn)單一點(diǎn)，主動(dòng)均衡一般是沒(méi)有辦法集成的。

還有一個(gè)現(xiàn)在也是越來(lái)越重要了，就是故障診斷，對(duì)硬件的可靠性能診斷和預(yù)警，目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)失效安全機(jī)制。還有一個(gè)是通信接口，實(shí)現(xiàn)采集芯片和主控芯片的信息互通。最底層的芯片就是一個(gè)傳感器，物聯(lián)網(wǎng)的概念，它必須要通過(guò)一個(gè)通信手段來(lái)上報(bào)，最后一個(gè)是可靠性要求。既然我們是用在車(chē)上，用在儲(chǔ)能上也好，它對(duì)可靠性的要求是非常高的。

目前電池管理芯片的主流廠家，大家可以看一下，排在最前面的是LinearTech名頭比較大一點(diǎn)，Intersil也有，但是它的系列不是很全Maxim也在推，它的系列也不是特別全，TI現(xiàn)在有兩款，PL536系列和PL455系列，還有NXP有33771系列。后面簡(jiǎn)單講一下高泰之前也做了一款芯片，可以跟大家分享下

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比，一個(gè)是通道數(shù)，精度、診斷功能、通信接口這幾個(gè)方面來(lái)比較一下這幾家的差異和共同點(diǎn)。目前主要的通道數(shù)都是在12路左右，個(gè)別的有6路和16路，還有14路的，目前來(lái)講主要12路為主。精度上，各家都是比較精確的，我們講精度是講全溫度范圍的精度，不是說(shuō)你在常溫下的精度，常溫下的精度一般在3個(gè)mv，或者5個(gè)mv。診斷功能就是剛剛講的硬件上的全面預(yù)警和判斷，這一塊也是各家各有所長(zhǎng)。有些做的比較弱一點(diǎn)，基本上沒(méi)有，后面早期一點(diǎn)的產(chǎn)品基本都是沒(méi)有的。

還有一個(gè)就是通信接口，通信接口這里面雖然跟我主要的采集功能沒(méi)有特別的關(guān)系，但是它跟整個(gè)系統(tǒng)的成本是很有關(guān)系的，BMS的成本比較貴，這里面核心來(lái)講還都是芯片的成本，尤其像通信接口這里，現(xiàn)在一般來(lái)講會(huì)有兩種形式，一種叫SPI，SPI相對(duì)比較簡(jiǎn)單。還有一種是菊花鏈。SPI一般是標(biāo)準(zhǔn)接口，它整個(gè)的接口定義是業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的，但是它需要一些器件來(lái)支撐，所以帶來(lái)的成本比較高。菊花鏈?zhǔn)亲远x接口，現(xiàn)在各家各有自己的通信手段，它是沒(méi)有兼容性的，它主要的目的是為了減化隔離的成本，所以想了這么的花招。但是菊花鏈要做好，要做穩(wěn)定可靠是不容易的。

一個(gè)芯片發(fā)展的趨勢(shì)，第一個(gè)，安全性永遠(yuǎn)是第一位的，安全性沒(méi)有的話，什么都談不上。所以第一個(gè)我們可以看，現(xiàn)階段大部分芯片廠家都已經(jīng)開(kāi)始按照功能安全的標(biāo)準(zhǔn)，26262的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行芯片的安全功能的設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行相關(guān)的認(rèn)證。但是功能安全要求反過(guò)來(lái)講對(duì)芯片的成本肯定是有增加的，任何事情都不可能既要馬兒跑的快，又要馬兒不吃草，這不現(xiàn)實(shí)。

功能安全的核心來(lái)講，就是要做到冗余和診斷。冗余就是我至少一個(gè)關(guān)鍵功能是有兩個(gè)備份的，自然我的成本就增加了。另外它要診斷。診斷就是要有另外的電路去判斷它是什么狀態(tài)，所以核心來(lái)講也是增加我的成本的。所以安全診斷這塊從芯片來(lái)講是增加成本的，但是對(duì)于企業(yè)的長(zhǎng)期可靠性肯定是帶來(lái)好處的，所以我們?nèi)绻獜氖褂贸杀緛?lái)講，應(yīng)該是有降低的。

另外一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是通道數(shù)，我總結(jié)為兩種方向的發(fā)展，并不是說(shuō)通道數(shù)集成越多越好，因?yàn)檫@個(gè)是有物理?xiàng)l件限制的。它有兩種方向，第一種方向是通道數(shù)增加，現(xiàn)在主流的是12路，但是現(xiàn)在也有16路、18路，都開(kāi)始有這個(gè)規(guī)劃。簡(jiǎn)單講它的邏輯是什么呢？就是你通道數(shù)增加，集成度增加，我的硬件成本肯定會(huì)下降。但是它也并不是那么簡(jiǎn)單，通道數(shù)增加以后，單個(gè)芯片需要處理的共模電壓升高了，也就是我要耐壓提升，其實(shí)我們芯片行業(yè)最難做的一個(gè)是射頻，一個(gè)是高壓。芯片上面的那些基本的芯片，怎么做上去，它對(duì)耐壓是有要求的。所以芯片的制造成本會(huì)增加，因?yàn)樾酒某杀局饕謨蓧K，一塊是裸片的面積，還有一個(gè)就是我的制造工藝。大家都說(shuō)芯片其實(shí)是沙子做出來(lái)的，沙子里面提煉出硅，硅變成硅片，在硅片上面我們印刷電路。但是印刷電路的過(guò)程就叫制程工藝，不同的制程成本是不一樣的。再繼續(xù)增加通道數(shù)成本是不會(huì)下降的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。

一般來(lái)講芯片耐壓越高，它對(duì)芯片的線寬要求就越高，因?yàn)樾酒呻娐窞槭裁纯梢越档统杀?，主要是因?yàn)槲覀冎v納米級(jí)的工藝，它是把線寬越變?cè)叫?，所以我的硅片面積可以下降。但是高壓之后我的線寬就不能無(wú)限的往下降，降了以后安全就有問(wèn)題，芯片就不能工作，所以并不能降低成本，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。

還有另外一個(gè)方向是通道數(shù)減少，比如4串、6串甚至1串，這方面也是有一定的邏輯的，不管是電芯場(chǎng)還是PACK大家都喜歡建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模組設(shè)計(jì)，希望有分布式的電池管理，我們也碰到好多有這樣的需求，這樣的好處是便于標(biāo)準(zhǔn)化、組裝方便，我可以隨時(shí)組裝。同時(shí)減少串?dāng)?shù)就是降低共模電壓，所以成本也會(huì)降低，這是另外一個(gè)邏輯。我把通道數(shù)降低了，所以我的制造工藝就簡(jiǎn)單了，我的成本也會(huì)下降。這里面有個(gè)難點(diǎn)是什么呢，因?yàn)槲野阉纸獬稍絹?lái)越少之后，通信的開(kāi)銷(xiāo)就增加了，所以通信開(kāi)銷(xiāo)這里我們需要仔細(xì)設(shè)計(jì)一個(gè)通信的接口，否則成本會(huì)增加，可靠性也會(huì)降低，因?yàn)橥ㄐ诺倪^(guò)程就是跟噪聲在抵抗的過(guò)程，我們?nèi)绾螐脑肼曋刑崛⌒盘?hào)的問(wèn)題，所以通信接口也是一個(gè)比較可觀的成本。

還有一個(gè)是均衡，被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡，被動(dòng)均衡一般都可以集成到采集芯片里面去，但是集成到芯片里面的電流一般不可能太大，因?yàn)檫^(guò)電流一定會(huì)發(fā)熱，發(fā)熱的話芯片就必須要把封裝做大，把硅片面積做大，這樣就會(huì)增加成本。而且集成MOS之后可能會(huì)帶來(lái)可靠性的下降。因?yàn)樾酒锩媸怯泻芏嗉赏ǖ赖?，芯片?nèi)部有大量的集成通道，一不小心這個(gè)芯片可能就會(huì)被搞死了。

還有一個(gè)是主動(dòng)均衡，目前來(lái)看你要想完全集成在采集芯片里面幾乎是不可能的，現(xiàn)在能提供的也就是所謂的獨(dú)立功能的芯片，而且是比較受限的。它的難度在哪里呢？就是因?yàn)樯婕暗焦β孰娐芳捌洵h(huán)路控制，跟采樣電路本身關(guān)系不大，而且不同的電池，比如一個(gè)BMS或者一個(gè)芯片我可能管十幾路，我每一路的電池它是不一致的，都各自有各自的電壓，我怎么去解決它的參考地的問(wèn)題呢？這是不好弄的。在電路控制上其實(shí)是非常復(fù)雜的事情，所以目前芯片廠家還不能提供有效的高性價(jià)比的可靠性的主動(dòng)均衡的控制芯片，這也是為什么在市面上你們很難看到這樣一個(gè)芯片的原因。

這個(gè)是高泰做的一款芯片，我們當(dāng)時(shí)是基于國(guó)家智能電網(wǎng)的智能電芯的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)的出發(fā)點(diǎn)是說(shuō)我單顆電芯或者單個(gè)電芯模塊，就可以做成一個(gè)智能的東西，它自己可以管自己了，實(shí)現(xiàn)電壓溫度采集，以及主動(dòng)均衡的環(huán)路控制，達(dá)到智能電芯的目的。我單個(gè)電芯就是一個(gè)智能化的東西，你可以隨便給我組裝，這是我們當(dāng)時(shí)的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。做這個(gè)事情大概在2013年左右，當(dāng)時(shí)申請(qǐng)了國(guó)家的創(chuàng)新基金項(xiàng)目完成了設(shè)計(jì)和流片，這是當(dāng)時(shí)流片的芯片。

這個(gè)是單通道，我們當(dāng)時(shí)為什么選擇單通道，主要是剛才說(shuō)的幾個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是我們需求上做一個(gè)單個(gè)的智能芯片，另外高壓?jiǎn)栴}很難把握，多通道之后你的均衡其實(shí)是很難實(shí)現(xiàn)的，主動(dòng)均衡的控制很難實(shí)現(xiàn)，所以我們選擇了單通道的采集和控制。當(dāng)時(shí)也已經(jīng)采用了一些功能安全的概念，比方說(shuō)有兩路的冗余電壓，雖然我只有一顆電芯，但是我有兩路的冗余電壓，增加冗余就增加安全性。兩路的溫度采集和集聯(lián)的通信接口，通信這里要特別講一下，通信是一個(gè)很復(fù)雜的東西，你做的不好你的可靠性會(huì)降低，同時(shí)你的成本會(huì)增加。

另外通信地址自動(dòng)分配邏輯，因?yàn)槲颐恳活w電芯做完之后出場(chǎng)都是一樣的，配上一顆芯片以后我就隨意組裝了，我一旦排好之后我要讓他們通信的話，我必須要有地址的區(qū)分。怎么區(qū)分呢？我不可能用手工一個(gè)個(gè)去貼，或者說(shuō)裝個(gè)什么東西，這樣的話你自動(dòng)化就沒(méi)法做了，而且成本也非常高，所以這里面要解決一個(gè)自動(dòng)地址分配的算法，還有它的算法邏輯的實(shí)現(xiàn)。

還有通信數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)，剛才說(shuō)了通信一定要考慮糾錯(cuò)的問(wèn)題。我們之前最早跟林特的芯片，他們?cè)缦鹊男酒锩婢陀幸粋€(gè)通信的抗干擾能力的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)也是我們跟他們的設(shè)計(jì)者溝通之后，在后續(xù)的產(chǎn)品里面把它改掉了。被動(dòng)均衡控制，主動(dòng)均衡的PW的環(huán)路控制，這些東西都會(huì)做在里面。

接下來(lái)我簡(jiǎn)單對(duì)整車(chē)和儲(chǔ)能這兩個(gè)相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行一些比較，這是一個(gè)典型的三層架構(gòu)的整車(chē)拓?fù)?，最上面一層就是?chē)上的東西，跟我們電池相關(guān)的最下面的就是電池組，從整車(chē)來(lái)看是一個(gè)三層架構(gòu)。

這是一個(gè)典型的集裝箱的系統(tǒng)拓?fù)洌潜容^復(fù)雜四層架構(gòu)，所以從這個(gè)三層架構(gòu)來(lái)看，跟整車(chē)架構(gòu)是一一對(duì)應(yīng)的，從拓?fù)鋪?lái)看沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，區(qū)別只在于要求和策略的不同。

這是我做的一個(gè)對(duì)比，整車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求，電壓采集精度，整車(chē)要求高，儲(chǔ)能要求相對(duì)低，這是因?yàn)檎?chē)上面對(duì)于SOC這些比較敏感，因?yàn)樗吘故歉酥苯雨P(guān)聯(lián)的。溫度采集是一樣的，肯定都要求很高的，因?yàn)闇囟戎苯哟砹税踩缘膯?wèn)題。溫度采集的通道數(shù)，儲(chǔ)能會(huì)相對(duì)更多一點(diǎn)，因?yàn)閮?chǔ)能里面的電池更多。還有安全診斷，安全診斷我認(rèn)為兩者的要求其實(shí)都是很高的，而且儲(chǔ)能系統(tǒng)因?yàn)槟芰考?，?duì)安全性的要求會(huì)更高。還有SOC的精度，整車(chē)要求是比較高的，因?yàn)檎?chē)存在行駛里程焦慮的問(wèn)題，這塊如果你做的精度不高，有個(gè)20%的誤差那完蛋了，你到20%人家還可以可以開(kāi)到家里，然后停路上就麻煩了。SOH也是一樣的，因?yàn)樵谲?chē)上的話，它的循環(huán)次數(shù)非常多，登輝我們后面可以看到我舉個(gè)例子，我們?cè)谑Э仉妱?dòng)的案例里面，一塊電池一天可能要循環(huán)好幾次。SOP都是對(duì)功率的控制，整車(chē)因?yàn)樯婕暗郊铀佟p速、自動(dòng)、能量回饋，它的應(yīng)用場(chǎng)景是比較復(fù)雜的。

抗震動(dòng)或者是抗擾性，整車(chē)最大的要求就是它是一個(gè)動(dòng)的東西，所以它抗震動(dòng)要求比較高，儲(chǔ)能影響是靜態(tài)的，所以在抗振動(dòng)這塊沒(méi)有特別的要求。

另外工作環(huán)境，整車(chē)是很惡劣的，冬天在外面零下40度都有可能，夏天在地面溫度可能是四五十度，電池真是飽受煎熬。

工況，整車(chē)的工況復(fù)雜多變，儲(chǔ)能有一定特定的規(guī)則。

串聯(lián)數(shù)目，整車(chē)上面串聯(lián)比較少，因?yàn)橄癯擞密?chē)在300多伏的檔次，大巴在5、6百的檔次，但是儲(chǔ)能的總壓很多，一串非常多。

并聯(lián)數(shù)目，整車(chē)的并聯(lián)一般用的比較少，串完之后再并。儲(chǔ)能上面我們用的比較多了，我們叫簇的并聯(lián)，及其切換控制，這個(gè)是比較重要也比較特殊的。

標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，整車(chē)上面的標(biāo)準(zhǔn)化是很難的，尤其是我們做電芯和PACK的，因?yàn)槟愕目蛻羰钦?chē)廠，每輛車(chē)都不一樣，你想把它做成標(biāo)準(zhǔn)化比較困難，但是對(duì)于儲(chǔ)能來(lái)講，基本都是做電芯的廠家自己控制，或者說(shuō)做儲(chǔ)能的系統(tǒng)自己控制，我們是有可能做成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的東西的。而且大家剛才也都說(shuō)了，第一個(gè)是安全性，第二個(gè)是低成本。低成本怎么來(lái)呢，肯定是規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化。

這個(gè)是簡(jiǎn)單下的一個(gè)結(jié)論，從幾個(gè)方面，對(duì)安全的要求，對(duì)電池參數(shù)估算的要求，對(duì)電池均衡的要求。無(wú)論是儲(chǔ)能還是整車(chē)，對(duì)安全的要求都是第一位，最重要的，而且相對(duì)來(lái)講儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存容量更加集中更加高，對(duì)安全的要求應(yīng)該更加高。對(duì)電池參數(shù)估算的要求，整車(chē)需要精準(zhǔn)的SOC的估算，儲(chǔ)能方面相對(duì)要求低一些。對(duì)電池均衡的要求，集裝箱儲(chǔ)能由于其串門(mén)屬于更加多，從而電池一致性差異帶來(lái)的影響更為明顯，需要有效的處理手段。以整車(chē)電池管理的要求來(lái)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以達(dá)成上述目標(biāo)。

