中國儲能網(wǎng)訊：8月9—10日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院有限公司、西安北大科技園、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組、深圳市科陸電子科技股份有限公司等單位聯(lián)合主辦“第二屆全國發(fā)電側(cè)儲能技術(shù)與應(yīng)用高層研討會”在陜西西安金磐酒店舉行。來自政府主管部門、能源監(jiān)管部門、行業(yè)專家、設(shè)計院、新能源發(fā)電業(yè)主單位、電力公司、系統(tǒng)集成商、項目承包商、投融資機(jī)構(gòu)等單位的260余位嘉賓出席了本次研討會。
組委會邀請到國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)中心特聘研究員周錫衛(wèi)就“大規(guī)模蓄電池儲能系統(tǒng)集成技術(shù)與實(shí)踐”發(fā)表主題演講，以下為其主要報告內(nèi)容。
周錫衛(wèi)
各位同仁，各位朋友，中午好！
今天我跟大家分享的木是大規(guī)模儲能系統(tǒng)集成和實(shí)踐方面的話題。大規(guī)模儲能有很多形式，包括壓縮空間等等。我重點(diǎn)談電化學(xué)儲能，特別是蓄電池儲能。從五個方面，重點(diǎn)跟大家交流業(yè)界比較關(guān)心的問題和我們在實(shí)踐中的體會。
第一個是大規(guī)模儲能電池系統(tǒng)的構(gòu)成特點(diǎn)。前幾位都講到，有的講的比我還要細(xì)，在這幾個方面我只是區(qū)分了一下，哪一塊屬于管理部分和哪一些是設(shè)備的相關(guān)性。BMS和EMS在儲能單元考慮到哪些與設(shè)備的相關(guān)特點(diǎn)，這個PPT是給大家，所以我就不展開了。
大規(guī)模儲能系統(tǒng)的設(shè)計上關(guān)注的是頂層設(shè)計，我看了一下會議提供的資料，我特別關(guān)心系統(tǒng)集成以后的效果，我看到廠家提供的宣傳冊有一些系統(tǒng)運(yùn)行效果圖跟實(shí)際情況不一致，建議有一些廠家把圖要改一改，這幾個曲線配比跟現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)際情況不太一樣，按此進(jìn)行頂層設(shè)計考慮系統(tǒng)構(gòu)成的時候會有一些錯誤。
從頂層設(shè)計，首先我們關(guān)心的是目標(biāo)，到底做這件事情的目標(biāo)是什么？都有哪一些問題？把這些找出來才有針對性的方法和適應(yīng)性的技術(shù)，這些都有了之后還要做仿真，推演一下可性性，最后再實(shí)施它。
我用了一個電廠的例子，電廠調(diào)頻和發(fā)電、AGC調(diào)度曲線的關(guān)系，按照這樣的曲線可以找到平衡點(diǎn)，這個平衡點(diǎn)就是配比系統(tǒng)構(gòu)架功率到底有多少，儲能容量到底應(yīng)該放多少才比較合適。要做到具體分析，有取有舍，在此基礎(chǔ)上考慮選型的問題。
對于儲能項目大家都說發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)，我有一點(diǎn)不同觀點(diǎn)，儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)上要分兩個層面：一個層面是技術(shù)層面，一個層面是商業(yè)模式層面。從技術(shù)層面來講電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)是一樣，不存在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)區(qū)分，都要受調(diào)度調(diào)控；與商業(yè)模式上和商業(yè)運(yùn)行上不同，你在電源側(cè)的時候可能要跟電源方配合得到商業(yè)模式，你的定價從那里來，如果在電網(wǎng)側(cè)，是賺輔助服務(wù)還是安全、備用等賺什么費(fèi)用？在這兩個層面上應(yīng)該有所區(qū)分。
