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編者按：控清潔能源集團有限公司智慧能源副總經(jīng)理沈聰在第十三屆亞洲太陽能光伏創(chuàng)新合作論壇對大規(guī)模蓄電池儲能系統(tǒng)的應(yīng)用前景及關(guān)鍵技術(shù)探討。

9月4日，第十三屆亞洲太陽能光伏創(chuàng)新合作論壇在上?？鐕少彆怪行睦_帷幕。近100位國內(nèi)外專家、企業(yè)家及1000名業(yè)內(nèi)精英相聚一堂，共同探討當前光伏行業(yè)面臨的困境與未來發(fā)展方向。北控清潔能源集團有限公司智慧能源副總經(jīng)理沈聰對大規(guī)模蓄電池儲能系統(tǒng)的應(yīng)用前景及關(guān)鍵技術(shù)探討。

光伏儲能將是一個發(fā)展方向。他表示，儲能行業(yè)目前是處于爆發(fā)期，是一個市場規(guī)模超過千億、收益率高、現(xiàn)金流較好，沒有補貼拖欠的，且技術(shù)門檻較高的行業(yè)。未來一段時間，我們判斷儲能行業(yè)會形成若干個大型的儲能公司，資源逐步會向優(yōu)勢企業(yè)集中。

【沈聰】：各位嘉賓，大家早上好，非常高興借助于這個平臺跟大家分享一下北控清潔能源對于大規(guī)模儲能的應(yīng)用場景以及關(guān)鍵技術(shù)探討的分享，同時我也會簡單介紹一下關(guān)于我們現(xiàn)在做的西藏20兆瓦時的電站案例分析。

我的匯報主要是分為四個部分，第一部分，主要簡單介紹一下為什么我們要做儲能。我們之所以要做儲能，因為我們認為儲能是能源革命的一個剛需。為什么？能源革命最終要達到什么樣的目標？我們認為能源革命是所有的能源都來自于光伏、風能等可再生能源的供給。怎么樣實現(xiàn)目標呢？三種實現(xiàn)方式，第一個實現(xiàn)方式，以分布式、區(qū)域化、微電網(wǎng)群的實現(xiàn)方式，主要以分布式光伏、分布式風能，加上能源管理系統(tǒng)作為實現(xiàn)的方式，儲能也是必不可少的實現(xiàn)環(huán)節(jié)。第二個實現(xiàn)方式，主要是獨立的大型的儲能電站，就像化學儲能、抽水等。第三個集中式的光伏風電新能源加儲能的方式。儲能是這三種方式當中不可缺少的部分，儲能是能源革命的剛需，是要實現(xiàn)能源革命必不可少的環(huán)節(jié)。

我們再來看一下能源革命實現(xiàn)的Roadmap。目前傳統(tǒng)的模式是大規(guī)模、集中式、長距離的以化石能源為主的供電模式，缺點是不經(jīng)濟、高消耗。我們現(xiàn)在在羊易做的方式，以大規(guī)模的光伏加上儲能。如果光伏，它的波動性和不可調(diào)節(jié)型，需要傳統(tǒng)的供電方式給它提供調(diào)壓等服務(wù)的。加上儲能之后，它的調(diào)節(jié)性能，度電成本，甚至比傳統(tǒng)的供電方式更低更好，這是一種實現(xiàn)的路徑。第二種實現(xiàn)的路徑，不斷從分布式的供電方式，向分布式的儲能，通過像區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等方式，更經(jīng)濟的，人工智能的調(diào)度模式，最后形成多能互補的方式，對大規(guī)模的、集中式的儲能方式互補。我們可以想象一下，當我們的新能源光伏度電成本低于傳統(tǒng)的化石能源的時候，靠近用戶側(cè)不需要支付過網(wǎng)費，同時相對是清潔能源，所以我們認為這種供電的模式是今后發(fā)展的必然趨勢。實現(xiàn)這種必然的趨勢，三種非常關(guān)鍵的技術(shù)，第一個就是微電網(wǎng)及微電網(wǎng)的管控技術(shù)。第二個儲能必不可少的電池管理系統(tǒng)，一個PS系統(tǒng)，這三個系統(tǒng)是實現(xiàn)能源革命必不可少的技術(shù)。