剛剛講到均衡，我們這里簡(jiǎn)單介紹一下目前的均衡的解決方案，一種就是被動(dòng)均衡加上均衡管理的系統(tǒng)，優(yōu)勢(shì)就是成本比較低，因?yàn)楸粍?dòng)均衡的電池管理系統(tǒng)相對(duì)成本低一點(diǎn)，劣勢(shì)就是維護(hù)不方便，這是一個(gè)維護(hù)設(shè)備，非實(shí)時(shí)在線，得人給它拿過(guò)去，用完再實(shí)時(shí)拉走，所以不方便，可能也不及時(shí)。

如果是主動(dòng)均衡管理系統(tǒng)，優(yōu)勢(shì)當(dāng)然是自動(dòng)均衡，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)人員安裝操作，反正我天天在那兒工作，隨時(shí)保持電池的有效性。劣勢(shì)就是成本相對(duì)高一點(diǎn)，主動(dòng)均衡的可靠性和安全性要加強(qiáng)，避免主動(dòng)均衡電路失效帶來(lái)了漏電甚至短路，這個(gè)是之前有一些案例發(fā)生的。因?yàn)槿魏坞娐范际怯惺эL(fēng)險(xiǎn)的。

這是我們一種主動(dòng)均衡的解決方案，一個(gè)是性價(jià)比、兼容性和失效安全，性價(jià)比就是我們要實(shí)現(xiàn)用的起的產(chǎn)品，主動(dòng)均衡的產(chǎn)品相對(duì)于被動(dòng)均衡的產(chǎn)品大概增加15塊左右，兼容性就是主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡接口保持一致，第三個(gè)最重要的是失效安全。對(duì)失效這塊來(lái)講一定是假設(shè)所有的器件都是可能失效的，不能說(shuō)我這個(gè)東西是某某廠家買(mǎi)的，我絕對(duì)不可能失效，這是不可能的。主動(dòng)均衡因?yàn)楹碗姵刂苯舆B接，尤其需要做到失效安全。萬(wàn)一沒(méi)控制好失效了，電池?zé)嗽趺崔k呢？所以你一定要做到即使相關(guān)器件短路開(kāi)路故障，電池仍然是安全的，短期看沒(méi)有問(wèn)題，長(zhǎng)期看一定會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。

我們講一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用案例，杭州的時(shí)空電動(dòng)，我們跟他們一起做整個(gè)項(xiàng)目，他們是從整車(chē)到儲(chǔ)能系統(tǒng)完整的標(biāo)準(zhǔn)化，就是把我們剛才說(shuō)的這些概念都體現(xiàn)出來(lái)了。第一個(gè)核心理念，我們看它是從整車(chē)應(yīng)用到儲(chǔ)能系統(tǒng)，電池是標(biāo)準(zhǔn)化的，因?yàn)樗鼈冏约涸燔?chē)，所以可以控制這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化。第二個(gè)是直接整包級(jí)別的梯次利用。這里面要做到核心理念你需要后面兩個(gè)東西，一個(gè)是兼容性，一個(gè)是長(zhǎng)壽命。兼容性不管是整車(chē)充電模式還是換電模式，還是說(shuō)儲(chǔ)能這里可以用大型集裝箱，我的電池接口、能量規(guī)格、系統(tǒng)協(xié)議、系統(tǒng)控制是全部兼容的，實(shí)現(xiàn)即插即用。最理想的是我把車(chē)上的拆下來(lái)，直接塞到另外一個(gè)地方就可以用了。還有一個(gè)長(zhǎng)壽命，長(zhǎng)壽命一個(gè)是通過(guò)一開(kāi)始電池儲(chǔ)存時(shí)候的配組，還有一個(gè)是通過(guò)均衡管理，維持一致性，延長(zhǎng)循環(huán)壽命，保障整包級(jí)別的梯次利用，否則你時(shí)間不到，它已經(jīng)沒(méi)了，或者說(shuō)已經(jīng)放不出電了。

還有一個(gè)實(shí)例是我們跟一些儲(chǔ)能廠家做的標(biāo)準(zhǔn)化的案例，基于標(biāo)準(zhǔn)箱的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)。所以核心理念也是差不多的，從家儲(chǔ)系統(tǒng)到集裝箱系統(tǒng)，電池箱體標(biāo)準(zhǔn)化，直接堆疊使用。兼容性，不管是家儲(chǔ)還是大規(guī)模的船并聯(lián)，電池箱不管從尺寸、協(xié)議等等都要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化兼容，長(zhǎng)壽命也需要均衡的參與。

這里是我們儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的解決方案，有三個(gè)重要的點(diǎn)，一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)箱，尺寸和接口固定，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，可以以任意方式組合，無(wú)須修改軟硬件，即插即用。

第二個(gè)是串并聯(lián)，我的電池箱怎么去串并聯(lián)，要求可以支持多種組合形式，不管你是單箱使用還是多箱并聯(lián)使用，還是多箱先串再并，多簇并聯(lián)使用，我根據(jù)系統(tǒng)的方案可以隨時(shí)快速的變化。

后面這個(gè)是我們的一些應(yīng)用案例。累計(jì)有9萬(wàn)臺(tái)車(chē)的供貨經(jīng)驗(yàn)，還有一些儲(chǔ)能的案例。

謝謝大家。

主持人：接下來(lái)有請(qǐng)烯晶碳能電子科技無(wú)錫有限公司技術(shù)總監(jiān)孫偉，來(lái)跟大家一起探討《GMCC超級(jí)電容器儲(chǔ)能在新能源發(fā)展中的應(yīng)用》，有請(qǐng)孫總。

孫偉：大家下午好，我是烯晶碳能的孫偉，我們公司是做超級(jí)電容器的，很高興參加這個(gè)大會(huì)，大家也做電力系統(tǒng)的，有做BMS的，也做電池的，今天我想介紹一下超級(jí)電容。

因?yàn)樵诤团笥呀涣鞯倪^(guò)程中，尤其在儲(chǔ)能領(lǐng)域，大家對(duì)超級(jí)電容會(huì)有一些疑問(wèn)，借此機(jī)會(huì)我想給大家介紹一下什么是真正的超級(jí)電容，針對(duì)疑問(wèn)也為大家做一個(gè)解答。

我今天匯報(bào)分為四個(gè)部分，第一，簡(jiǎn)單介紹一下我們公司，一個(gè)什么是超級(jí)電容，和對(duì)超級(jí)電容質(zhì)疑的解答。烯晶碳能2010年成立，位于江蘇無(wú)錫，我們業(yè)務(wù)范圍主要做的是超級(jí)電容，從電容電極到電容產(chǎn)品，覆蓋了從材料到儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)用領(lǐng)域主要是新能源，新能源汽車(chē)，智能電網(wǎng)和軍工領(lǐng)域。6年來(lái)我們也通過(guò)了TS16549包括ISO9000、14000、18000的質(zhì)量體系，也通過(guò)了201所的強(qiáng)制性檢測(cè)，也有30個(gè)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，其中17項(xiàng)已經(jīng)授權(quán)。

下面我從原理上介紹一下什么是超級(jí)電容，目前我們講的超級(jí)電容主要是指的EDLC，利用電極與電解液溶液的固液界面影響的雙電層儲(chǔ)存電何，利用的是靜電吸附原理。這是一個(gè)斯特恩的雙電層模型，是一個(gè)固體的電子層加上一個(gè)離子的液體層，這個(gè)層的厚度就相當(dāng)于離子的半徑，所以很薄。我們超級(jí)電容里面用的材料，是每克展開(kāi)可以上千平方米的材料，所以這個(gè)A很大。從容量公式我們可以算出超級(jí)電容的容量很大，可以做到法拉級(jí)別，幾百法拉或者上萬(wàn)法拉的電容。

中間是超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)，超級(jí)電容的原理基于雙電層，它是兩個(gè)電極，一個(gè)正極一個(gè)負(fù)極加上兩個(gè)隔膜，這兩個(gè)電極分別是兩個(gè)雙電層，簡(jiǎn)單來(lái)講超級(jí)電容是正極的一個(gè)雙電層電容和負(fù)級(jí)的雙電層電容串聯(lián)起來(lái)的，置于一個(gè)密封的客體中的結(jié)構(gòu)。

這是雙電層電容的電化學(xué)體系和等效電路，它可以等效為一個(gè)不同時(shí)間常數(shù)的RC回路的串聯(lián)的階梯網(wǎng)絡(luò)，由于它是多孔的結(jié)構(gòu)，有的孔大可能時(shí)間常數(shù)比較小，有的孔小，時(shí)間常數(shù)比較大，一個(gè)微孔的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，這是超級(jí)電容結(jié)構(gòu)，剛才講的正極極流體、負(fù)極及流體，搜集電核作用。正極活性材料、負(fù)極活性材料，這里面都是碳，當(dāng)然了我們后面會(huì)有一些攙氮的或者導(dǎo)電高分子的材料。隔膜是一個(gè)電子絕緣，離子電導(dǎo)的多孔膜結(jié)構(gòu)。

這是一個(gè)超級(jí)電容EDLC的頻率特性，上面那個(gè)圖，超級(jí)電容是一個(gè)卷繞的結(jié)構(gòu)，在沒(méi)有注入電解液之間，它是一個(gè)以隔膜為電解質(zhì)的傳統(tǒng)的電容器，它這個(gè)值是在400多納，電極的單層的面積大概是一個(gè)平方米，針對(duì)三千法的電容來(lái)講。

注液之后，由于電解液的浸潤(rùn)，它的比表面積發(fā)生了很大的變化，在一萬(wàn)赫茲的時(shí)候，它的容量提升了三個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)頻率再降低時(shí)，它的離子擴(kuò)散有足夠的時(shí)間，在0.1赫茲我給它10秒鐘，離子擴(kuò)散時(shí)間是足夠的。這個(gè)情況下超級(jí)電容的容量又升了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

可以簡(jiǎn)單來(lái)講，注液之后超級(jí)電容變成了兩個(gè)雙電層，也稱之為以界面勢(shì)磊為電介質(zhì)受擴(kuò)散控制的雙電層的結(jié)構(gòu)。

這是大家眼中的超級(jí)電容器儲(chǔ)能特性，它是一個(gè)功率型器件，處于電容和電池之間，具有中等的能量密度和功率密度。但是其實(shí)在功率密度上，和能量密度上，距離傳統(tǒng)的電解電容和電力電容，它也酉空間，它的頻率在10的4次方赫茲下，沒(méi)有濾波能力，濾波很小，我們也正在開(kāi)發(fā)一種電容，看看是不是能到毫秒級(jí)，或者說(shuō)能做濾波的應(yīng)用。

另外一個(gè)是提升超級(jí)電容器的能量密度，這個(gè)是大家一直追求的，希望擴(kuò)展它的應(yīng)用時(shí)間，目前超級(jí)電容的時(shí)間常數(shù)以3000法超級(jí)電容為例，時(shí)間常數(shù)在0.5秒到1秒左右，這說(shuō)明什么事兒呢？這個(gè)電容充滿電短路，經(jīng)過(guò)3個(gè)時(shí)間常數(shù)，經(jīng)過(guò)2秒到3秒，這個(gè)電就放沒(méi)了，所以它能具備大功率的放電，它可以被短路。。

我們講的很多電池具有大倍率充電，這里面電池如果等效成一個(gè)電容的話，它應(yīng)該也有個(gè)時(shí)間常數(shù)，這個(gè)常數(shù)在分鐘級(jí)別，分鐘級(jí)別的常數(shù)電池做的是小時(shí)級(jí)別，甚至幾十分鐘級(jí)別的，把能量從前一個(gè)時(shí)間和空間移到下一個(gè)時(shí)間空間，超級(jí)電容做的是秒級(jí)到分鐘級(jí)的事情。

右邊就是超級(jí)電容的優(yōu)勢(shì)了，有人可能會(huì)問(wèn)超級(jí)電容是不是真的這樣，這四點(diǎn)我是我遇到的大家對(duì)超級(jí)電容質(zhì)疑的地方，第一個(gè)能量密度太低，但是理論上提升空間比較大。第二個(gè)問(wèn)題，超級(jí)電容真的能循環(huán)100萬(wàn)次嗎？這個(gè)沒(méi)問(wèn)題，單體實(shí)驗(yàn)我們?cè)诩依镒鲞^(guò)100萬(wàn)次，充放電循環(huán)，81秒是一個(gè)充放電循環(huán)，我們做了三年多的時(shí)間。但是對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)講，安全可靠性確實(shí)有很大的影響，它不光是電容器件本身。另外一個(gè)，很多人覺(jué)得超級(jí)電容漏電很快，尤其在低壓，比如我用超級(jí)電容啟動(dòng)車(chē)，和鉛酸電池并聯(lián)，會(huì)不會(huì)把電池的電拉光了？

另外一個(gè)價(jià)格太高了，用不起。

針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，超級(jí)電容的能量密度，它的能量是1/2CV的平方，按這是很簡(jiǎn)單的。提升能量密度也很簡(jiǎn)單，提升C，當(dāng)然在同樣的體積或者同樣的重量下，提升C、提升V。提升C的方式，剛才這個(gè)公式也介紹了，怎么用呢？提升比表面積的利用率，提升相對(duì)徑限常數(shù)，減小半徑，但是這個(gè)半徑首先于離子很難減小了，那我們做的就是怎么樣提升比表面積。超級(jí)電容是一個(gè)電極材料和電解液材料相互配合的，從C的角度來(lái)講，可用的比表面積必須和電解液中的電解質(zhì)、離子的庫(kù)存量具有正相關(guān)，而且電解液離子庫(kù)存量應(yīng)該大于兩倍的可用比表面積。另外，電解液所具有的極性，或者溶媒的極性，要和我的電極材料，碳材料表面官能團(tuán)具有類(lèi)似于相似相溶的特性，才不至于相互排斥。第三個(gè)，我的孔粒分布和離子分布，因?yàn)槌?jí)電容器的電極材料是有很多孔，一個(gè)材料打開(kāi)那么多比表面積，多孔結(jié)構(gòu)這個(gè)離子是不是進(jìn)的去，如果孔太大了，空間利用率太低，孔太小了離子進(jìn)不去。按照我們市場(chǎng)用的活性炭，比如說(shuō)這個(gè)材料是1600平方米每克，真正按照容量來(lái)算只有幾百，可能利用率只有15%左右。

另外孔容包括粒徑匹配和電解液濃度，這個(gè)就有很多關(guān)系了。

這是我們?cè)谔嵘牧峡巳萘康墓ぷ?，第一個(gè)對(duì)活性炭進(jìn)行改性，改變它的界面性質(zhì)。因?yàn)榛钚蕴恳簿哂蓄?lèi)似于石墨的特性，我們利用石墨硒的分子結(jié)構(gòu)，石墨硒是一種結(jié)構(gòu)，不是一種材料，它是一種具有蜂窩狀的碳的6個(gè)原子的一種單層結(jié)構(gòu)，我們把石墨硒結(jié)構(gòu)科學(xué)引入到活性炭上做了改性處理，這個(gè)能量密度可以進(jìn)一步提升。

我們引入氮材料之后，這屬于導(dǎo)電高分子的范圍，我們可以做到400F/g的容量。但是這400還是在實(shí)驗(yàn)室的級(jí)別。

另外我們想再提升V，因?yàn)閷?duì)于電解液來(lái)講，鋰電池的電解液已經(jīng)做到了耐壓5伏，那對(duì)超級(jí)電容現(xiàn)在有提供3伏電解液的，離子液可以用4伏，但是現(xiàn)在適用的3伏電解液，它在光伏的條件下耐電壓可以到3.8、3.9伏，我們合成的一些材料，我們想找到正極材料配合陰離子，負(fù)極材料配合陽(yáng)離子，這樣找到一個(gè)很好的，能最大化的電壓串口的結(jié)構(gòu)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)，我們能找到一種材料，在穩(wěn)定性上達(dá)到3.5V穩(wěn)定的。當(dāng)然我們做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，是把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)材料的正負(fù)極對(duì)換，它做正極的時(shí)候可以在3.5V穩(wěn)定，做負(fù)極的時(shí)候，極化就比較大，那這個(gè)材料我們找了一種異構(gòu)材料，我們還在寫(xiě)專(zhuān)利。

第二個(gè)，超級(jí)電容的可靠性、安全性真的那么高嗎？從大規(guī)模的儲(chǔ)能，它的安全性、可靠性，首先取決于整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)，這個(gè)里面剛才有位講BMS，其實(shí)我認(rèn)為BMS起到的作用更多的是監(jiān)控和保護(hù)，真正的提高安全性、可靠性，最基礎(chǔ)的還是技術(shù)元件，也就是電容器本身。