選型的問題是系統(tǒng)集成里面非常重要的問題，在選型過程中主要考慮兩個方面：一個是做可研的時候盡量考慮設(shè)備性能，包括性價比。但是真正購買及組成系統(tǒng)的時候要看設(shè)備能力，最后的效果。有三個重點(diǎn)，是安全性和經(jīng)濟(jì)性，還有監(jiān)控時候的有效性。功能上也有受系統(tǒng)控制的可控性及相應(yīng)時間問題，整體系統(tǒng)重點(diǎn)考慮是時效性和運(yùn)行保證。
這個地方我要講一下，我們很多招標(biāo)過程中有一些是廠家報上來的，或者我們要求的指標(biāo)不是很客觀，有一些項目指標(biāo)根本沒有必要要，也是通通加上去，里面指標(biāo)越來越多，越來越高。同樣一個廠家，同樣一個型號，4400循環(huán)周期，它可以報。另外一個地方招標(biāo)6000次還是這一款，還是可以報。現(xiàn)在有的招標(biāo)到8000次，有些人還是要報，實(shí)際上廠家的材料和產(chǎn)品沒有那么快性能提升。這個照片，做大規(guī)模的時候會拆解一兩個PACK，拆下來的時候有一個問題，這里面的電芯摻雜的是次品，大家覺得動力電池放在汽車上要求高，放在汽車上的動力電池達(dá)不到要求，或者覺得有問題的，就把它移到儲能上來，圖片上的產(chǎn)品是儲能系統(tǒng)做一致性檢測的時候發(fā)現(xiàn)一致性不好就拆開了，上面灌了一些膠，明顯是拆下來，再進(jìn)行裝配的。
在我們大量實(shí)踐中，我認(rèn)為汽車動力電池規(guī)模比較小，溫度環(huán)境控制措施比較好，而且充放電深度要求沒有那么高，這個意義上來說對電池要求相對來講沒有那么高。相對的概念是相對大規(guī)模儲能，如果是要調(diào)峰一定要靠充放電的深度賺錢，如果淺充淺放就沒有錢賺。放電開始和充電最后的時段兩邊一致性偏差很大，中間比較平穩(wěn)，在兩端地方使用它很容易出問題。大規(guī)模儲能一直要用滿充滿放，而且環(huán)境條件及控制也差一些，這樣對電池的要求會更高，千萬不能有誤區(qū)。照片產(chǎn)品這樣的廠家在走下坡路，對業(yè)界也是負(fù)面影響，如果一個電池出來問題了，整個系統(tǒng)也會有影響，這一家原來是很有名的企業(yè)，今年在排名已經(jīng)找不到了。
技術(shù)上有兩方面的技術(shù)：一個是通用基礎(chǔ)技術(shù)。它有一些基本功能，大多數(shù)廠家都可以達(dá)到，儲能系統(tǒng)里面還有核心技術(shù)，其中四個是比較重要的，一個BMS，你能不能真正管住哪一個損傷的電芯這是核心技術(shù)。第二個是EMS，在大規(guī)模儲能里面，這么多的儲能單元如何管理的好，這是個核心。第三個是以前不太重視的，就是環(huán)境控制技術(shù)，環(huán)境控制技術(shù)實(shí)際上是非常重要的核心技術(shù)。現(xiàn)在非常重視的是消防，大多做成了集裝箱儲能單元，想方設(shè)法監(jiān)測燃爆早期發(fā)現(xiàn)，再設(shè)法滅火；能否能夠從預(yù)防上管住，這是核心技術(shù)之一。我們長期從這些方面做了一些工作，一會兒講一下這個問題。
系統(tǒng)架構(gòu)也不可缺少，到底你這個系統(tǒng)架構(gòu)怎么樣，影響到系統(tǒng)最終效果。我們考慮系統(tǒng)架構(gòu)一定要柔性化，要做到單元之間動態(tài)調(diào)配及系統(tǒng)可以重組，這樣可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)維護(hù)。
