中國儲能網訊：8月9—10日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司、西安北大科技園、中國科學院電工研究所儲能技術組、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)電側儲能技術與應用高層研討會”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、投融資機構等單位的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)集成技術與實踐”發(fā)表主題演講，以下為其主要報告內容。
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。我重點談電化學儲能，特別是蓄電池儲能。從五個方面，重點跟大家交流業(yè)界比較關心的問題和我們在實踐中的體會。
第一個是大規(guī)模儲能電池系統(tǒng)的構成特點。前幾位都講到，有的講的比我還要細，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備的相關性。BMS和EMS在儲能單元考慮到哪些與設備的相關特點，這個PPT是給大家，所以我就不展開了。
大規(guī)模儲能系統(tǒng)的設計上關注的是頂層設計，我看了一下會議提供的資料，我特別關心系統(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)運行效果圖跟實際情況不一致，建議有一些廠家把圖要改一改，這幾個曲線配比跟現(xiàn)場運行實際情況不太一樣，按此進行頂層設計考慮系統(tǒng)構成的時候會有一些錯誤。
從頂層設計，首先我們關心的是目標，到底做這件事情的目標是什么？都有哪一些問題？把這些找出來才有針對性的方法和適應性的技術，這些都有了之后還要做仿真，推演一下可性性，最后再實施它。
我用了一個電廠的例子，電廠調頻和發(fā)電、AGC調度曲線的關系，按照這樣的曲線可以找到平衡點，這個平衡點就是配比系統(tǒng)構架功率到底有多少，儲能容量到底應該放多少才比較合適。要做到具體分析，有取有舍，在此基礎上考慮選型的問題。
對于儲能項目大家都說發(fā)電側、電網側、用戶側，我有一點不同觀點，儲能系統(tǒng)在電網上要分兩個層面：一個層面是技術層面，一個層面是商業(yè)模式層面。從技術層面來講電網的儲能系統(tǒng)是一樣，不存在電網側、發(fā)電側區(qū)分，都要受調度調控；與商業(yè)模式上和商業(yè)運行上不同，你在電源側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，如果在電網側，是賺輔助服務還是安全、備用等賺什么費用？在這兩個層面上應該有所區(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)的時候要看設備能力，最后的效果。有三個重點，是安全性和經濟性，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時間問題，整體系統(tǒng)重點考慮是時效性和運行保證。
這個地方我要講一下，我們很多招標過程中有一些是廠家報上來的，或者我們要求的指標不是很客觀，有一些項目指標根本沒有必要要，也是通通加上去，里面指標越來越多，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6000次還是這一款，還是可以報?，F(xiàn)在有的招標到8000次，有些人還是要報，實際上廠家的材料和產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，再進行裝配的。
在我們大量實踐中，我認為汽車動力電池規(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)。照片產品這樣的廠家在走下坡路，對業(yè)界也是負面影響，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)，今年在排名已經找不到了。
技術上有兩方面的技術：一個是通用基礎技術。它有一些基本功能，大多數(shù)廠家都可以達到，儲能系統(tǒng)里面還有核心技術，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。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，環(huán)境控制技術實際上是非常重要的核心技術?，F(xiàn)在非常重視的是消防，大多做成了集裝箱儲能單元，想方設法監(jiān)測燃爆早期發(fā)現(xiàn)，再設法滅火；能否能夠從預防上管住，這是核心技術之一。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)架構也不可缺少，到底你這個系統(tǒng)架構怎么樣，影響到系統(tǒng)最終效果。我們考慮系統(tǒng)架構一定要柔性化，要做到單元之間動態(tài)調配及系統(tǒng)可以重組，這樣可以實現(xiàn)動態(tài)維護。
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，前面講了電池管理的時候，比較強調SOC和SOH，這個指標確實是比較重要的，但是目前沒有標準和準確性不易把控，不同環(huán)境下的修正是沒有好的方法的，BMS產品做出來是基本上一樣的東西，不同場景下面算法應該有所調整。
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，在座都是跟電有關系的，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之初設計的時候是找出那個最差電池進行管控，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)間進行處理，我們在第一級檢測的時候增加設立一個硬件的驅動信號路徑，超過設定的溫度或超過它的設定電壓值會直接驅動并把這個小組串跳開，就避免了風險進一步發(fā)展?，F(xiàn)在做集裝箱安全很有必要，我認為重點應該放在避免事故發(fā)生，其次才是防止災害擴大化；而不是目標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)，最主要的特點有分散安裝、集中控制，有8個子系統(tǒng)即可以單獨控制，又可以在一個區(qū)域里面統(tǒng)一進行調節(jié)。新能源電力波動變化，對電網來講調頻、調峰也好，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)域里面的電網來講變化就沒有那么大了。但是它在一些不同接入點和地方，會有比較大的變化調節(jié)需求，這個時候網域統(tǒng)調的概念在里面，現(xiàn)在也有人稱作共享的概念在區(qū)域里面進行協(xié)調。
項目的特點，在現(xiàn)行政策下想辦法助力電網的電力靈活性調節(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，我們和風和光統(tǒng)一做了調節(jié)，這樣再加上輔助服務的政策就有機會綜合效率提升，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。
這個項目和西北設計院合作，他們做了可研，合作做了一些整體設計，上海儀電集團控股的中能智慧公司投資，設備選型中做過大量篩選，其中上海寶準、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并聯(lián)的一致性以及四象限受控和相應特性，還有無功能力的考量，時間關系其他不多講，謝謝大家。