我們提出一個(gè)CRAMS，其實(shí)是借用了一個(gè)高鐵上的檢測(cè)手段，我覺(jué)得這個(gè)很好，特別適合超級(jí)電容，當(dāng)然也適合電池，一致性非常重要，是所有電化學(xué)器件必須要有的，這個(gè)一致性指的是從材料、工藝、初始性能一致性，并且在整個(gè)全生命周期都要一致，其實(shí)對(duì)電池也是這樣的，這個(gè)可能做到比較難。

我們?cè)趺礃幼龅揭恢滦阅?？這里面有一個(gè)技術(shù)邏輯，我們把特征分成兩部分，一部分是特殊特性，可能是引起比較大的安全性隱患的，另外一部分是它的技術(shù)性能，比如容量、內(nèi)阻、自放電、溫度特性、循環(huán)，這個(gè)東西和什么有關(guān)，我們從機(jī)理上來(lái)試圖理解它。例如電阻和什么有關(guān)，和集流體有關(guān)，和電解液的固體和液體界面的電焊轉(zhuǎn)移有關(guān)，把這些東西對(duì)應(yīng)到我們的物料場(chǎng)，這就相當(dāng)于我們做控制計(jì)劃的基礎(chǔ)。

我們做了控制計(jì)劃怎么實(shí)現(xiàn)呢？就需要自動(dòng)化設(shè)備去實(shí)現(xiàn)，去根據(jù)計(jì)劃去制訂工藝，定SOP，通過(guò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)我們的工藝，我們希望我們不同車(chē)間的工藝參數(shù)，首先實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，不同的過(guò)程參數(shù)、結(jié)果參數(shù)都能形成一個(gè)大數(shù)據(jù)，甚至和我的策略工程，甚至在應(yīng)用中的，我們期望在應(yīng)用中的，例如在不同功率、不同電流，不同溫度下造成我的壽命衰減，能和我前期建成一個(gè)關(guān)系，這個(gè)東西可以形成一個(gè)數(shù)據(jù)的閉環(huán)，它可以指導(dǎo)我去更改配方，更改工藝，當(dāng)然我們現(xiàn)在樣本太少也做不到這種。

另外是關(guān)于自放電的問(wèn)題，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題我們做了分析，自放電和什么有關(guān)，第一個(gè)，所有的電池也好，電容也好，這種器件有一個(gè)等效電源電阻，通過(guò)這個(gè)自放電。另外一個(gè)就是法拉第副反應(yīng)，還有濃差極化，因?yàn)樗嘘庩?yáng)離子的吸附，在充放電的過(guò)程是一個(gè)消耗電解液離子的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中我們建立了一些關(guān)系，我們做了一個(gè)120小時(shí)的自放電，然后用對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行模擬，它也是0.14的速率在衰減，現(xiàn)在我們3伏產(chǎn)品在1000小時(shí)，電壓保持率還能在2伏以上。

最后一個(gè)是價(jià)格問(wèn)題，現(xiàn)在超級(jí)電容器是秒級(jí)到分鐘級(jí)的儲(chǔ)能器件，在一分鐘之內(nèi)超級(jí)電容是有優(yōu)勢(shì)的，你找一個(gè)儲(chǔ)能說(shuō)我是500千瓦，1分鐘那超級(jí)電容還是便宜的，到兩分鐘超級(jí)電容就不便宜了。但是從整個(gè)生命周期來(lái)講，從性價(jià)比來(lái)講可以到5分鐘的級(jí)別。但是目前超級(jí)電容大規(guī)模的應(yīng)用起來(lái)可能成本比較高，一次投資比較大。但這也是由于產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，我們認(rèn)為未來(lái)超級(jí)電容成本下降空間還是比較大的，第一個(gè)，超級(jí)電容的基礎(chǔ)材料為碳和鋁，資源豐富，降本潛力很大，第二，能量密度的提升會(huì)大幅度的降低超級(jí)電容的使用成本。我們期望未來(lái)超級(jí)電容能在15分鐘級(jí)別的儲(chǔ)能能占據(jù)一席之地，尤其對(duì)功率要求比較高的。

后面是我們超級(jí)電容的應(yīng)用，目前的情況是針對(duì)于源和負(fù)載之間的平衡，更多的是短時(shí)間的平衡，不管是源切換、源波動(dòng)。這是在微電網(wǎng)中的應(yīng)用，這是做一個(gè)大電流的發(fā)生器，是一個(gè)檢測(cè)設(shè)備，一千伏一萬(wàn)安的檢測(cè)設(shè)備，要在5毫秒之內(nèi)輸出，減少了變壓器的投資。

這是在長(zhǎng)北分布式的光伏虛擬同步機(jī)，我們?yōu)樗麄兲峁┑?0臺(tái)超級(jí)電容。

這是我們正在做的一個(gè)項(xiàng)目，基于超級(jí)電容的快速充電特性我們做了一個(gè)能量回收裝置，這是一個(gè)峰值功率4兆瓦的，把原來(lái)的電阻能饋用超級(jí)電容做能量回收，這里面配置4個(gè)柜子，每個(gè)柜子是2.4度電，總共是9.6度電。

這是功率補(bǔ)償，在修井機(jī)、鉆井平臺(tái)的110千瓦和500千瓦的系統(tǒng)。

這是一個(gè)更小型的應(yīng)用，要求非常長(zhǎng)壽命的超級(jí)電容的應(yīng)用，在東南亞的一個(gè)路燈，一個(gè)韓國(guó)客戶在做的。這個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)概念的，微能源的收獲，這里面是采用的光伏，其實(shí)我們可以采用振動(dòng)還有各種其他的能量，包括射頻、溫差，來(lái)實(shí)現(xiàn)能量搜集、儲(chǔ)存和管理。

謝謝，這就是我要匯報(bào)的內(nèi)容。

主持人：接下來(lái)有請(qǐng)?zhí)旖虼髮W(xué)副教授王易峰老師為大家?guī)?lái)《微電網(wǎng)的運(yùn)行和規(guī)劃問(wèn)題》的討論，大家歡迎。

王易峰：我叫王易峰，來(lái)自天津大學(xué)，很高興能夠有這個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)做這個(gè)報(bào)告，我是代替天津大學(xué)的郭力教授來(lái)做匯報(bào)的。我對(duì)微電網(wǎng)這塊的裝置理解的不是很深入，希望大家多多包涵。

剛才各位專(zhuān)家高屋建瓴，從各個(gè)方面做了很完整的介紹，我想就微電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行這方面，我們之前做過(guò)的事情做一個(gè)介紹

我來(lái)自天津大學(xué)教育部智冷電網(wǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，所以我們?cè)诩夹g(shù)研究和裝置研發(fā)，和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、工程應(yīng)用方面都有一些成果。我本人對(duì)這些東西不是特別了解，說(shuō)的時(shí)候可能不是特別具體，如果各位前輩同行有興趣的話，可以到天津大學(xué)做訪問(wèn)交流。

技術(shù)研究方面，主要包括微網(wǎng)規(guī)劃，和微網(wǎng)能量管理技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)方面我們做了一些設(shè)備研制，和軟件開(kāi)發(fā)，包括規(guī)劃軟件，運(yùn)行監(jiān)控軟件和管理軟件，工程應(yīng)用我們做了一些獨(dú)立微網(wǎng)的項(xiàng)目也做了一些并網(wǎng)型的項(xiàng)目，天津大學(xué)的智能電網(wǎng)教育部實(shí)驗(yàn)室在我們國(guó)家是做微電網(wǎng)方面最早也是最完善的一個(gè)科研機(jī)構(gòu)之一。

今天的匯報(bào)包括四個(gè)方面，首先是微電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃。我們知道對(duì)于一個(gè)微網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃，一般是基于兩個(gè)層面，基于雙層的微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，外層優(yōu)化模塊決定的是最優(yōu)設(shè)備組合和設(shè)備容量。內(nèi)層優(yōu)化模塊根據(jù)外層的優(yōu)化模塊給出的優(yōu)化配置方案，計(jì)算系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行策略。我們課題組主要處理的問(wèn)題是針對(duì)不確定性的問(wèn)題，因?yàn)槲⒕W(wǎng)做規(guī)劃的時(shí)候，不確定性是一個(gè)主要的問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)不確定性問(wèn)題，我們提出了包括魯棒優(yōu)化方法，隨機(jī)機(jī)會(huì)優(yōu)化方法，主要處理的是包括負(fù)荷預(yù)測(cè)的不決定性，還有成本預(yù)測(cè)的不確定性的問(wèn)題。首先是并網(wǎng)型的，也就是我們要把微網(wǎng)系統(tǒng)連接到大電網(wǎng)之后，這樣一個(gè)系統(tǒng)，我們?cè)谧鲆?guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候，它需要考慮的問(wèn)題是比如光伏容量，儲(chǔ)能容量，還有儲(chǔ)能更換計(jì)劃，還有儲(chǔ)能成本下降的不決定性和負(fù)荷增長(zhǎng)的不確定性。我們?cè)趥鹘y(tǒng)建模的基礎(chǔ)上提出了兩階段魯棒優(yōu)化建模方法。對(duì)于這樣一個(gè)建模方法來(lái)講，首先要考慮的是不確定極，對(duì)于這樣一些輸入?yún)?shù)，怎么樣在成本上面和負(fù)荷增長(zhǎng)上面的不決定性進(jìn)行建模研究，包括不確定性的偏差，和不確定性調(diào)節(jié)參數(shù)，引入這兩個(gè)系數(shù)。

目前函數(shù)方面，主要是尋求一組投資組合和儲(chǔ)能更換計(jì)劃，極小化規(guī)劃期內(nèi)的最?lèi)毫訄?chǎng)景下的投資成本。這個(gè)可能是電網(wǎng)里面比較專(zhuān)業(yè)的東西，所以這里就不細(xì)講。

這里主要是對(duì)參數(shù)進(jìn)行隊(duì)列替換，采用bonds（音）分解方法進(jìn)行解耦，最后利用微電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行文化的交叉求解得到的一種結(jié)果，上面是并網(wǎng)型的，對(duì)于獨(dú)立微網(wǎng)的設(shè)計(jì)方法需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題又不太一樣，主要是包括資源和負(fù)荷的不決定性，還有負(fù)荷的可靠性和分布式電源容量，所以對(duì)于獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，首先要考慮運(yùn)行場(chǎng)景聚類(lèi)分析，也就是我們利用實(shí)測(cè)的或者歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的聚類(lèi)分析，得到一些離散的典型場(chǎng)景，在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行多狀態(tài)的可靠性建模。最后再進(jìn)行多狀態(tài)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

首先要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)操作，作用就是想對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)，比如現(xiàn)在研究的大數(shù)據(jù)的概念，對(duì)于這些大數(shù)據(jù)我們要進(jìn)行數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化，所以這個(gè)操作主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的典型化的操作。在數(shù)據(jù)操作之后我們需要考慮多能系統(tǒng)，它的資源隨機(jī)性和設(shè)備可靠性的結(jié)合，這樣一個(gè)結(jié)合可以準(zhǔn)確的評(píng)估可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性。

然后是系統(tǒng)狀態(tài)和可靠性指標(biāo)的設(shè)計(jì)，因?yàn)槲覀兊亩嗄芟到y(tǒng)里面包含源網(wǎng)和多種狀態(tài)，所以我們對(duì)它進(jìn)行插機(jī)?？煽啃灾笜?biāo)包括負(fù)荷的切電時(shí)間期望，還有電量不足的期望等等這樣一些參數(shù)。這個(gè)是以加拿大某一個(gè)獨(dú)立的微電網(wǎng)為例，對(duì)它的數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)際的分析。我們可以看到對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)操作之后，可以得到一些很典型的運(yùn)行場(chǎng)景，這樣的話有助于我們數(shù)據(jù)特征的提取。

這是系統(tǒng)最優(yōu)化配置之后的結(jié)果，我們可以看得到采用這樣一個(gè)規(guī)劃方法，我們可以得到不同的規(guī)劃方法之后的設(shè)備的容量，也可以得到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，和可靠性指標(biāo)，甚至是可以得到新能源的利用率，滲透率的這樣一些指標(biāo)。比如針對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)，我們得到的結(jié)論，風(fēng)電接入大規(guī)模降低系統(tǒng)的總成本，有一個(gè)節(jié)能就是儲(chǔ)能的接入，它的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)并不明顯，但是能夠提高風(fēng)能的滲透率，減小柴發(fā)的容量，所以儲(chǔ)能接入可以降低污染物的排放，并不能直接帶來(lái)經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。

從可靠性的角度，我們來(lái)論證規(guī)劃的結(jié)果，我們可以看到儲(chǔ)能在可靠性變化的時(shí)候，它對(duì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性的變化并沒(méi)有那么大影響，第二個(gè)方面是講微電網(wǎng)運(yùn)行控制的研究，現(xiàn)在非常典型的就是交流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng)的混合體，直流微電網(wǎng)現(xiàn)在開(kāi)始越來(lái)越引起研究者的關(guān)注，特別是直流配電網(wǎng)和直流用電網(wǎng)。對(duì)于這樣一個(gè)微電網(wǎng)而言，它存在的問(wèn)題有這么三個(gè)方面，第一個(gè)是交流微電網(wǎng)它的電壓頻率控制，交流側(cè)的這些控制。第二個(gè)是直流微電網(wǎng)它的母線電壓的控制，第三個(gè)是多種分布式電源它的協(xié)調(diào)控制，這樣三個(gè)方面的問(wèn)題。我們目前采用的方法是引入到微電網(wǎng)的分層控制體系，在不同的時(shí)間尺度上實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)和系統(tǒng)層面的控制，最后完成電氣量的控制，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性以及提高微電網(wǎng)整體的運(yùn)行性能。

在傳統(tǒng)的交流微電網(wǎng)的運(yùn)行控制方面我們主要工作是兩個(gè)方面，一個(gè)是儲(chǔ)能與同步發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，包括雙電源的切換控制，儲(chǔ)能阻尼控制和調(diào)頻控制。這就和剛才南瑞講的虛擬同步機(jī)的概念有點(diǎn)相似，利用儲(chǔ)能來(lái)提高系統(tǒng)的阻尼，和它的關(guān)量。

第二個(gè)是通過(guò)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)有功功率分配方法，通過(guò)兩級(jí)控制合理給出超級(jí)電容和蓄電池的指令功率值，將蓄電池和超級(jí)電容的SOC調(diào)整到合理工作范圍。混合儲(chǔ)能的配置方式，在電網(wǎng)里面也具有很好的控制的優(yōu)勢(shì)。

下面這些是具體的控制圖，對(duì)交直流混合的微電網(wǎng)統(tǒng)一控制，目前我們主要的關(guān)注點(diǎn)在接口電路，也就是逆變器的對(duì)整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性有至關(guān)重要的作用。由于電網(wǎng)的系統(tǒng)功率都比較大，所以多逆變性的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)交直流微電網(wǎng)相互支撐是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這就包含兩個(gè)方面的內(nèi)容，一個(gè)是互聯(lián)容量本身比較大，多逆變器進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行。還有一種是什么？它們之間存在多個(gè)互聯(lián)通道，這個(gè)時(shí)候也可能會(huì)存在多個(gè)逆變器分散并聯(lián)的問(wèn)題?？傮w來(lái)講，都要解決多逆變器的協(xié)調(diào)控制。我們主要的研究是交直流混合，微電網(wǎng)運(yùn)行模式的平滑切換，比如并網(wǎng)時(shí)候的PQ控制和離網(wǎng)時(shí)候的AF控制。還有無(wú)互聯(lián)通信的多變流器協(xié)調(diào)控制，現(xiàn)在咱們的這種系統(tǒng)層面的控制，對(duì)于通信系統(tǒng)的依賴非常嚴(yán)重，通信系統(tǒng)的延時(shí)和它的可靠性對(duì)我們的控制會(huì)有很大的影響，所以我們很希望能夠通過(guò)這種沒(méi)有互聯(lián)的通信控制方式，進(jìn)行協(xié)調(diào)控制算法的研究，最后希望控制器結(jié)構(gòu)通用，而且易于實(shí)現(xiàn)即插即用這樣的功能，最終目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的通用化，控制模式的靈活性，和即插即用。

這個(gè)是我們對(duì)于直流母線電壓控制的一些研究，是基于非干擾觀測(cè)器的控制系統(tǒng)，包括一個(gè)核心的非線性干擾觀測(cè)器，實(shí)際上就是一個(gè)非線性前饋，包括下垂控制，包括電壓電流雙閉環(huán)控制，包括基于2GA廣義積分器的電源濾波器的電流反饋，這樣一個(gè)系統(tǒng)我們希望它實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是什么呢，目標(biāo)一個(gè)是要減小電壓環(huán)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定度，保持系統(tǒng)可以在較大的下垂系數(shù)，減小線路阻抗對(duì)于簇率分配的影響，我要實(shí)現(xiàn)無(wú)通訊互聯(lián)線的分布式的控制。