我們講BMS，現(xiàn)在BMS有一個比較大的問題，前面有人也提到了，很多BMS用專用芯片，專用芯片大部分原來用在汽車上的，它對電芯檢測不是溫度和電壓同時檢測，前面有人分析了電芯燃爆過程，溫度變化是非常重要的指標(biāo)，前面講了電池管理的時候，比較強(qiáng)調(diào)SOC和SOH，這個指標(biāo)確實(shí)是比較重要的，但是目前沒有標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)確性不易把控，不同環(huán)境下的修正是沒有好的方法的，BMS產(chǎn)品做出來是基本上一樣的東西，不同場景下面算法應(yīng)該有所調(diào)整。
原來BMS最大問題在于造價比較高，把幾個電芯并在一起做一個檢測點(diǎn)，在座都是跟電有關(guān)系的，搞電的都知道，并接的多個電池參數(shù)采回來是一樣的，其中有一個偏高、偏低測不出來，只有同時偏低或者偏高才能測出來。其中一個比較差的電池隱含在里面，不能找到。BMS之初設(shè)計的時候是找出那個最差電池進(jìn)行管控，因為成本問題，四個并接就變成四分之一的成本了，這個帶來很大的隱患。 我們在720兆瓦時上采取全電芯監(jiān)測，小組串均衡，雙路徑管控，這個不展開了。
雙路徑，以前BMS都是一個通信路徑，是循環(huán)采電芯，采完以后到BAM再到BSM，分三各層級，這樣時間是比較慢的，不能在壞損的電芯燃爆之前時間區(qū)間進(jìn)行處理，我們在第一級檢測的時候增加設(shè)立一個硬件的驅(qū)動信號路徑，超過設(shè)定的溫度或超過它的設(shè)定電壓值會直接驅(qū)動并把這個小組串跳開，就避免了風(fēng)險進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)在做集裝箱安全很有必要，我認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)該放在避免事故發(fā)生，其次才是防止災(zāi)害擴(kuò)大化；而不是目標(biāo)定為解決燃爆是否監(jiān)測出來，無論用什么檢測方式，檢測氣體也好，檢測冒煙也好，檢測火情也好都是鋰電池燃燒之后，真正要解決它更好的措施是不讓它燃起來，這是我們在大規(guī)模項目上的方式。
講一下大規(guī)模蓄電池720MWH，一共分了8個子系統(tǒng)，兩個比較大的都是60兆瓦/240兆瓦時單體系統(tǒng)，最主要的特點(diǎn)有分散安裝、集中控制，有8個子系統(tǒng)即可以單獨(dú)控制，又可以在一個區(qū)域里面統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)節(jié)。新能源電力波動變化，對電網(wǎng)來講調(diào)頻、調(diào)峰也好，新能源的變化，對于一個站特別是一個單元系統(tǒng)來講變化很大，但是對于區(qū)域里面的電網(wǎng)來講變化就沒有那么大了。但是它在一些不同接入點(diǎn)和地方，會有比較大的變化調(diào)節(jié)需求，這個時候網(wǎng)域統(tǒng)調(diào)的概念在里面，現(xiàn)在也有人稱作共享的概念在區(qū)域里面進(jìn)行協(xié)調(diào)。
項目的特點(diǎn)，在現(xiàn)行政策下想辦法助力電網(wǎng)的電力靈活性調(diào)節(jié)，降低棄電，在這里面找到你的商業(yè)模式。統(tǒng)計數(shù)據(jù)光伏棄電有5個小時區(qū)間可以做削峰填谷，一年里面一充一放每天一次得不到商業(yè)回報希望值，我們和風(fēng)和光統(tǒng)一做了調(diào)節(jié)，這樣再加上輔助服務(wù)的政策就有機(jī)會綜合效率提升，平均在7年到8年收回投資來，因為整體成本，一直到330接入在160萬/MWH，比現(xiàn)有其他要低一些，其商業(yè)模式主要從這里面來。
這個項目和西北設(shè)計院合作，他們做了可研，合作做了一些整體設(shè)計，上海儀電集團(tuán)控股的中能智慧公司投資，設(shè)備選型中做過大量篩選，其中上海寶準(zhǔn)、科華、易事特、科陸的PCS用在項目上，對此我們最主要考慮適用性和多機(jī)并聯(lián)的一致性以及四象限受控和相應(yīng)特性，還有無功能力的考量，時間關(guān)系其他不多講，謝謝大家。
