中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
北京天誠同創(chuàng)電氣有限公司副總經(jīng)理劉炳在新能源發(fā)電并網(wǎng)專場，發(fā)表了題為“基于標準產(chǎn)品框架的風(fēng)儲系統(tǒng)解決方案”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
劉炳：我給大家做的是報告是“基于標準產(chǎn)品框架的風(fēng)儲系統(tǒng)解決方案”，兩個關(guān)鍵詞，標準產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案。說到風(fēng)儲是三個主題，一是為什么要做風(fēng)儲，二是怎么做，三是對我們做簡單的介紹。
第一，為什么做風(fēng)儲？我們從更宏觀的角度看這個問題，我們把中國和德國在2017年按照發(fā)電量千瓦時來做比例上的對比。明顯中國的火電比例遠高于德國，中國企風(fēng)向光這個問題比德國嚴重很多。整體靈活電源比例其實還好，因為中國的水電發(fā)電量占19%，我們加上火電也可以做一些深度調(diào)峰包括調(diào)頻的響應(yīng)，靈活性資源不缺，事實真是這樣嗎？我們還要從更廣闊的角度看這個問題。我們雖然有很多的靈活性資源，但是它在時間和空間上的分布是不均勻的，包括作為對電網(wǎng)的一種所謂的擾動，我們的新能源資源的分布也是不均勻的。新能源主要集中在靈活性電源，特別是水電，大多數(shù)是集中在西南。我們說空間的不均勻是這個地區(qū)，時間上的不均勻主要是指像水電，不是任何時候都能夠發(fā)揮它完美的調(diào)峰、調(diào)頻的作用。咱們知道枯水期，電網(wǎng)給過來的指令可以很好的響應(yīng)，豐水區(qū)，水電長首先要解決防汛問題，那未必響應(yīng)得了電網(wǎng)的要求。霧霾的問題導(dǎo)致我們在火電上承受著非常大的壓力，隨著可再生能源的進一步發(fā)展，很顯然，我們的電網(wǎng)的靈活性出現(xiàn)缺口。電網(wǎng)的穩(wěn)定性在中遠期的未來會出現(xiàn)一些問題。怎么解決這個問題呢？有幾種方案。
1、空間上的不平衡，更多的建一些長距離的輸電通道。通過建設(shè)分散式電源介紹對通道的壓力。但是時間上的這種不均勻，真正要靠的還是要靠實施電力交易，增加電活，通過這種方式來增加電網(wǎng)的靈活性。這是參照歐洲實踐的經(jīng)驗。歐洲在西歐地區(qū)有一個統(tǒng)一的電力市場，包括統(tǒng)一的調(diào)度組織，ENTSO，包括有一個統(tǒng)一的基于預(yù)測的電力交易系統(tǒng)，可能有很多大家很清楚。歐洲的交易機制是基于日前的預(yù)測，我們大的負荷和風(fēng)電場、光伏電站要提前一天把下24小時的負荷曲線給出來，電網(wǎng)根據(jù)這個數(shù)把第二天的整體定價定出來。第二天還有4個小時的日間交易，如果你這個偏差預(yù)測值和你的實際值有偏差，那么再進行第二輪交易，這個交易完了之后還是有偏差，對不起，你超出計劃多發(fā)的電或者多用的電要付出高昂的代價，誰給電網(wǎng)提供靈活性的支撐，這時候就會得到額外的收益。我們都知道可再生能源最主要的特點是波動性，咱們經(jīng)常有一個詞叫風(fēng)光互補，風(fēng)光經(jīng)常都是互補的，但是我們必須考慮最惡劣的情況，不互補的時候怎么辦？這個圖是德國今年2月份的曲線，可以看到在2月15日左右是出現(xiàn)了風(fēng)和光都特別小的情況，就是左邊的框，右邊出現(xiàn)風(fēng)光都特別大的情況，這是兩個極端。把它放大一點就是這樣的情況。他們怎么解決這個問題？主要是靠動態(tài)調(diào)整電價，這是基于日前的電力預(yù)測所做出的電價調(diào)整，可以看到第二天的晚高峰的時候出現(xiàn)了每MW54歐元的高價。同樣在前面這個時間也對應(yīng)的是早高峰時間，太陽還沒有升起來之前，這是第一個電價的高峰。2月25日的風(fēng)和光特別大的場景下，在中午，風(fēng)光都達到頂點的時候，通過調(diào)整電價，出現(xiàn)負電價，這時候往電網(wǎng)發(fā)電，只要不是簽固定電價，發(fā)一度電要賠0.015歐分，這個七月是必須得執(zhí)行的。