第二，我要提高直流母線電壓控制系統(tǒng)的抗干擾的性能，也就是我在提高穩(wěn)定的同時(shí)，我還要保證這個(gè)系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，盡量減少波動(dòng)，所以減少暫態(tài)時(shí)直接母線電壓的波動(dòng)，這是我們?cè)谥绷鱾?cè)集中控制這塊做的工作。

在分散式協(xié)同控制方面我們也做了一些工作，主要的控制目標(biāo)是什么呢？對(duì)于這樣一個(gè)獨(dú)立的直流微網(wǎng)系統(tǒng)，我們第一個(gè)要保證直流母線電壓的穩(wěn)定，第二個(gè)要保證在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)儲(chǔ)能單元，根據(jù)自身的SOC和容量合理分配出力。第三個(gè)，希望各單元靈活切換控制模式，主動(dòng)參與母線電壓的調(diào)節(jié)和控制。

上述目標(biāo)的手段，主要是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的分布式的通訊網(wǎng)絡(luò)，意思就是每一個(gè)分布式電源只與臨近節(jié)點(diǎn)通信，憑借自身或者臨近單元信息，智能的實(shí)現(xiàn)上述的控制目標(biāo)。

這是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室已經(jīng)做出來(lái)的一些初步成果，可以看到在考慮線路的阻抗，和考慮各個(gè)單元容量不一致的控制模式下面，我們已經(jīng)取得了一些初步的結(jié)果。

因?yàn)檫@種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊結(jié)構(gòu)，它造成的系統(tǒng)延時(shí)和信息的缺失是更加嚴(yán)重的，所以我們的控制效果看右圖的實(shí)驗(yàn)工況1和試驗(yàn)工況2，肯定是沒(méi)有完全依賴全通訊系統(tǒng)的控制方式，它的效果沒(méi)有那么好，但是起碼我們能夠保證這個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，同時(shí)減少對(duì)通訊系統(tǒng)的依賴。

在微網(wǎng)能量管理方面，主要研究的基于多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)的滾動(dòng)優(yōu)化調(diào)度方法，我們主要的目標(biāo)是要減小長(zhǎng)時(shí)間尺度的預(yù)測(cè)誤差，同時(shí)又要減小短時(shí)間的計(jì)算量，所以它的技術(shù)特點(diǎn)，一個(gè)是要可再生能源多時(shí)間尺度的出力預(yù)測(cè)，第二個(gè)是多目標(biāo)優(yōu)化，第三個(gè)是與能量平衡策略共同實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化。前面講的是裝置層面的，這里講的是系統(tǒng)管理層面的。我們以一個(gè)工程實(shí)例來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題，這是一個(gè)孤網(wǎng)運(yùn)行的含風(fēng)機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)以及儲(chǔ)能的獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)，它的負(fù)荷是海水淡化負(fù)荷機(jī)組作為可控負(fù)荷，研究了其含可控負(fù)荷的能量管理方法，提出了基于超短期預(yù)測(cè)和改進(jìn)硬充電策略的實(shí)時(shí)控制方法，能量管理根據(jù)風(fēng)速預(yù)測(cè)結(jié)果，制訂機(jī)組投切計(jì)劃，能夠有效減少柴油消耗量，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。我們沒(méi)有完全以儲(chǔ)能作為控制的補(bǔ)償量和誤差的修正，而是以負(fù)荷的平移，作為我們對(duì)負(fù)荷偏差的補(bǔ)償。后面我們應(yīng)該可以看到，在這種優(yōu)化調(diào)度的時(shí)間上的偏差問(wèn)題，可能不僅僅要靠?jī)?chǔ)能去進(jìn)行修整，而更多的是靠可控負(fù)荷和儲(chǔ)能同時(shí)進(jìn)行，這樣的話可以保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

這個(gè)是多能系統(tǒng)，有冷熱電聯(lián)供的微網(wǎng)系統(tǒng)的不確定調(diào)度，這樣一個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度會(huì)更復(fù)雜，包括各設(shè)備的啟停計(jì)劃，蓄冰裝置的蓄融冰的計(jì)劃，多冷機(jī)系統(tǒng)供冷分配，還有可再生能源日前預(yù)測(cè)誤差，所以它的優(yōu)化量更多，它的偏差量更多。我們針對(duì)這個(gè)問(wèn)題采用的是兩階段的魯棒建模的方法。

這也是一個(gè)典型的例子，并網(wǎng)型的微網(wǎng)，里面有光伏，也有地緣熱泵這樣的新能源系統(tǒng)，采用的是兩層的調(diào)度框架。剛才在前面已經(jīng)講到了，兩階段的魯棒控制，最主要的就是不確定極的制訂，所以我們需要尋找一組設(shè)備，日前的運(yùn)行組合極小化的最?lèi)毫拥膱?chǎng)景運(yùn)行成本，不確定的調(diào)節(jié)參數(shù)可以調(diào)整整體運(yùn)行方案的魯棒性。

我們可以看到它的輸入數(shù)據(jù)主要包括系統(tǒng)運(yùn)行的模擬基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，和日前的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，這個(gè)當(dāng)然就要包含它的誤差了，還有一個(gè)是不確定極的制訂，這是它典型的一個(gè)運(yùn)行結(jié)果，我們可以看到它日間的運(yùn)行總成本，約占27.86%，降低了低于傳統(tǒng)方法的28.28%，取得了一定的經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。

這是針對(duì)魯棒優(yōu)化的不確定范圍進(jìn)行的對(duì)比仿真結(jié)果，我們可以看到25%和50%設(shè)計(jì)的日負(fù)荷的場(chǎng)景下面，隨著不確定性偏差縮放系數(shù)的增大，微網(wǎng)日間運(yùn)行成本呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，所以這個(gè)不確定性越大的時(shí)候，運(yùn)營(yíng)成本會(huì)呈現(xiàn)增加。

隨著不確定性系數(shù)的繼續(xù)增加，這個(gè)方法就已經(jīng)不具備特別明顯的變化規(guī)律了，所以說(shuō)這個(gè)時(shí)候它的優(yōu)勢(shì)就會(huì)變的很低。

在這個(gè)時(shí)候我們對(duì)不同的控制策略進(jìn)行比較的話就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在25%和50%設(shè)計(jì)的日負(fù)荷的場(chǎng)景中間，也就是我的可控偏差在能接受的范圍內(nèi)的時(shí)候，魯棒運(yùn)行策略和模型預(yù)測(cè)控制方法，它的均值是相近的。但是前者在標(biāo)準(zhǔn)型上面有一定的優(yōu)勢(shì)。如果說(shuō)魯棒優(yōu)化的偏差在75%到100%的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候它的優(yōu)勢(shì)就已經(jīng)不明顯了。最后我們得出的結(jié)論是什么，在25%到100%的設(shè)計(jì)日負(fù)荷場(chǎng)景中間，可選用魯棒運(yùn)行，在75%或者以后，就可以采用這種模型控制和魯棒運(yùn)行優(yōu)化的結(jié)合，這樣可以保證系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性。

后面是一些現(xiàn)在我們做的一些事情介紹。這個(gè)是我們已經(jīng)做的微電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，這個(gè)軟件的好處就是，我可以可視化的去對(duì)微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程，同時(shí)我們還可以對(duì)它所有的組件進(jìn)行特性的編輯，結(jié)果就可以得到它包括容量的配比，甚至它的運(yùn)行數(shù)據(jù)都能得到，所以這樣一個(gè)軟件，是能夠更直觀的指導(dǎo)我們進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

設(shè)備方面，這些設(shè)備不是我本人做的，30kVA光儲(chǔ)虛擬同步機(jī)，和250kVA液流用的DC/DC雙向充放電。

如果去過(guò)天津大學(xué)的應(yīng)該都知道，天津大學(xué)現(xiàn)在正在運(yùn)行的一個(gè)微網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)的采集我們整個(gè)系統(tǒng)里面所有的數(shù)據(jù)。這個(gè)是它的主界面。所以這個(gè)是天津大學(xué)已經(jīng)建成的一個(gè)可以仿真50多種運(yùn)行模式的交流微電網(wǎng)。我們也正在建一個(gè)直流微電網(wǎng)，我們希望對(duì)現(xiàn)在這個(gè)做直流配電和直流用電方面的研究做一些前瞻性的技術(shù)探討。它的特點(diǎn)一個(gè)是多端的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，然后是雙極型的三線制，比如說(shuō)正負(fù)400伏或者正負(fù)200伏再加上地線。第三個(gè)是六段的直流母線，最后是利用隔離型的DC/DC柔性互聯(lián)，直流微電網(wǎng)最大的好處就是它的柔性互聯(lián)會(huì)更容易，更簡(jiǎn)單。而且它可以形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)，所以直流微電網(wǎng)如果不保護(hù)裝置方面，它的安全性是具有一些優(yōu)勢(shì)的，最后要考慮分布式電源靈活接入，直流微電網(wǎng)還有一個(gè)特點(diǎn)它對(duì)于光伏、儲(chǔ)能這樣的裝置，它能夠更高效、更靈活的接入。

后面是我們實(shí)驗(yàn)室在微電網(wǎng)方面做過(guò)的一些項(xiàng)目，包括廣東佛山的冷/熱電聯(lián)供的微電網(wǎng)系統(tǒng)。這是我們國(guó)家首個(gè)冷電的微電網(wǎng)。第二個(gè)是浙江的東福山島的微電網(wǎng)系統(tǒng)，也是我們國(guó)家目前最大的海島微電網(wǎng)。第三個(gè)是廣東萬(wàn)山群島的微電網(wǎng)，第四個(gè)是加拿大魁北克原住民區(qū)的微電網(wǎng)。最后是西藏阿里獅泉河微電網(wǎng)，包括南方電網(wǎng)5兆瓦的儲(chǔ)能電站，還有江蘇大豐的萬(wàn)噸海水淡化獨(dú)立微電網(wǎng)項(xiàng)目。咱們課題組做了很多事情，但是因?yàn)槲也皇沁@個(gè)行業(yè)的專(zhuān)家，所以很多事情沒(méi)有講的很清楚，如果有感興趣的前輩和同行，可以到我們學(xué)校去看一看，謝謝。

主持人：接下來(lái)有請(qǐng)廣東新會(huì)中集特種運(yùn)輸設(shè)備有限公司銷(xiāo)售總監(jiān)王寶臣先生，來(lái)跟大家一起討論《儲(chǔ)能集裝箱的合理設(shè)計(jì)與應(yīng)用》，大家歡迎。

王寶臣：各位大家好。我是一個(gè)行外人士，也希望借助中集的力量能夠?yàn)閮?chǔ)能這個(gè)新能源領(lǐng)域助一巴里。我來(lái)自新會(huì)中集，是中集集團(tuán)南方特種集裝箱制造基地，全稱廣東新會(huì)中集特種運(yùn)輸設(shè)備有限公司。今天給大家匯報(bào)的內(nèi)容包括下面五個(gè)方面：

第一、介紹新會(huì)中集；

第二、集裝箱箱體設(shè)計(jì)；

第三、包括防腐設(shè)計(jì)；

第四、溫控設(shè)計(jì)；

第五、集裝箱的裝卸與維護(hù)，分享我們的一些經(jīng)驗(yàn)。

新會(huì)中集成立于1996年，位于廣東省江門(mén)市，年產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)單位箱18萬(wàn)T，特種箱超過(guò)3萬(wàn)T。基于20多年的集裝箱經(jīng)驗(yàn)，我們也正在策劃轉(zhuǎn)型，這幾年我們連續(xù)開(kāi)發(fā)了污水處理集裝箱化，淡水養(yǎng)殖集裝箱化，以及海水淡化集裝箱化，光伏逆變器箱，海上風(fēng)電箱，還有儲(chǔ)能與數(shù)據(jù)中心方面也做了一些探索，目前在珠三角地區(qū)，在新能源包括特種設(shè)備集成領(lǐng)域里面也是佼佼者。

在集成領(lǐng)域里面針對(duì)儲(chǔ)能這塊我們聯(lián)合天津力神交付了一條在澳洲近海儲(chǔ)能的集裝箱系統(tǒng)，在這個(gè)領(lǐng)域里面我們也是挑戰(zhàn)的難度比較大的。除此之外包括集裝箱化系統(tǒng)，也是中國(guó)國(guó)內(nèi)第一家做全系統(tǒng)集裝箱化污水裝備，包括臭河道治理，生活污水處理集裝箱一體化的系統(tǒng)。

我們未來(lái)針對(duì)特種產(chǎn)品的戰(zhàn)略，包括以集裝箱概念集成城鎮(zhèn)各構(gòu)架體系必需元素，形成集裝箱模塊化能源與儲(chǔ)能、移動(dòng)充電、水凈化、污水處理、數(shù)據(jù)中心與通訊，體育場(chǎng)館等子系統(tǒng)，與中集模塊化建筑體系構(gòu)筑中集未來(lái)的模塊智慧城鎮(zhèn)系統(tǒng)。

此外我們基于中集集團(tuán)的金融優(yōu)勢(shì)，我們也原以為客戶提供中集租賃服務(wù)，包括直租、售后回租、杠桿租賃、委托貸款等等，如果各位企業(yè)有什么意向可以與我們交流。

我們經(jīng)常做的一種就是直接租賃，租賃公司、供應(yīng)商、承租企業(yè)三方的租賃模式。

第二種是售后回租，我們產(chǎn)品賣(mài)出去之后，與租賃公司形成按期支付，這樣一種處理模式。

下面是我分享的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。第一個(gè)我們想分一下常見(jiàn)的我們目前在做的常見(jiàn)的集裝箱儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第一類(lèi)大家可以看到，兩個(gè)間，一個(gè)是設(shè)備簡(jiǎn)，一個(gè)是做電池間，兩端開(kāi)門(mén)，這種結(jié)構(gòu)非常便于集裝箱內(nèi)單面拆卸與維護(hù)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。但是有一個(gè)小小的問(wèn)題，由于電池很重，偏心，所以在吊裝過(guò)程中要有一定合理的吊裝方法，否則的話容易對(duì)系統(tǒng)形成破壞。

第二個(gè)是比較理想的，但是按照兆瓦時(shí)的性價(jià)比來(lái)講可能也會(huì)偏高一點(diǎn)，端部開(kāi)門(mén)式，電池放在中間，在箱體內(nèi)部進(jìn)行這種雙面維護(hù)，這種是比較好的模式，但是成本偏高。

第三種模式從性價(jià)比來(lái)講是比較高的，大家可以看到這里面淺藍(lán)色的部分都是電池模組，這樣的話就要求集裝箱整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能方面要很強(qiáng)，本身電池重量就很重，所以它的維護(hù)模式是內(nèi)外兩個(gè)面都可以做維護(hù)，但是在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)有很多問(wèn)題，因?yàn)橹亓亢苤兀\(yùn)輸過(guò)程中可能要把一部分電芯或者PACK拆下來(lái)，到現(xiàn)場(chǎng)再安裝。

第四種，現(xiàn)在全釩液流電池用的比較合適一點(diǎn)，箱體兩個(gè)外側(cè)進(jìn)行維護(hù)，如果是液流電池的話，可能單獨(dú)運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)裝，不知道可不可行。

剩下的是承重設(shè)計(jì)，我們承重設(shè)計(jì)有一個(gè)流程，我們會(huì)按照客戶的需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后模擬分析，分析完之后對(duì)于弱項(xiàng)進(jìn)行加強(qiáng)，根據(jù)客戶需求做樣品，做完樣品以后做實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)之后這種重大變形確認(rèn)之后再進(jìn)行生產(chǎn)。目前我們?cè)O(shè)計(jì)的在靜態(tài)下的承重可以達(dá)到60噸。

下面是抗風(fēng)設(shè)計(jì)，最大的17級(jí)的風(fēng)速在56.1千米每秒，這個(gè)是非常大的風(fēng)速，現(xiàn)在按照我們的設(shè)計(jì)能力，我們可以做到，在地基做的相對(duì)合理的情況下，我們的抗風(fēng)等級(jí)可以達(dá)到80米/秒。

下面是針對(duì)集裝箱設(shè)計(jì)的物流標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計(jì)，在去年9月21號(hào)，中國(guó)出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，叫《超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定》，以后的超重超寬車(chē)輛都有嚴(yán)格的管理規(guī)定，一般集裝箱含貨物總重量不能超過(guò)30.5噸，車(chē)加箱的總重不能超過(guò)49噸。集裝箱的長(zhǎng)度不能超過(guò)13.5米，高度不能高于2.8米，寬度不能寬于2.55米，整車(chē)的長(zhǎng)度要小于18.1米。車(chē)貨離地高度小于4米。這個(gè)在經(jīng)過(guò)高速的時(shí)候大家要關(guān)注這些，否則的話有些地方會(huì)很麻煩。

在海運(yùn)方面，因?yàn)槲覀冏龊＿\(yùn)集裝箱做了幾十年，這塊跟大家分享一下集裝箱在海運(yùn)方面的要求。在總重量要求這塊，一般貨物總重含集裝箱一般是32.5噸，是國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，集裝箱的尺寸，列了很多數(shù)據(jù)，在物流集裝箱里面有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，一個(gè)是20英尺40英尺，45英尺以及53英尺，上面的數(shù)據(jù)是從20英尺到50英尺的尺寸的要求，最大的長(zhǎng)度可以做到16.154米，最寬的寬度可以做到2.6米寬，最高的高度可以做到3.06米，現(xiàn)在的物流只要你的寬度和長(zhǎng)度滿足這幾個(gè)尺寸，高度上有一些可調(diào)空間，最終取決于海運(yùn)到陸運(yùn)兩端的一些具體的路徑要求。

下面我給大家分享的是集裝箱的仿佛設(shè)計(jì)，這兩個(gè)集裝箱已經(jīng)爛的不成樣子了，正常的集裝箱的油漆是120個(gè)um左右。正常集裝箱都要2年、3年，最多超過(guò)5年，一定要維護(hù)一次，否則的話它的油漆就會(huì)破損。如果安全的話形成點(diǎn)蝕，慢慢的就會(huì)很厲害。尤其是腐蝕條件很惡劣的，高濕、高鹽分的話，集裝箱的維護(hù)還是很重要的。所以從這個(gè)角度我想重點(diǎn)給大家分享一下集裝箱的防腐設(shè)計(jì)這一塊，在ISO12944的明確規(guī)定，防腐等級(jí)分C1、C1、C3、C4、C5、C6六個(gè)等級(jí)的分類(lèi)。我們常規(guī)的一般做到C4級(jí)，它每平方米的腐蝕損失量是400克到650克。這個(gè)級(jí)別像海船、船廠，近海地區(qū)是達(dá)到這個(gè)腐蝕的級(jí)別。針對(duì)不高于這個(gè)級(jí)別的，我們做了一個(gè)設(shè)計(jì)總結(jié)，從起初我們要做好設(shè)計(jì)防腐，從幾個(gè)方面，第一個(gè)要從結(jié)構(gòu)方面做好設(shè)計(jì)防腐，我們認(rèn)為在方案上要增加防腐介質(zhì)抵達(dá)保護(hù)體的途徑，比如增加過(guò)渡區(qū)，防止直接腐蝕到電芯。第二個(gè)要設(shè)計(jì)腐蝕介質(zhì)的濾除系統(tǒng)，比如除鹽霧，凈化或者降低鹽霧含量。

第三個(gè)是材料的選擇，在材料選擇這塊有幾個(gè)方面，一方面就是本身鋼材的選擇，我們還是傾向于Corten的耐候鋼，因?yàn)楸绕胀ǖ奶间撍哪秃蛐阅芤嵘?到8倍，而且涂裝性能也很好。同時(shí)使用抗腐蝕的噴涂，以及防紫外線的油漆防護(hù)工藝。此外還要針對(duì)特定的環(huán)境，選擇耐腐蝕的一些材質(zhì)的零件，包括鎖桿、膠條、百葉窗等等。在工藝控制上有三個(gè)方面，一個(gè)是提高抗腐蝕的噴涂工藝，我們目前做的是三層的噴涂方案，360um的油漆，可以在15年質(zhì)保。同時(shí)在前期的預(yù)處理一定要按照國(guó)際油漆標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。另外在焊接的時(shí)候一定要嚴(yán)格注意，能夠采用自動(dòng)化的進(jìn)行自動(dòng)化焊接，因?yàn)槿斯ず附拥臅r(shí)候會(huì)產(chǎn)生很小的微孔，這個(gè)可能成為未來(lái)腐蝕的一個(gè)潛在危險(xiǎn)點(diǎn)。

最后建議大家定期維護(hù)，定期巡檢，按時(shí)維護(hù)。

針對(duì)集裝箱制造這個(gè)環(huán)節(jié)，大家可以看到大概分6個(gè)主要工藝流程，第一個(gè)是原材料的預(yù)處理，進(jìn)行零件制造，裝配，裝配完之后進(jìn)行二次打砂，對(duì)焊道進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行油漆的噴涂，然后進(jìn)行輔件的安裝，最后檢驗(yàn)。這里面有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，第一個(gè)一定要做到SA2.5的打砂標(biāo)準(zhǔn)，它可以把鋼材表面的油脂、污垢、氧化批等等清除掉。第二個(gè)在焊接之后，由于焊接的影響，焊道會(huì)有一些氧化和污染，在這個(gè)位置要進(jìn)行二次的處理，處理完之后才能進(jìn)行尤其噴涂，根據(jù)尤其的施工工藝嚴(yán)格按照溫控標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工工藝。大家可以看到左下角的第一張照片，因?yàn)橛推崾┕すに嚥缓细?，?dǎo)致的在溫度70度左右的情況下，集裝箱的頂板油漆全部成片脫落，這個(gè)是在集裝箱交付兩年的案例。

下面是關(guān)于溫控設(shè)備與材料方面，針對(duì)這個(gè)我們有一個(gè)建議，大家還是根據(jù)設(shè)備的發(fā)熱量，選擇設(shè)計(jì)理論，我們是按照熱仿真設(shè)計(jì)，選擇CFD穩(wěn)態(tài)方法，湍流模型進(jìn)行仿真模擬，根據(jù)空間設(shè)備的放熱量，去設(shè)計(jì)選擇冷卻系統(tǒng)，一般水冷系統(tǒng)用在數(shù)據(jù)中心，針對(duì)儲(chǔ)能最多也就選擇精密空調(diào)。一般選擇合適的保溫層，我們常規(guī)選擇的是巖棉或者聚氨酯夾芯板，主要是成本方面。內(nèi)部和外部都可以對(duì)巖棉進(jìn)行涂層處理，這樣的話可以取得更好的保溫效果。

在集裝箱的裝卸與維護(hù)方面，這是我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的一些案例，這種吊裝的模式非常容易導(dǎo)致集裝箱頂梁的位置，形成局部的過(guò)載，過(guò)載之后容易變形，尤其在裝滿貨物之后，所以我們一般建議集裝箱頂部的吊具垂直起吊，如果做不到的話，作用線不能與水平面的夾角不能小于46度，同時(shí)吊起的速度不能超過(guò)2倍的重力加速度，最好是利用集裝箱的吊具起吊，如果有雙面吊，正面吊，碼頭吊當(dāng)然是最好的操作。

下面是集裝箱的裝卸與維護(hù)，集裝箱裝滿貨物都有幾十噸，在滿足海運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，建議大家運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候最好放在甲板的下方，這樣比較牢固一些。同時(shí)在運(yùn)輸過(guò)程中，一定要做好相關(guān)的物流方面的準(zhǔn)備，因?yàn)榧b箱在運(yùn)輸過(guò)程中很難免有磕磕碰碰，在達(dá)到目的地的時(shí)候一定要對(duì)油漆防護(hù)進(jìn)行二次處理，避免有些地方油漆碰壞了之后，時(shí)間長(zhǎng)形成了點(diǎn)蝕，慢慢慢慢就會(huì)腐蝕掉。

在維護(hù)方面，針對(duì)集裝箱油漆，我們建議根據(jù)具體環(huán)境不一樣，一般箱外油漆是三個(gè)月或者一年維護(hù)一次，內(nèi)部是一年要維護(hù)一次，看看有沒(méi)有什么大的問(wèn)題。

在配件方面，主要看一些箱體設(shè)計(jì)的配件，密封膠條、百葉窗、防塵棉等等的配件維護(hù)。

以上是我的內(nèi)容，如果有什么問(wèn)題歡迎大家批評(píng)指正，謝謝。

主持人：接下來(lái)有請(qǐng)深圳普瑞賽思檢測(cè)技術(shù)有限公司首席技術(shù)官朱靜博士，跟大家分享《固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)國(guó)際認(rèn)證一站式解決方案》的內(nèi)容。

朱靜：大家下午好，我是來(lái)自深圳普瑞賽思檢測(cè)技術(shù)有限公司的朱靜，非常高興今天能有機(jī)會(huì)在這里和各位同仁共同探討《固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)認(rèn)證的一站式解決方案》，我昨天看到現(xiàn)場(chǎng)各位同仁里有一些同事可能是做業(yè)務(wù)，和市場(chǎng)開(kāi)拓的，所以我昨天晚上已經(jīng)把我的簡(jiǎn)報(bào)做了一些調(diào)整，原本是側(cè)重在電池安全的分析上，今天我更多的內(nèi)容是側(cè)重在儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體滿足世界各國(guó)認(rèn)證要求的解決方案上。

首先我來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下普瑞賽思，普瑞賽思成立于2013年4月份，我們?cè)?015年投入了八千萬(wàn)建立了一個(gè)動(dòng)力電池測(cè)試中心，目前這個(gè)動(dòng)力電池測(cè)試中心實(shí)際使用面積是一萬(wàn)五千平方米，主要做電芯、電池模組、電池系統(tǒng)以及BMS和充電機(jī)的檢測(cè)和評(píng)價(jià)的工作。

這個(gè)是我們實(shí)驗(yàn)室的一些服務(wù)內(nèi)容，在材料分析上我們不僅僅做電池的基本材料的分析，還利用這些分析的手段做一些電池失效的分析，包括它的安全失效和循環(huán)壽命使用壽命的失效。其次就是做電芯，模組級(jí)別的性能、可靠性和安全的測(cè)試。

另外一部分是做動(dòng)力電池系統(tǒng)級(jí)別的安全的評(píng)價(jià)和一些方針，例如大家現(xiàn)在比較關(guān)注的熱時(shí)空擴(kuò)展和熱時(shí)空蔓延的測(cè)試，以及BMS的評(píng)價(jià)和評(píng)測(cè)，包括BMS可靠性的檢測(cè)，在這部分充電樁和電池的火災(zāi)分析這是我們實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)重頭的部分，我們借助一些實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)擬合，搜集了電池在以及火災(zāi)蔓延的控制，建立了一些電池包括生產(chǎn)和倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的消防控制的理念。

另外一個(gè)我們實(shí)驗(yàn)室的一部分服務(wù)內(nèi)容就是在儲(chǔ)能電池盒儲(chǔ)能系統(tǒng)上，這部分主要是配合我們國(guó)內(nèi)的電池公司和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的制造商，幫助大家的產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)，主要應(yīng)用包括光儲(chǔ)充一體的儲(chǔ)能系統(tǒng)、軌道交通以及分布式的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

那么這個(gè)是我們實(shí)驗(yàn)室，在儲(chǔ)能方面經(jīng)常為大家提供的服務(wù)，就包括去歐洲我們的儲(chǔ)能電池要做的認(rèn)證，有一些標(biāo)準(zhǔn)都給大家列出來(lái)，還有去往北美的UL164和UL1973的認(rèn)證，另外一部分就是我們電池的運(yùn)輸安全的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，還有就是BMS的功能安全的評(píng)價(jià)，這是我們服務(wù)的內(nèi)容。下面我就開(kāi)始我今天報(bào)告的主要部分，今天的報(bào)告分為三個(gè)部分，第一部分跟大家簡(jiǎn)單的分享一下，固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)的情況，第二部分是固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，第三部分集中在儲(chǔ)能電池系統(tǒng)測(cè)試和測(cè)試的基本條件。

我們都知道在近幾年的固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)在智能電網(wǎng)、新能源發(fā)電，以及家用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)上，和微電網(wǎng)方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。儲(chǔ)能系統(tǒng)的迅速發(fā)展也推動(dòng)了我們儲(chǔ)能電池的市場(chǎng)活躍，我們來(lái)看一下，另外一個(gè)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，還有針對(duì)新能源車(chē)市場(chǎng)的迅速發(fā)展，來(lái)推動(dòng)光儲(chǔ)充一體的，為新能源車(chē)提供充電的裝置。

另外就是輕型軌道交通用的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

接下來(lái)的話題就是鋰離子電池的梯次利用，這個(gè)就是因?yàn)樾履茉窜?chē)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，也推動(dòng)了電池的梯次利用，現(xiàn)在比較多了解到的梯次利用是用在通訊基站的通訊系統(tǒng)上，鐵塔集團(tuán)有做動(dòng)力電池的梯次利用，但是目前來(lái)說(shuō)這個(gè)梯次利用還處于研發(fā)的階段，首先目前動(dòng)力電池的電池系統(tǒng)并不是完全的統(tǒng)一，而且現(xiàn)在的電池，大家在做設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮后續(xù)的電池模組的拆解以及電池在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中的一致性，和動(dòng)力電池退役以后殘值的評(píng)估還處于初級(jí)研發(fā)的階段，這也是我們做電池的技術(shù)人員需要共同和研究的一些課題。

來(lái)自美國(guó)電力科學(xué)院的一份報(bào)道，從2010年到2020年是我們儲(chǔ)能電池系統(tǒng)在研發(fā)和發(fā)展的階段，2020年以后會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)能市場(chǎng)的迅速爆發(fā)的時(shí)期。目前大部分的儲(chǔ)能市場(chǎng)還都依賴于世界各國(guó)，包括我們中國(guó)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng)上，政府給予了很多補(bǔ)貼，下面我們看到就是2016年到2020年，預(yù)計(jì)的全球的電網(wǎng)儲(chǔ)能市場(chǎng)，年增長(zhǎng)率平均大概是37%左右，預(yù)計(jì)到2022年儲(chǔ)能市場(chǎng)會(huì)達(dá)到68.1億美金，這一個(gè)非常龐大的市場(chǎng)。主要活躍的幾個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)也是目前大家客戶比較關(guān)注的。包括北美的市場(chǎng)，日本的市場(chǎng)，德國(guó)和澳洲的市場(chǎng)。其實(shí)大家目前來(lái)說(shuō)，我們的儲(chǔ)能產(chǎn)品走向各國(guó)的時(shí)候也重點(diǎn)關(guān)注各國(guó)的產(chǎn)業(yè)資金支持項(xiàng)目，比如說(shuō)美國(guó)紐約他有減負(fù)計(jì)劃，要求對(duì)每一項(xiàng)減負(fù)計(jì)劃要減少用量，對(duì)于儲(chǔ)能電池也給予一定的資金補(bǔ)貼。另外就是日本，面向日本市場(chǎng)大家比較關(guān)注的是，有些客戶也在問(wèn)我們你們是不是做JET的認(rèn)證啊，這些都是為了大家去申請(qǐng)日本市場(chǎng)的補(bǔ)貼，想拿到日本市場(chǎng)儲(chǔ)能的，基鋰離子電池的儲(chǔ)能市場(chǎng)的補(bǔ)貼。德國(guó)市場(chǎng)主要是德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)委員會(huì)對(duì)于光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，也就是光伏加儲(chǔ)能在一起的分布式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以得到接近30%的建筑投入的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。在澳洲市場(chǎng)也是近幾年非?；钴S的，主要推動(dòng)家用分布式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，澳洲政府也對(duì)家庭給予5年的政府的資金的支持。

接下來(lái)就是我們最大的市場(chǎng)，不管是電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)還是儲(chǔ)能市場(chǎng)，中國(guó)大陸都是最大的市場(chǎng)，在十三五的規(guī)劃當(dāng)中重點(diǎn)發(fā)展的也是可再生能源的發(fā)儲(chǔ)電系統(tǒng)。我們看到統(tǒng)計(jì)的數(shù)字，2016年年末，中國(guó)的光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量達(dá)到34.54GW其中地面電站是30.3GW分布式電廠4.24GW。重點(diǎn)發(fā)展的就是智能電網(wǎng)，可再生能源發(fā)電，以及大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，這都是十三五儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展的一些熱點(diǎn)話題和熱點(diǎn)的方向。