通過調(diào)整實時電價就產(chǎn)生了一個特點，這是5月份的，5月份的光變好了，晚高峰往后推遲，因為有光的存在。整個的負荷的波動性其實相對來說維持在相對比較好的水平。下面的圖，這兩個時間是對應(yīng)的。我們看到深藍色的曲線是德國的抽水系統(tǒng)，下面這條淺藍色的是天然氣，抽水蓄能每天基本上就兩個固定的時段在進行發(fā)電，一個是太陽沒有升起來之前，但是負荷已經(jīng)起來，一個是晚上，也就是鴨子曲線的頭部，太陽已經(jīng)落山了，但是負荷已經(jīng)非常高。把它復(fù)制到中國電網(wǎng)環(huán)境中，這兩個時間，隨著太陽能的逐步增加，從現(xiàn)在的2%、3%增加到德國這樣的程度，這樣的問題同樣也會出現(xiàn)。剛才說解決可再生能源進一步提升它的占比的方法，重要的手段，也就是我們的實時電力交易，在中國已經(jīng)試點，特別是我們所在的南網(wǎng)已經(jīng)開始模擬運行。前面是基于未來的問題，把時間回到現(xiàn)在。
我們在現(xiàn)在的風(fēng)電場還是有很多痛苦的地方，比如棄風(fēng)，2017年的棄風(fēng)比2016年有很大的改善，但是棄風(fēng)率還是維持在高位，甘肅33%、甘肅29%，所以并沒有像大家期望的解禁，而是仍然維持很低的水平。如果大家看新能源電站，集中式電站的運營數(shù)據(jù)，電網(wǎng)對電廠有雙細則的考核，左邊的數(shù)據(jù)的考核規(guī)則是你的發(fā)電量和前一天報出來的15分鐘平均預(yù)測值，偏差提前一天超過25%，或者一天滑動平均值超過20%，電網(wǎng)要收取考核的費用。光功率預(yù)測做得相對好一點，風(fēng)功率預(yù)測由于大氣環(huán)境的不確定性，風(fēng)功率預(yù)測想做得非常準有難度。現(xiàn)在西北地區(qū)，特別是青海，每個100MW的風(fēng)電場，去年大概被考核的值在136萬元。這個數(shù)聽起來不多，但是2017年底，西北更新了它的雙細則考核規(guī)則。如果按照更新的規(guī)則，按照實實在在的考核，而不是現(xiàn)在帶點放水。經(jīng)過我們的測算，考核值對于100MW的風(fēng)電場，多的時候可以超過500萬元，這就是不容忽視的一筆錢。
其實剛才講了這么多，大家都知道，既然也是儲能大會，大家都知道我要講什么，解決剛才所有問題的出路是儲能，說到儲能，把儲能作為整體行業(yè)考慮。儲能主要的問題是有沒有地方，這是澳大利亞的一個風(fēng)電場，到處都是空地，解決地的問題有現(xiàn)實的可行性?？稍偕茉催M一步發(fā)展，需要實時電力交易來確認電網(wǎng)靈活性的價值，現(xiàn)實中我們的棄風(fēng)限電問題和風(fēng)功能預(yù)測帶來的考核罰款的問題，也需要通過一定的靈活性手段來予以解決。而相對充分的這種建設(shè)用地又是我們做風(fēng)儲非常好的現(xiàn)實支撐，基于以上的原因，我們認為風(fēng)和儲是解決現(xiàn)實和長遠問題的一個重要可行性選項。
介紹完了價值，接下來講講我們怎么做風(fēng)儲。講到這里先給大家看看我們的產(chǎn)品思路。
這里有兩個關(guān)鍵詞：標準化和系統(tǒng)解決方案。標準化，過去在金風(fēng)做40GW風(fēng)機過程中，我們做了40GW的風(fēng)電變速器，過去我們的每個機型都是有差異的，都不太一樣。如果說到光伏和儲能，由于功率和電壓不一樣，它肯定不一樣。我們現(xiàn)在用標準化的思路來做。無論是風(fēng)光儲都是起于相同的標準柜，這個標準柜把它進行交直流側(cè)并聯(lián)，組成不同容量的并流器，接下來再通過儲能PCS和控制系統(tǒng)加上變壓器以及開關(guān)，組成一個儲能電控系統(tǒng)。這個電控系統(tǒng)本身就是一個獨立的單元，和電池結(jié)合組成整體的儲能系統(tǒng)。通過集中式和分散式形成風(fēng)儲系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以和光伏以及作為獨立的儲能電站存在，把它通過通訊和網(wǎng)絡(luò)的方式集成連接到EMS和這個系統(tǒng)里面，形成金風(fēng)的風(fēng)光儲整體解決方案。
PCS，這里是我們的一個產(chǎn)品譜系。用這種方式做出的變流器，無論是風(fēng)光儲都有相同的特點，總結(jié)下來就是四個詞：靈活配制、不間斷儲能、備件更換、效率更優(yōu)。靈活配制的意思是無論是風(fēng)光儲用同一種東西都可以做出來。還有DCD系，有的場合需要用雙機型變流器，用這樣的模塊可以實現(xiàn)。我們給合作伙伴供貨的時候供了這種機型。其次，不間斷儲能是因為它有多個標準柜并聯(lián)的時候，任何單元的損壞都可以自動切除，剩余部分自動啟動，保持整體系統(tǒng)的發(fā)電能力。儲能系統(tǒng)定義為不間斷儲能，在風(fēng)機和光伏領(lǐng)域是不間斷發(fā)電。備件通用，核心備件都是一樣的。效率更優(yōu)，也是類似的概念。開車的時候很少用無極變速，都是換檔，如果說現(xiàn)在速度很低換一檔，速度很高換四五檔。變流器沒有這么回事，現(xiàn)在的方式等于在里面換檔，功率高投進去，功率低把不需要的停掉。這樣有什么好處？減少低功率段的損耗。我們在光伏里面做測試，在去年的上海，在陰雨天特別多的季節(jié)里，我們的發(fā)電量比一般的逆變器提高2%，這種技術(shù)我們準備在未來的低風(fēng)速的風(fēng)機里面進行廣泛的推廣。
電池，儲能系統(tǒng)的搭建一定要圍繞電池構(gòu)建。這是我們對于不同電池的分析，大家不用太仔細看。哪怕對于風(fēng)儲一個場景來說，我們所用的電池也是不一樣的。比如我們要解決棄風(fēng)限電問題，首先要降低千瓦時成本，這時候液流電池比較合適。如果是調(diào)頻或者滿足風(fēng)功率預(yù)測的精度，這時候是功率型，需要追求千瓦成本更低。沒有一種電池適應(yīng)所有的場景，甚至所有的場合。現(xiàn)在從整個行業(yè)來看，大多數(shù)儲能系統(tǒng)是一體式的，把所有的集裝箱、所有的空調(diào)、控制器，PCS、電池、BMS都放在一起，當然有它的好處，集成度高，成本略低，安裝更加簡便。反過來說，這么做的壞處就是如果我換一個應(yīng)用，就得再用一套不同的東西。工業(yè)化的要務(wù)在于標準化，有效降低成本，同時降低系統(tǒng)風(fēng)險。我們認為把所有的東西耦合在一起的方式，有它的好處，但是快速實現(xiàn)成本下降和風(fēng)險降低是有不足的。我們提出的分體式方案，把原來集成化的集裝箱拆成兩半，通過連接直流，把它建成電池系統(tǒng)或者電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)由于PCS適應(yīng)不同的容量，實現(xiàn)不同的功率，針對高容量、高C值的電池，可以做得稍微大一些，作為低DC可以采用相對少一點的模塊，可以給我們的客戶有效降低總的投入。
以上是講儲能就地硬件的部分。講完硬件，再講軟件。
一個風(fēng)儲系統(tǒng)要想真正發(fā)揮作用，必跟風(fēng)電場、風(fēng)機的控制要聯(lián)系在一起。這張圖原本是風(fēng)電場的控制系統(tǒng)的圖，這里面分三成，第一個是調(diào)度系統(tǒng)，中間是圍繞能量管理系統(tǒng)和中央監(jiān)控系統(tǒng)，它中間的分配層。下面是對風(fēng)機，包括對PCS、BMS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。我重點講能量管理系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)也是在這個系統(tǒng)里面增加這樣的環(huán)節(jié)來分解我們對不同的電池的功率指令。