接下來(lái)來(lái)看一下固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)認(rèn)證的一些相關(guān)知識(shí)。目前化學(xué)儲(chǔ)能電源像鈉硫電池，鉛酸電池、鋰離子電池，一個(gè)釩流電池，這些都是非常常見(jiàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。昨天我又聽(tīng)到陳普教授在說(shuō)，目前的鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域里面是非常廣泛應(yīng)用的，但是陳普教授給了一個(gè)非常恰當(dāng)?shù)谋扔鳎f(shuō)一面是天使，一面是魔鬼，鋰離子電池具有它本身的優(yōu)勢(shì)，首先它的能量密度很高，循環(huán)壽命比較高，但是鋰離子電池有著它致命的缺陷，就是因?yàn)樗怯袡C(jī)電解液來(lái)填充的，因此電池存在著一定的安全性的隱患。這一點(diǎn)也是我們要重點(diǎn)關(guān)注的，不僅是在儲(chǔ)能電池上，還有新能源車(chē)方面，我們也聽(tīng)到了無(wú)數(shù)次的鋰離子電池出現(xiàn)起火核爆炸的情況。

現(xiàn)在談到鋰離子電池，幾乎所有人都不敢承運(yùn)鋰離子電池，這些也是因?yàn)殇囯x子電池本身的特性，導(dǎo)致它存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此我們?cè)谧鰞?chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池的時(shí)候，也要關(guān)注一些安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，讓您的產(chǎn)品去滿足世界各國(guó)的準(zhǔn)入門(mén)檻的要求。

下面我們來(lái)看一下，這個(gè)是我們儲(chǔ)能系統(tǒng)，基本包括幾個(gè)部分，最危險(xiǎn)的就是這個(gè)部分，一個(gè)是高壓系統(tǒng)部分，一個(gè)是電池模組真正的儲(chǔ)能裝置部分，還有一部分就是控制單元部分，還有電池的冷卻系統(tǒng)部分，一個(gè)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的外殼部分，這是我們基本的結(jié)構(gòu)圖。這個(gè)是我們比較常見(jiàn)的大型的集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括整個(gè)集裝箱的貨柜，或者寶貴的尺寸、結(jié)構(gòu)要求還有防腐、承重的要求，還有核心的部分，電池這塊，以及逆變器或者叫PCS部分，還有一些輔助的部件，包括配電柜，開(kāi)關(guān)柜，還有空調(diào)系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)。我們整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)你出口的時(shí)候，一定要讓整個(gè)系統(tǒng)去滿足世界各國(guó)的要求。首先我們要考慮包括哪幾部分，這是最基本的要求，你要考慮電氣安全的問(wèn)題，除了關(guān)注逆變器和能量變換器以外，就是電池盒電池充電器這部分的安全，還要考慮既然你有BMS，既然你有逆變器，你還要考慮它是不是功能安全，今天王教授也在上面說(shuō)這個(gè)小小的激光筆出現(xiàn)了錯(cuò)誤，只要是電子電器的產(chǎn)生，有電路的元器件就有一定的失效概率，所以大家也要考慮功能安全的作用。

另外一部分比較重要的是EMC我們做電池的很少關(guān)注EMC，因此通常我們?cè)诮o大家提供的服務(wù)也會(huì)建議說(shuō)先做一個(gè)EMC的測(cè)試，避免所有的測(cè)試都通過(guò)了，最后EMC沒(méi)過(guò)，再去整改，這種成本就會(huì)比較高了。

另外我們也關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中所有零部件的安全性，比如電池系統(tǒng)的性能、安全性，還有高壓線束滿足哪些要求，還有空調(diào)系統(tǒng)、變壓器、配電柜以及照明需要基本滿足哪些，讓您整體合規(guī)，最起碼滿足各國(guó)市場(chǎng)準(zhǔn)入的要求。

我們比較熱門(mén)的幾個(gè)市場(chǎng)，第一歐洲市場(chǎng)和北美市場(chǎng)，這也是比較嚴(yán)格要求的，今天跟大家分享一下，含有逆變器的系統(tǒng)要去歐洲市場(chǎng)要關(guān)注什么之您的核心部件，就是PCS部分，如果是接入電力，符合的就是62477—1的要求，它是儲(chǔ)能系統(tǒng)用的，以及設(shè)備安全的通用要求。如果我的逆變器需要有光伏接我們要關(guān)注的就是IEC的62109，同樣是逆變器，標(biāo)準(zhǔn)不太一樣。我們還要關(guān)注電池模組和電池系統(tǒng)，它是我們儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中的核心部件，要滿足電池系統(tǒng)的安全性，以及它的運(yùn)輸安全，無(wú)論你去往世界哪一個(gè)角落，你的電池是一定要運(yùn)輸?shù)?，這一定是大家一定要非常關(guān)注的，除非你說(shuō)我用卡車(chē)一直拖著它在路上跑，這個(gè)可能不太現(xiàn)實(shí)。

另外一方面是配電柜和開(kāi)關(guān)柜，如果我做的是家用分布式的比較簡(jiǎn)單，無(wú)非就是逆變器加上電池這部分就滿足要求了。如果我做的是一個(gè)大型的集裝箱式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，除了逆變器、PCS、電池之外還要考慮配電柜、開(kāi)關(guān)柜、空調(diào)相關(guān)的要求，首先配電柜要符合低壓開(kāi)關(guān)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，就是IEC的61439—1，這是歐洲要求的，還有開(kāi)關(guān)柜要符合62271—1的標(biāo)準(zhǔn)要求?？照{(diào)目前大家采用的都是家用空調(diào)比較多，所以說(shuō)在儲(chǔ)能系統(tǒng)上這個(gè)空調(diào)是要符合家用電器的相關(guān)要求，它沒(méi)有特殊的工業(yè)要求。

另外大家比較關(guān)注的是你的EMC這個(gè)EMC我們是在工業(yè)場(chǎng)景去應(yīng)用的，那就符合IEC61000—6—2和—6—4的組合。如果是家用的就符合61000—6—1和—6—3的組合。

如果您是去往歐洲的市場(chǎng)，電池主要是安全要符合IEC62619的相關(guān)要求。性能部分是符合62620的要求。另外一部分就是非常重要的，UN38.3，這個(gè)已經(jīng)發(fā)行到第六版，從2017年的1月1號(hào)開(kāi)始正式實(shí)施第六版的相關(guān)要求。除此以外我們電池的BMS還要符合功能安全的要求，如果去往歐洲有一個(gè)比較簡(jiǎn)化的，就是IEC61730這是最基本的要求，或者說(shuō)整個(gè)電池的BMS就符合IEC61508，這是比較復(fù)雜和完整的可靠性驗(yàn)證的一個(gè)功能性評(píng)估，這樣你的電池BMS也是滿足要求的了。

還有一個(gè)比較活躍的是北美的市場(chǎng)，北美的標(biāo)準(zhǔn)和歐洲是不太一樣的，如果是分布式應(yīng)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)要關(guān)注的是UL9540，它是儲(chǔ)能系統(tǒng)以及儲(chǔ)能設(shè)備用的安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。

另外還要關(guān)注UL1741或者CSA107.1，它主要是針對(duì)分布式電源逆變器、變流器、控制其標(biāo)準(zhǔn)要求。還要關(guān)注IEEE1547，主要是微網(wǎng)分布式的電源標(biāo)準(zhǔn)要求。這是對(duì)我們系統(tǒng)級(jí)別。我們的電池仍然是要符合BMS的相關(guān)要求。如果是針對(duì)大型的集裝箱式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，您全部的零部件，也就是PCS、空調(diào)滿足了相關(guān)的家用電器的要求之后，您看一下整個(gè)系統(tǒng)要進(jìn)行一個(gè)結(jié)構(gòu)的檢查，就是確認(rèn)整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)零部件安全的基礎(chǔ)之上，要確認(rèn)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是符合相關(guān)要求的。

去往北美的儲(chǔ)能電池，就要符合UL的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求了，對(duì)其中您所使用的電池電芯是要符合UL1642的要求，整個(gè)電池系統(tǒng)是要符合UL1973，除此以外還要對(duì)電池的BMS進(jìn)行功能安全評(píng)估，就是要符合UL1998的要求，，相對(duì)于EIC19730復(fù)雜了很多，或者是符合IEC61508的要求，評(píng)估了電池BMS的功能安全。

在2016年的時(shí)候比較熱門(mén)，很多人問(wèn)說(shuō)你們是不是做KIT的認(rèn)證，其實(shí)KIT不是一個(gè)認(rèn)證，它是根據(jù)你所做的標(biāo)準(zhǔn)以后，形成了一個(gè)自我的打分，要求打分在110分以上，這個(gè)產(chǎn)品表明是符合KIT的要求，把它拆解成更細(xì)節(jié)的部分，KIT是說(shuō)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了IEC62619的測(cè)試，UN38.3的測(cè)試，以及EN50272—2的要求，你就可以去對(duì)你整個(gè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)自我的打分。

接下來(lái)看一下對(duì)于儲(chǔ)能電池部分，在這些標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中我們重點(diǎn)應(yīng)該關(guān)注哪些的測(cè)試。這是我們儲(chǔ)能電池基本的結(jié)構(gòu)圖，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)通常是包括電芯，有很多電芯組成電池模組，然后再加上一些傳感器，加上電池的管理系統(tǒng)，以及整個(gè)電池的外殼，構(gòu)成一個(gè)電池系統(tǒng)。通常我們這個(gè)電池系統(tǒng)大家在做測(cè)試的時(shí)候，你說(shuō)我這個(gè)電池100多個(gè)千瓦時(shí)，我是拿它來(lái)做一個(gè)測(cè)試樣品，測(cè)試單元嗎？這樣沒(méi)有必要。通常情況下我們所有的測(cè)試是可以在子系統(tǒng)上完成，也就是說(shuō)你的BMS能夠管理到這個(gè)系統(tǒng)就OK，我們可以拿它來(lái)作為被測(cè)試的單元，來(lái)替代整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

這個(gè)是我們?cè)趦?chǔ)能電池上關(guān)注的基本的參數(shù)，首先關(guān)注電池的一致性，循環(huán)壽命，這些就是電芯的一致性，特別是動(dòng)態(tài)一致性決定了整個(gè)電池的壽命，還有BMS的管理精度，SOC的管理是不是真實(shí)有效的，即使我符合的標(biāo)準(zhǔn)要求，在全生命使用過(guò)程當(dāng)中的時(shí)候，我們SOC的管理如果進(jìn)行定期修整，這些都是影響電池安全性的很重要的因素，還有一些就是對(duì)于溫度的監(jiān)控，電池系統(tǒng)當(dāng)中的各個(gè)位置的溫度是不是夠均勻，這樣是影響電池的循環(huán)壽命，更重要的影響電池的整體安全性，還有BMS的過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫、過(guò)流、短路保護(hù)，常出現(xiàn)的保護(hù)或者異常的點(diǎn)。

接下來(lái)就是接地還有絕緣的性質(zhì)的要求。

電池管理系統(tǒng)通常是要保護(hù)電池處于相對(duì)柔和的狀態(tài)，也就是讓我們每個(gè)電芯處于一個(gè)合理的電壓、電流和溫度的范圍內(nèi)去進(jìn)行一個(gè)正常的工作，維持它相對(duì)柔和。因?yàn)樽罱K起火釋放能量的一定是電芯，但是我們要讓這個(gè)電芯處于一個(gè)不被觸發(fā)和不被引發(fā)的狀態(tài)，通常我們都要設(shè)計(jì)BMS要保護(hù)電池不被過(guò)充，不會(huì)出現(xiàn)高壓的失效，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)放，過(guò)熱，以及短路的狀況。因此我們所有的測(cè)試無(wú)非就是評(píng)價(jià)電池管理系統(tǒng)的保護(hù)功能。

上面是電芯的基本測(cè)試，電芯的基本測(cè)試無(wú)非就是我們常見(jiàn)的過(guò)充、過(guò)方、短路，以及電芯處于重沖擊或者跌落的情況下，大家說(shuō)我在關(guān)注這些測(cè)試的時(shí)候，我應(yīng)該怎么調(diào)整和整改？我們有SID，在單電芯的時(shí)候它處于短路保護(hù)，它可以很順利的動(dòng)作。當(dāng)我把這個(gè)保護(hù)的機(jī)制轉(zhuǎn)移到整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的時(shí)候，短路斷開(kāi)的那一瞬間的拉弧應(yīng)該如何有效的控制，它有可能就是引發(fā)這個(gè)電池整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)失控的一個(gè)很關(guān)鍵的因素，因?yàn)槲覀円矅L試過(guò)不同組織情況下去做電池模組和電池系統(tǒng)的短路測(cè)試。這些我們應(yīng)該如何的去設(shè)置有效的保護(hù)參數(shù)。

電芯一般情況下是不會(huì)處于過(guò)充的狀態(tài)，因?yàn)橐话愣际莾杉?jí)以上的保護(hù)裝置，電池芯本身可以不具備防過(guò)充的能力。

接下來(lái)我們看更重要的一部分，也是更復(fù)雜的一部分測(cè)試，大部分都是壓在整個(gè)系統(tǒng)上，因?yàn)椴还苣汶姵匦咀龀闪耸裁礃樱阕罱K是要保證整個(gè)電池系統(tǒng)的安全，我們電池系統(tǒng)通常關(guān)注的這項(xiàng)測(cè)試就是熱失控蔓延或者熱失控?cái)U(kuò)展測(cè)試，這是是在電動(dòng)汽車(chē)上非常多的要求的。現(xiàn)在這個(gè)測(cè)試方法是可以用電芯的強(qiáng)制內(nèi)部短路來(lái)替代，它實(shí)際上是在模擬的是你一顆電芯如果出現(xiàn)異常的情況，會(huì)不會(huì)把整個(gè)電池系統(tǒng)或者電池模組引燃。我們一般是采用慢速針刺的方式，或者用過(guò)充的方式，把其中一顆電芯引燃，看整個(gè)失控蔓延的速度。大家更希望我這個(gè)電池不出現(xiàn)這種蔓延的情況是最好的。假如說(shuō)我的電池出現(xiàn)過(guò)充過(guò)流，短路這種情況都是可以通過(guò)外部BMS的保護(hù)去終止它的，但是如果電池從內(nèi)部出現(xiàn)短路，你是沒(méi)有辦法從外部去停掉它的。

還有一部分是對(duì)BMS的保護(hù)功能的考核，對(duì)過(guò)壓的考核，過(guò)流保護(hù)的考核和過(guò)熱的考核，這些大家說(shuō)，舉個(gè)例子過(guò)熱保護(hù)的測(cè)試，我是不是可以把我的單元房到溫箱里面去，看一下這個(gè)電池動(dòng)作不動(dòng)作，就證明這個(gè)電池是安全的嗎？這樣做是不可以的，一定要把電池系統(tǒng)放入到溫箱當(dāng)中去。舉個(gè)例子，我宣稱我的電池使用溫度是60度，我把我的電池樣品放在60度的溫箱當(dāng)中，可是當(dāng)我在大電流充放電的時(shí)候，這個(gè)電池還是有一個(gè)溫升的，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池系統(tǒng)的溫度會(huì)升高，這種情況下看我們BMS是不是會(huì)切斷電池的充電，包括電池處于一個(gè)安全的狀態(tài)。

另外我們這個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)還要關(guān)注不均衡的充電，當(dāng)然大家電池一致性的時(shí)候這是一個(gè)最好的狀態(tài)，最可怕的就是有的已經(jīng)充滿電了，有的電池還處于非常低荷的狀態(tài)下，我曾經(jīng)有做過(guò)電池的模組，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的壽命循環(huán)，最終這個(gè)電池再循環(huán)到300多次的時(shí)候出現(xiàn)起火的情況。當(dāng)我們?nèi)プ坊卦紨?shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)，有部分的電池芯處于長(zhǎng)期被輕幅度過(guò)充的狀態(tài)，導(dǎo)致了整個(gè)電池組的時(shí)空。還有像我們過(guò)壓的保護(hù)，不僅僅是保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的總電壓不被過(guò)充，還要保證其中每一顆的電芯或者每一個(gè)模組都處于一個(gè)正常的狀態(tài)。一組是測(cè)試總電壓不被過(guò)充，另外一個(gè)是測(cè)試兩端的電壓不被過(guò)充。

特別是一些靠海邊應(yīng)用的，大家更多的去關(guān)注鹽霧的測(cè)試，包括集裝箱是不是符合防腐，特別是我們的一些接插件，如果接插件的配合都不好，很容易導(dǎo)致鹽霧出現(xiàn)失敗，因?yàn)辂}的結(jié)晶會(huì)引發(fā)傳感器的短路，這是我們常出現(xiàn)的失敗的情況。

非常感謝各位的聆聽(tīng)，謝謝。

主持人：接下來(lái)有請(qǐng)國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師李娜，她的演講題目是《大容量電力儲(chǔ)能狀態(tài)評(píng)估及涉網(wǎng)性能檢測(cè)技術(shù)》。

李娜：大家下午好。我們這個(gè)單位原來(lái)是叫華北電力科學(xué)研究院，今天很高興能有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，讓大家認(rèn)識(shí)我們。

我的匯報(bào)分為四個(gè)部分，第一是國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)示范電站工程概況的介紹，因?yàn)槲覀冞@個(gè)冀北電力公司所處的三北地區(qū)，主要是風(fēng)電比較多，另外還建有國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)示范電站這個(gè)工程，我們這個(gè)儲(chǔ)能專(zhuān)業(yè)也是隨著這個(gè)工程的建設(shè)，逐步培育起來(lái)的。

接下來(lái)是我們這些年來(lái)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估技術(shù)研究成果，還有涉網(wǎng)性能檢測(cè)技術(shù)研究成果，最后給大家介紹冀北電科院新能源所的相關(guān)業(yè)務(wù)。首先給大家介紹一下風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的工程概況，它的地理位置是坐落于張家口市張北縣境內(nèi)，一期建設(shè)風(fēng)電100兆瓦，光伏40兆瓦，儲(chǔ)能20兆瓦，并配套建設(shè)一座220千伏的智能變電站，二期建設(shè)風(fēng)電400兆瓦，光伏60兆瓦，儲(chǔ)能50兆瓦，這個(gè)是在規(guī)劃當(dāng)中。風(fēng)光儲(chǔ)新能源工程建成投運(yùn)以來(lái)，在破解大規(guī)模新能源消納難題方面，以及大容量?jī)?chǔ)能在新能源電站的應(yīng)用技術(shù)方面，起到了引領(lǐng)示范的作用。

下面給大家重點(diǎn)介紹一下風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的儲(chǔ)備系統(tǒng)，目前這個(gè)工程已經(jīng)開(kāi)展了6類(lèi)電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的運(yùn)行研究以及實(shí)證評(píng)價(jià)，其中包括鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是14兆瓦，63兆瓦時(shí)，這個(gè)是涵蓋了4個(gè)鋰電池廠家。液流電池是2兆瓦、8兆瓦時(shí)，鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是2兆瓦時(shí)、2兆瓦時(shí)，這個(gè)也是涵蓋了兩個(gè)廠家。超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)是1兆瓦，鈦酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是1兆瓦，0.5兆瓦時(shí)。

我們作為一個(gè)省級(jí)電科院，我們對(duì)對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)進(jìn)行了定期的測(cè)試，這是列出的是我們對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)示范電站儲(chǔ)能系統(tǒng)某次測(cè)試的結(jié)果，它實(shí)現(xiàn)了30多萬(wàn)節(jié)電池的集成應(yīng)用，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了92%，響應(yīng)速度小于900毫秒，整體出力偏差小于1.5%，而且它設(shè)計(jì)的組態(tài)方式就是風(fēng)、光、儲(chǔ)的出力疊加的方式達(dá)到了7種，發(fā)揮了儲(chǔ)能系統(tǒng)損失充放電的特性，可以迅速的調(diào)節(jié)風(fēng)光的出力波動(dòng)，輸出功率波動(dòng)小于5%/10分鐘，發(fā)電計(jì)劃的跟蹤偏差小于3%，基本達(dá)到了常規(guī)電源的水平，我們也在這邊列舉了一些國(guó)外的先進(jìn)水平，相比之下風(fēng)光儲(chǔ)示范電站儲(chǔ)能性能還是比較優(yōu)秀的。

針對(duì)狀態(tài)評(píng)估的指標(biāo)我們也做了一些評(píng)價(jià)，這是風(fēng)光儲(chǔ)的風(fēng)電分系統(tǒng)，光伏分系統(tǒng)和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的一些狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，從儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)看，可用容量達(dá)到91.5%，組間一致性偏差小于8%，也是處于領(lǐng)先的水平。

隨著梯次利用電池的發(fā)展，目前國(guó)網(wǎng)公司從2011年開(kāi)始，就開(kāi)始布局梯次利用電池相關(guān)的研究，這邊的表格里面列的是從2013年到2015年3個(gè)百千瓦級(jí)梯次利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)小的示范系統(tǒng)。隨著2016年國(guó)網(wǎng)公司有一個(gè)青島薛家島充換電站，它今年達(dá)到退役條件的電池有18兆瓦時(shí)，因此在這樣一個(gè)契機(jī)下，國(guó)網(wǎng)公司確定將薛家島退役的這批電池，應(yīng)用于風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的二期建設(shè)，但是它是分批次建設(shè)，這一批次預(yù)計(jì)建設(shè)9兆瓦時(shí)。

我們作為技術(shù)服務(wù)單位，為了先期探索梯次利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的工程化技術(shù)路線，也是在今年建設(shè)了1.2兆瓦時(shí)的梯次利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，作為一個(gè)先期探索的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，已經(jīng)在風(fēng)光儲(chǔ)示范電站投運(yùn)，這是現(xiàn)場(chǎng)的照片，我們對(duì)它進(jìn)行了一些跟蹤測(cè)試，表明它的性能是可以適用于電力儲(chǔ)能應(yīng)用的。

以上是風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的工程概況。

下面給大家分享一下儲(chǔ)能系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估技術(shù)的研究成果。這是一個(gè)狀態(tài)評(píng)估的方法框架，首先我們考慮的是對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，從可靠性和發(fā)電性能的雙重緯度指標(biāo)下，去評(píng)價(jià)它的整體性能，如果整體性能出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，再采用逐層評(píng)級(jí)的方法，去評(píng)估各個(gè)電池簇的狀態(tài)評(píng)估。評(píng)估指標(biāo)我們依據(jù)電池的類(lèi)型不同，給它設(shè)計(jì)了不同的指標(biāo)，這里列舉的是鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的一些評(píng)估指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，我們也研發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。

在風(fēng)光儲(chǔ)示范電站我們建立了基于可靠性核發(fā)電性能雙重指標(biāo)緯度的設(shè)備狀態(tài)評(píng)估體系，在儲(chǔ)能系統(tǒng)方面，使用可電量指標(biāo)表征發(fā)電能力，使用設(shè)備故障頻次指標(biāo)表征可靠性。當(dāng)這兩個(gè)指標(biāo)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，我們會(huì)接著往下面去評(píng)估。

針對(duì)不同的電池類(lèi)型，我們?cè)O(shè)計(jì)出了不同的狀態(tài)評(píng)估體系，研制了移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)檢測(cè)和缺陷診斷系統(tǒng)，使用我們這一整套的方法，可以使儲(chǔ)能單元的可用容量大幅提高，最主要的是它可以大大的節(jié)省維護(hù)的時(shí)間和人力成本。

這個(gè)圖是我們?cè)O(shè)備的照片，我們研發(fā)的這個(gè)設(shè)備特別的適合風(fēng)光儲(chǔ)示范電站多類(lèi)型、多廠家的應(yīng)用場(chǎng)合，兼容多種通訊協(xié)議，并且能夠自定義充放電的流程，結(jié)果也可以溯源，是很適合在電站里進(jìn)行性能評(píng)估和檢測(cè)的，這個(gè)是我們?cè)缙谘兄频脑O(shè)備，目前我們已經(jīng)針對(duì)梯次利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了第二代的現(xiàn)場(chǎng)診斷裝置。

這是我們?cè)陲L(fēng)光儲(chǔ)示范電站的狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用案例，對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)電站C001單元的某一臺(tái)變流器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試之后，發(fā)現(xiàn)它可用容量為標(biāo)稱容量的65%，從狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)上來(lái)看，電壓一致性比較差。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的需求，我們也不是單純的去給它做充放查找它的異常單體，而是為了節(jié)省時(shí)間設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)工況，能夠在短時(shí)間內(nèi)獲取電池的剩余容量、能量，一致性參數(shù)、功率性能、還有內(nèi)阻性能等等，所有這些狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)和維護(hù)用的參數(shù)。通過(guò)我們對(duì)一組實(shí)驗(yàn)之后，就可以定位系統(tǒng)里面所有的異常單體，讓維護(hù)人員對(duì)異常單體進(jìn)行補(bǔ)件或者更換備品之后，可用容量提升至標(biāo)稱容量的92%，而且電壓一致性明顯好轉(zhuǎn)。

上面是我們針對(duì)常規(guī)鋰電池的評(píng)估，針對(duì)梯次利用電池，我們是基于我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里面對(duì)梯次利用電池長(zhǎng)期的研究，去讓它循環(huán)，去看它每一個(gè)狀態(tài)評(píng)估參數(shù)的變化程度。去挑選了我們這一批次的梯次利用電池狀態(tài)評(píng)估的敏感參數(shù)，設(shè)計(jì)到我們現(xiàn)場(chǎng)診斷裝置里面，并且針對(duì)梯次利用電池儲(chǔ)能電站要進(jìn)行電池之間橫向?qū)Ρ鹊男枨螅约斑@次實(shí)驗(yàn)和上次實(shí)驗(yàn)歷史值縱向?qū)Ρ鹊男枨?，我們把這個(gè)設(shè)備里面新增了數(shù)據(jù)分析的功能，可以指導(dǎo)梯次利用電站的維護(hù)和檢修。

我們這套狀態(tài)評(píng)估體系，不僅包含儲(chǔ)能系統(tǒng)，而且風(fēng)電廠、光伏電站的狀態(tài)評(píng)估和發(fā)電性能的提升以及缺陷的診斷，都有一個(gè)很好的應(yīng)用，從2012年開(kāi)始研究，2013年已經(jīng)把軟件輔助決策系統(tǒng)部署在風(fēng)光儲(chǔ)示范電站，到目前為止這里列舉了一些我們完成的業(yè)績(jī)，也是大大提升了風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的發(fā)電性能。

下面說(shuō)一下我們主要的業(yè)務(wù)方向，涉網(wǎng)性能的檢測(cè)。作為電科院我們常規(guī)開(kāi)展的儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)是整體性能的實(shí)驗(yàn)，包括儲(chǔ)能電站及的效率或者是處理性能，以及出力相關(guān)的相關(guān)測(cè)試，另外是并網(wǎng)性能測(cè)試，包括功率類(lèi)的，保護(hù)能力，電能質(zhì)量，連續(xù)運(yùn)行能力等等，另外是業(yè)主比較關(guān)心的電池系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)，包括充放電能量，能量效率，還有一致性，SOC估算準(zhǔn)確度等等這些性能。

目前我們所已經(jīng)取得認(rèn)證的參數(shù)，在并網(wǎng)檢測(cè)方面，時(shí)間類(lèi)的有充放電響應(yīng)時(shí)間，充放電調(diào)節(jié)時(shí)間，充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間，功率類(lèi)的有功的控制，無(wú)功的控制，有功無(wú)功組合、過(guò)載等等這些功率類(lèi)的測(cè)試，還有效率實(shí)驗(yàn)，電能質(zhì)量，充放電能量的測(cè)試，還有能量效率這八項(xiàng)參數(shù)現(xiàn)在已經(jīng)獲得了認(rèn)可。

這里列舉的是我們一些檢測(cè)的業(yè)績(jī)，從2014年開(kāi)始，我們對(duì)國(guó)內(nèi)的大約20家的先進(jìn)儲(chǔ)能示范系統(tǒng)做了獨(dú)立的第三方性能驗(yàn)收和評(píng)價(jià)，給他們出具了比較權(quán)威的報(bào)告。另外我們也長(zhǎng)期跟蹤了風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的9臺(tái)磷酸鐵鋰電池、2臺(tái)新型鉛酸電池，1臺(tái)鈦酸鋰電池、4臺(tái)液流電池的電池系統(tǒng)性能驗(yàn)收及儲(chǔ)能單元并網(wǎng)驗(yàn)收，這些都是我們的檢測(cè)業(yè)績(jī)。

除了涉網(wǎng)性能以外，我們還擁有風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，與儲(chǔ)能相關(guān)的是包括檢測(cè)平臺(tái)，常規(guī)的電池實(shí)驗(yàn)我們都可以做。電池級(jí)、模組級(jí)還有循環(huán)性能測(cè)試等等都是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的。另外比較有特色的是，我們擁有基于RTLAB的儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)半實(shí)物仿真平臺(tái)，深入開(kāi)展電力儲(chǔ)能在新能源電站、高壓輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)等不同應(yīng)用場(chǎng)景下的容量配置及運(yùn)行控制技術(shù)。

這個(gè)是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里面，近期做的一個(gè)薛家島充換電站電池模組的實(shí)驗(yàn)，右邊這個(gè)圖是我們把里面比較優(yōu)秀的單體和比較差的單體拿出來(lái)，比較它各個(gè)性能是如何變化的。

下面給大家介紹一下我們冀北電科院新能源所的業(yè)務(wù)。從專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)研究方向來(lái)說(shuō)，我們是分為三個(gè)組，一個(gè)是并網(wǎng)組，風(fēng)電組還有儲(chǔ)能及太陽(yáng)能發(fā)電組。并網(wǎng)組也是電科院的主要業(yè)務(wù)，它主要研究的問(wèn)題就是電力電子化，電力系統(tǒng)新型穩(wěn)定問(wèn)題分析語(yǔ)控制，大規(guī)模新能源運(yùn)行特性評(píng)價(jià)、大規(guī)模新能源集群控制及調(diào)度，新能源接入柔性直流電網(wǎng)適應(yīng)性、大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納機(jī)市場(chǎng)政策等方面的研究。

風(fēng)電組主要開(kāi)展的是場(chǎng)站機(jī)組的并網(wǎng)控制及檢測(cè)，還有維護(hù)、精益化運(yùn)行維護(hù)等業(yè)務(wù)。儲(chǔ)能和太陽(yáng)能組也是光伏并網(wǎng)控制技術(shù)及檢測(cè)，還有光伏電站的故障診斷，還有并網(wǎng)驗(yàn)收這些都可以做。儲(chǔ)能系統(tǒng)剛才給大家介紹了，我們的主要業(yè)務(wù)也就是去做它的運(yùn)行控制，故障診斷，運(yùn)維這方面的業(yè)務(wù)。

從能力及業(yè)務(wù)方面，我們?cè)陔娋W(wǎng)側(cè)主要是有五大專(zhuān)業(yè)能力：第一、大規(guī)模新能源集群鼓掌機(jī)理分析及仿真驗(yàn)證；第二、新能源運(yùn)行特性分析語(yǔ)并網(wǎng)性能評(píng)價(jià)；第三、新能源發(fā)電實(shí)測(cè)建模與半實(shí)物仿真；第四、大規(guī)模新能源集群優(yōu)化調(diào)度控制；第五、新能源消納能力預(yù)測(cè)。

在發(fā)電側(cè)我們具備：第一、新能源設(shè)備/場(chǎng)站并網(wǎng)性能測(cè)試及性能提升；第二、新能源設(shè)備和電站性能測(cè)試、評(píng)估與性能提升；第三、第三方評(píng)估的能力；第四、電力儲(chǔ)能應(yīng)用資訊及第三方檢測(cè)；第五、風(fēng)光資源預(yù)測(cè)與評(píng)估服務(wù)；第六、提供新能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析咨詢。

我們與風(fēng)光儲(chǔ)示范電站之間我們?yōu)樗麄兲峁┤轿坏募夹g(shù)服務(wù)，生產(chǎn)方面我們?nèi)粘５尿?yàn)收實(shí)驗(yàn)、抽檢實(shí)驗(yàn)，還有性能優(yōu)化，這些都是我們?nèi)粘５纳a(chǎn)工作。

科技方面我們每年都會(huì)聯(lián)合申報(bào)一些大型的科技項(xiàng)目，去解決風(fēng)光儲(chǔ)示范電站生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。

目前我們正在開(kāi)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)，在這里列了七條，和我們儲(chǔ)能相關(guān)的主要是虛擬同步機(jī)技術(shù)研究與示范工程的支撐，也是和風(fēng)光儲(chǔ)示范電站的虛擬同步機(jī)工程相互支撐的研究方向。第三個(gè)是大規(guī)模動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)深化研究及運(yùn)行示范，這個(gè)也是為風(fēng)光儲(chǔ)示范電站正在建設(shè)的9兆瓦時(shí)梯次利用電站做配套的研究。第三就是大型風(fēng)電廠智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究及示范，這個(gè)也是我們開(kāi)展的重點(diǎn)方向。

以上是我們冀北電科院的介紹，以及我們的分享，非常感謝大家，如果有任何需要交流的，歡迎與我們聯(lián)系，謝謝。

主持人：下面有請(qǐng)來(lái)自杭州高特新能源科技有限公司副總經(jīng)理謝建江，題目是《基于電池全生命周期應(yīng)用的電池管理系統(tǒng)》，大家歡迎。