這是系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖?，F(xiàn)在電網(wǎng)對于風(fēng)電場、光伏電站的數(shù)據(jù)安全要求非常高，他們不允許把風(fēng)電場的數(shù)據(jù)泄露到公網(wǎng)上，與此同時，無論是做視頻監(jiān)控還是做風(fēng)光功率預(yù)測，其實需要跟主網(wǎng)和外面的公網(wǎng)建立一定的聯(lián)系。我們把整個的網(wǎng)絡(luò)分成不同的區(qū)，包括這里面叫安全一區(qū)、安全二區(qū)和信息管理區(qū)，把它分開之后在不同的區(qū)之間設(shè)立防火墻和反向截流裝置，保證信息單向流動。從公網(wǎng)來的數(shù)據(jù)可以里面?zhèn)?，不能反向傳遞，既保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的完整性，又保證整個網(wǎng)絡(luò)的安全性。左邊是控制體系，右邊是氣象預(yù)測。
這是風(fēng)電的監(jiān)控系統(tǒng)，中間已經(jīng)把儲能的單元做進去，這個數(shù)據(jù)不是真實數(shù)據(jù)，而是我們的模擬數(shù)據(jù)。與監(jiān)控系統(tǒng)平齊的還有能量控制系統(tǒng)，主要接受調(diào)度指令來完成一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和無功控制方面的功能。重點要提一下的是風(fēng)功率預(yù)測。包括能量管理平臺這里還要對不同的電池要進行能量的分配。用于調(diào)峰和調(diào)頻的電池是不一樣的，包括我們有一個重要的客戶在最近的項目里面準備采用的是包括不同電池，客戶可以追求控制目標和追求電能效率設(shè)置不同的優(yōu)先順序。
風(fēng)電場對于儲能的需求是降低預(yù)測不準帶來的罰款。如果預(yù)測做得準，是不是儲能可以用得稍微少一點？這對在座的人來說不喜歡聽，但是風(fēng)電場還是非常希望達到這樣的效果。2010年左右我們開始做很多的風(fēng)電預(yù)測，我們積累了很多權(quán)威數(shù)據(jù)還有增強計算能力，現(xiàn)在實現(xiàn)的效果就是左下角的圖片，我們在西北區(qū)域，2016年的風(fēng)功率預(yù)測的準確里率和行業(yè)相比，平均高出5%。降低我們對儲能系統(tǒng)的要求。金風(fēng)風(fēng)儲系統(tǒng)的兩個特點，標準化的產(chǎn)品解決方案和完善的系統(tǒng)解決方案。
案例，這些案例不是大風(fēng)電場里面做的，但是整個產(chǎn)品架構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)和風(fēng)電場保持一致。金風(fēng)總部的風(fēng)儲項目，包括2.5MW的風(fēng)機和200KW×4的防御流和鋰電池。主要做的是風(fēng)功率平滑預(yù)測，綠色的線是平滑之后達成的曲線，比藍色的線實現(xiàn)更多的平滑。
最后簡單介紹我們自己，金風(fēng)科技是2016年、2017年連續(xù)兩年全球第三大的風(fēng)機整機制造商，在中國是2012年到去年連續(xù)6年是全國第一，迄今為止做了44GW的風(fēng)機和44GW或者28500臺的風(fēng)機。金風(fēng)除了做風(fēng)機還做能源互聯(lián)網(wǎng)，天誠同創(chuàng)屬于能源互聯(lián)網(wǎng)板塊。在這里面儲能是一個重要的部分，儲能方面我們提供儲能系統(tǒng)的投資、建設(shè)、核心設(shè)備等一體化的系統(tǒng)解決方案。
以上就是我今天給大家報告的內(nèi)容。謝謝大家！
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