謝建江：謝謝大家。匯報(bào)的內(nèi)容大概包括四個(gè)部分：第一、全生命周期的應(yīng)用；第二、電池標(biāo)準(zhǔn)模組的分布式BMS的設(shè)計(jì)事項(xiàng)；第三、滿足全壽命周期應(yīng)用的主動(dòng)均衡技術(shù)；第四、在梯次利用及分布式BMS案例的分享。

這個(gè)圖是一個(gè)比較理想的動(dòng)力電池的全生命周期應(yīng)用的效果圖，我們希望從動(dòng)力電池到后備退役的電池到商業(yè)儲(chǔ)能，到高電壓、大電流的商業(yè)儲(chǔ)能到后備電源，甚至低電壓的商業(yè)儲(chǔ)能，最后到電池的回收，完成整個(gè)電池的生命周期。但是我們現(xiàn)在知道實(shí)際的情況并不理想。這個(gè)數(shù)據(jù)可能這兩天我們各個(gè)論壇都看到了這個(gè)數(shù)據(jù)。到2020年我們國(guó)家退役的電池達(dá)到十幾個(gè)GW，到2025年退役電池的總量達(dá)到100GW，這是一個(gè)非常龐大的數(shù)字。

面對(duì)這樣龐大的數(shù)字我們?cè)趺崔k？我們的地球只有一個(gè)，我們要合理利用我們的資源，所以現(xiàn)在大家都在提梯次利用。梯次利用我們這兩天的會(huì)上也交流了很多，到目前為止針對(duì)梯次利用的儲(chǔ)能技術(shù)或者梯次利用的相關(guān)政策，更加少，出臺(tái)的一些相關(guān)的政策，其實(shí)都是規(guī)范了一些梯次利用的標(biāo)準(zhǔn)，以及作為車(chē)廠，動(dòng)力電池廠回收電池的主要責(zé)任落實(shí)，沒(méi)有具體的其他的一些政策。

包括剛才我們冀北院的也講了，目前梯次利用的技術(shù)仍然處于技術(shù)驗(yàn)證和項(xiàng)目示范的階段。這個(gè)是我們公司實(shí)際做的一個(gè)基于磷酸鐵鋰電池的生命曲線，通過(guò)這個(gè)圖我們可以看到，整個(gè)磷酸鐵鋰電池的生命曲線相對(duì)線性還是非常好的。我們看到第一條紅線就是70%，這個(gè)時(shí)候電池從車(chē)上退下來(lái)，我們繼續(xù)做測(cè)試，當(dāng)它容量達(dá)到30%的時(shí)候，它70%到30%之間這個(gè)衰減的曲線還是非常線性的。所以這個(gè)圖我們可以非常有信心的證明這一點(diǎn)，動(dòng)力電池的退役電池，用在儲(chǔ)能上是非常有效跟可靠的。

這個(gè)電池也是一個(gè)三元鋰電池，因?yàn)樗那€跳水特性，所以在后期的梯次利用上面有很?chē)?yán)重的波動(dòng)性。

我們現(xiàn)在對(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用 ，我們需要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)過(guò)程，第一我們需要將退役電池，或者將退役電池的PACK包從車(chē)上拆下來(lái)，第二我們要把PACK包拆解到單體，第三我們需要對(duì)單體進(jìn)行篩選，或者對(duì)單體進(jìn)行容量測(cè)試，第四我們要根據(jù)重新測(cè)試的電池?cái)?shù)據(jù)重新重組，或者重新組成PACK，再到后面的梯次利用，從這四個(gè)過(guò)程來(lái)看，整個(gè)梯次利用的成本是非常高的?？赡茉谧囊灿须姵貜S的代表，大家現(xiàn)在也在討論這個(gè)問(wèn)題

所以整個(gè)梯次利用的難點(diǎn)也呈現(xiàn)在我們面前，如何將動(dòng)力電池整個(gè)PACK的拆解、重組包括性能的評(píng)估變的簡(jiǎn)單可靠，如何讓整個(gè)儲(chǔ)能動(dòng)力電池的梯次利用的商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈能夠打通，所以我們需要在這些方面，尤其對(duì)電池的性能，以及對(duì)電池的PACK的重組、評(píng)估方面做大量的工作。

經(jīng)過(guò)這幾年高特在動(dòng)力電池的大量研究基礎(chǔ)之上，我們提出來(lái)從BAM式的技術(shù)入手，去解決動(dòng)力電池梯次利用的技術(shù)難題。第一部分我們通過(guò)模組級(jí)的電池管理系統(tǒng)，組成模組級(jí)的電池模組，然后有多個(gè)模組再組成一個(gè)電池PACK。第二部分，我們?cè)趧?dòng)力電池初期利用的時(shí)候，預(yù)留主動(dòng)均衡的接口，包括我們對(duì)已經(jīng)退役的電池增加主動(dòng)均衡的模塊。

第三個(gè)，因?yàn)槲覀円呀?jīng)在模組中集成了電池管理系統(tǒng)，這個(gè)電池管理系統(tǒng)我等下也會(huì)講，我們是一個(gè)分布式的電池管理系統(tǒng)，就是在二次拆解的時(shí)候，它只要拆解到整個(gè)模組，不需要拆解到每一個(gè)單體，這樣我們?cè)谶M(jìn)行動(dòng)力電池梯次利用的過(guò)程當(dāng)中，可以大量的減少我們拆解的成本，從而延續(xù)動(dòng)力電池BMS的一些數(shù)據(jù)。

我們可以看這個(gè)圖，現(xiàn)在我們BMS的整個(gè)架構(gòu)，最下面是整個(gè)電池組，組成了一個(gè)PACK包，這個(gè)PACK包內(nèi)我們有若干個(gè)從控模塊，如果按照主從式的架構(gòu)，這個(gè)從控模塊我們要通過(guò)電池接入引線，引線到從控模塊上面，若干個(gè)從控模塊再向上一級(jí)的主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，所以在實(shí)際的PACK的成組過(guò)程當(dāng)中，BMS的安裝包括BMS的線束安裝，其實(shí)占用了整個(gè)PACK工藝很大一部分的工序。

我們公司提出的BMS架構(gòu)，就是我們把電池的PACK分成若干個(gè)模組，這里我們把它分成了比如說(shuō)四個(gè)單體或者六個(gè)單體或者八個(gè)單體作為一個(gè)單組，我們?cè)诿總€(gè)模組里面集成了我們的分布式電池管理模塊，這樣做的好處是什么呢？地我們將從控模塊集成在我們電池模組以內(nèi)，采集線束固化在模組結(jié)構(gòu)中，省去了采集線束。讓從控模塊成為電池模組的一個(gè)構(gòu)件，在PACK的成組過(guò)程當(dāng)中，整個(gè)線束一次完成，不需要再進(jìn)行二次線束的連接。

第三個(gè)，我們把這個(gè)模組做成了一個(gè)單體的模塊化的BMS，我們?cè)诿總€(gè)模組里面，因?yàn)槲覀冇羞@個(gè)BMS，所以我們的BMS又跟一般的模塊化的BMS沒(méi)有CPU的有本質(zhì)的區(qū)別，我這個(gè)模塊的分布式的BMS有CPU我們記錄了整個(gè)動(dòng)力電池在整個(gè)過(guò)程中的充放電次數(shù)，SOC衰減的數(shù)據(jù)，所以我們?cè)谶M(jìn)行梯次利用的時(shí)候，我們可以一次性將電池模組進(jìn)行組合，我只要讀取一下各個(gè)模組實(shí)際的SOC的數(shù)值，按照不同的數(shù)值進(jìn)行分類(lèi)，很快的就可以進(jìn)行二次的梯次利用。

這個(gè)圖比較形象的表示了原先上面一排，是接了一個(gè)電池管理系統(tǒng)，這個(gè)電池管理系統(tǒng)可能需要很多的線束，接到一個(gè)主控模塊，現(xiàn)在我們把上面一層接到一個(gè)主控模塊上的BMS打散成了4個(gè)分布式電池管理模塊，這4個(gè)分布式管理模塊，我們通過(guò)工藝的形式，直接安裝在整個(gè)電池模組之內(nèi)，當(dāng)我二次利用的時(shí)候，或者我動(dòng)力電池退役的時(shí)候，我直接讀取一下各個(gè)模組的SOC的情況，直接根據(jù)SOC的數(shù)值進(jìn)行二次利用。這樣的話就避免了頻繁的拆解，以及頻繁的進(jìn)行容量診定的工作。

這個(gè)是分布式電池管理系統(tǒng)的主控模塊，這個(gè)是電流傳感器模塊，我們整個(gè)分布式電池管理系統(tǒng)，有分布式電池管理模塊，加主控模塊，加雙向主動(dòng)均衡模塊構(gòu)成，這里我們?cè)俳榻B一下主動(dòng)均衡的技術(shù)，最左邊我們可以知道這是一個(gè)新的單體電池，它做循環(huán)測(cè)試它可以做到非常理想的數(shù)據(jù)，但是當(dāng)它成組以后它的循環(huán)壽命，包括它的放電深度已經(jīng)大打折扣，當(dāng)它運(yùn)行一段時(shí)間以后，我們已經(jīng)看到了它的一個(gè)衰減速度在加速，當(dāng)它加速以后，動(dòng)力電池的SOC可能已經(jīng)低于80%，這個(gè)時(shí)候必須退役。所以我們認(rèn)為電池離散性是電池組性能衰減的主要原因，改變衰減的最有效的辦法就是主動(dòng)均衡。

這個(gè)圖看到，這是沒(méi)有進(jìn)行主動(dòng)均衡的一個(gè)實(shí)際充放電的曲線，尤其在放電的后期，電池單體之間的離散性還是比較大的。

這是現(xiàn)在的一些主流的主動(dòng)均衡技術(shù)的介紹，我們高特的主動(dòng)均衡的技術(shù)，采用的是雙向的無(wú)損的主動(dòng)均衡，簡(jiǎn)單的說(shuō)我們可以實(shí)現(xiàn)電池模塊之內(nèi)，或者整個(gè)電池簇之間的任意單體間的能量轉(zhuǎn)移，我可以把能量高的單體轉(zhuǎn)移到能量低的單體當(dāng)中，因?yàn)檫@個(gè)均衡技術(shù)也省去了供電電源跟均衡母線合二為一，我們沒(méi)有額外的增加均衡的線束，所以在我們安裝跟后期維護(hù)過(guò)程當(dāng)中，也變的非常方便。我們雙向均衡的效果一般是單向均衡的兩倍。

這是一個(gè)主動(dòng)均衡的實(shí)際效果，上面這個(gè)圖是沒(méi)有主動(dòng)均衡的，它的這個(gè)放電的時(shí)間以及放電的容量，我們可以看到，充電容量跟放電容量大概在60到65Ah之間，進(jìn)行主動(dòng)均衡以后我們可以看到經(jīng)過(guò)31次主動(dòng)均衡，它的充電容量恢復(fù)到99.6Ah，放電容量恢復(fù)到101Ah，容量的恢復(fù)接近于50%，這是非常有效的。而且這里只做了30個(gè)循環(huán)，如果電池上一直在跑，或者儲(chǔ)能每天在進(jìn)行充放電工作的話，它的效果會(huì)更加明顯。

這里我跟大家分享兩個(gè)，電池管理系統(tǒng)的案例，第一個(gè)是主動(dòng)均衡的案例，這個(gè)就是剛剛我們冀北院的李經(jīng)理也介紹了，風(fēng)光儲(chǔ)9兆瓦的一個(gè)梯次利用的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的BMS，就是利用了主動(dòng)均衡的技術(shù)。這個(gè)模組是直接從公交車(chē)上退下來(lái)的，退下來(lái)以后我們簡(jiǎn)單的對(duì)這個(gè)模組進(jìn)行了一個(gè)測(cè)試，對(duì)于這個(gè)模組里面容量衰減特別低的個(gè)體進(jìn)行了篩選，把它挑出來(lái)，大部分我們沒(méi)有去拆解原來(lái)的單體，就繼續(xù)使用。它的單體容量差異在15%或者20%之內(nèi)的，我們給它加裝了雙向主動(dòng)均衡模塊。這個(gè)就是在均衡之前跟均衡之后的數(shù)據(jù)對(duì)比。均衡之前充放電過(guò)程當(dāng)中有個(gè)別單體衰減的比較快，我們進(jìn)行主動(dòng)均衡以后，整組的充放電的深度包括時(shí)間，得到了大幅的改善。

這個(gè)數(shù)據(jù)更加能夠說(shuō)明，上面這一條曲線是在沒(méi)有進(jìn)行主動(dòng)均衡之前的放電時(shí)間，大概放電40分鐘，這里是在進(jìn)行大倍率放電。進(jìn)行8次完整的充放電以后，可以看到最下面的這條曲線，它的放電時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了將近一個(gè)小時(shí)。而且我們也可以看到在均衡之前，它的壓差最大達(dá)到100個(gè)mV，我們進(jìn)行8次主動(dòng)均衡以后，這個(gè)電池單體之間的壓差在20個(gè)mV之內(nèi)，所以說(shuō)這個(gè)效果也是非常明顯的。這個(gè)項(xiàng)目目前也在實(shí)施跟投運(yùn)階段。

第二個(gè)我們是基于分布式電池管理系統(tǒng)的箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)。我們這里的儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池，我們用的是電池廠的B類(lèi)電池。這個(gè)電池因?yàn)榇嬖谥艽蟮馁|(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，我們做集裝箱設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們做了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的分布式的模組設(shè)計(jì)，我們可以看一下這個(gè)圖，這個(gè)模組單體容量達(dá)到340Ah，我們這里是采用了8串的結(jié)構(gòu)。分布式的電池管理模塊我們安裝在這里，這個(gè)模組與單體之間的線束是沒(méi)有的，我們?cè)谶M(jìn)行PACK的工藝過(guò)程，我們有一個(gè)硬連接的技術(shù)，我們每個(gè)單體的正負(fù)極柱是通過(guò)點(diǎn)焊的方式，直接連接到中間的連接條，這個(gè)連接條的末端就是一個(gè)端子，直接插到整個(gè)的分布式電池管理模塊上面，整個(gè)模組最后安裝，我們就用插箱的方式，一個(gè)一個(gè)安裝，每一層兩個(gè)，這個(gè)電池架一共12個(gè)模組，最后我整個(gè)蓋起來(lái)，相當(dāng)于每個(gè)模組，模組與模組之間沒(méi)有電池連接線的干擾，模組與模組之間直接通過(guò)電源線跟看線進(jìn)行連接，外面非常干凈。如果用傳統(tǒng)的主從式的結(jié)構(gòu)，我這里只有8串電池，我要最大效率的利用我的電池管理模塊，我需要把3個(gè)或者4個(gè)插箱共用一個(gè)電池管理模塊，這樣的話我插箱與插箱之間就有電池連線的影響。在后期使用的時(shí)候，如果這個(gè)插箱有問(wèn)題，我首先需要把電池的采集線束進(jìn)行分離，然后把模組退出來(lái)，再換上新的模組。這個(gè)時(shí)候換上去的這組電池，跟模塊里面存的數(shù)據(jù)不一一對(duì)應(yīng)的，所以儲(chǔ)能的效益計(jì)算就大打折扣。

如果每個(gè)模組拆下來(lái)的時(shí)候，把BMS也拆下來(lái)，換上去的時(shí)候BMS數(shù)據(jù)也在里面，上一期的主控模塊可以直接讀取換上去的BMS的數(shù)據(jù)，基于跟已經(jīng)在上面的BMS的分析，來(lái)決定整個(gè)電池組或者儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電深度或者放電時(shí)間，這樣可以大大提高整個(gè)儲(chǔ)能的效率，最終體現(xiàn)在整個(gè)儲(chǔ)能的效益上面。

這個(gè)是我們?cè)谡麄€(gè)工藝過(guò)程中的分解圖，最終我們會(huì)把這個(gè)模塊完整的放在里面。

高特電子目前的創(chuàng)新的分布式電池管理系統(tǒng)加上主動(dòng)均衡技術(shù)，在電池制造成組以后，每個(gè)電芯都可以隨時(shí)讀取，通過(guò)有效的主動(dòng)均衡，也可以讓電池的性能跟壽命得到最大程度的保障，這里也給大家一個(gè)信心，想做梯次利用的，想做儲(chǔ)能的，大家放心的去做，由我們作為你們堅(jiān)強(qiáng)的后盾，謝謝大家。

主持人：今天的會(huì)議就到這里結(jié)束了，非常感謝各位演講嘉賓的精彩演講，以及各位同仁的支持。

（本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理而成，未經(jīng)發(fā)言嘉賓審核）