第二部分簡單介紹一下西藏嘉天羊易光儲電站。西藏嘉天羊易光伏電站儲能項目位于海拔4700米的拉薩市當雄縣，儲能系統(tǒng)是一套4.5MW/20.7MWh的磷酸鐵鋰和鉛碳電池的混合系統(tǒng)。西藏羊易光伏電站，是按照少人值守的風格做的，通過光纖環(huán)網(wǎng)的方式，把相關(guān)的數(shù)據(jù)直接上傳到EMS系統(tǒng)當中。整個西藏羊易光伏電站由18個集裝箱組成的即插即用的儲能系統(tǒng)。因為跟光伏系統(tǒng)進行相互的通訊協(xié)調(diào)控制的，同時也會輸入一些保護的信息，對儲能時時狀態(tài)監(jiān)測，為系統(tǒng)的安全運行提供保障。同時它跟光伏進行聯(lián)合的調(diào)節(jié)，包括跟光伏聯(lián)合調(diào)壓調(diào)頻的輔助功能，也是在EMS當中實現(xiàn)的。

我們所說的技術(shù)優(yōu)勢，有四點，第一點整個系統(tǒng)非常的安全穩(wěn)定可靠，從目前來說，儲能系統(tǒng)自運行以來，自去年12月9日并網(wǎng)運行的，每天為電網(wǎng)提供13000度的電網(wǎng)。第二運行效率非常高，大部分鉛碳電池，我們統(tǒng)計的效率在85%左右。第三，它的整體響應(yīng)速度非?？?，我們是18臺PCS并入到電網(wǎng)當中，響應(yīng)速度在100毫秒之內(nèi)。第四，我們多級PCS并聯(lián)的技術(shù)，這個技術(shù)是遠高于2016年國家863課題的六臺儲能器運行速度。

下面通過羊易光伏電站和大家分享一下我們認為在大規(guī)模儲能應(yīng)用一些需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。大規(guī)模儲能最主要的還是頂層設(shè)計，頂層設(shè)計主要做什么呢？一，主要降低度電成本。任何度電成本只要降到一定的程度，就可以在無補貼的情況下大規(guī)模的鋪開。怎么樣降低度電成本？第一方面降低儲能的造價，第二提高儲能的循環(huán)壽命。對于儲能系統(tǒng)來說，它的循環(huán)壽命跟度電成本直接相關(guān)的。我們怎么來實現(xiàn)又降低儲能的造價，又提高儲能循環(huán)的壽命？也是通過兩方面，閉環(huán)的設(shè)計過程。怎么來閉環(huán)？首先要了解整體的儲能實現(xiàn)什么樣的功能，是調(diào)頻的調(diào)峰或者組合的等等，我們根據(jù)不同的配置功能，來把它作為一個約束條件，我們的目標函數(shù)就是度電成本最低。通過這兩種方案，我們來配置我們的儲能功率多大，我們的儲能每天充放一次還是兩次等等，都需要在頂層設(shè)計當中考慮的。西藏羊易在20兆瓦時，為什么采用鋰電加鉛碳的方式？因為鋰電主要是快速反應(yīng)性，但鋰電的造價偏高一些，所以我們用鋰電參與一次調(diào)頻。二次調(diào)頻主要是鉛碳電池實現(xiàn)，它的造價會稍微低一些。通過頂層設(shè)計的排布，實現(xiàn)綜合造價最低。包括我們在運行的方式當中，也是通過電壓源等切換，包括我們對SOC的狀態(tài)，通過EMS系統(tǒng)下發(fā)指令達到度電成本最低。

第二個關(guān)鍵技術(shù)，集成的技術(shù)非常重要。針對不同的項目我們有不同的頂層規(guī)劃，要從電芯的選型開始要做到心中有數(shù)。如果調(diào)頻的項目，2C、3C的倍率怎么樣選擇電芯，我們的電池管理系統(tǒng)怎么去設(shè)計，均衡電量需要多大，保證在PAD當中的回值性多少，我們能夠在多少時間內(nèi)進行整體的均衡，包括集裝箱內(nèi)部的熱管理系統(tǒng)，都是在儲能系統(tǒng)集成里面必須要有明確的框架，這樣的話，我們在系統(tǒng)當中能夠確保投資的收益率。我們以西藏嘉天羊易PAD設(shè)計為例，它的運維的考慮，它的幾并幾串設(shè)計都是有所考慮的。特別強調(diào)的是在西藏羊易里面做了熱循環(huán)的控制，使得集裝箱中溫度差不會超過1度，因為整體的電芯運行是有衰減的，衰減是跟溫度直接相關(guān)的，如果長期在不同的溫度下運行，它的電芯衰減程度也是不一樣的，這為后面的循環(huán)次數(shù)有非常大的影響。

第三個關(guān)鍵技術(shù)，BMS均衡技術(shù)。目前遇到的兩大挑戰(zhàn)，第一個不同于電動汽車的BMS系統(tǒng)，一個集裝箱內(nèi)部鋰電的電芯達到了3000多顆，要維持在一定的水平中，不是一件容易的事情。第二個電池在運行的過程中，由于各類因素的影響，包括出廠的不一致性，包括溫度、濕度不一致性，導致衰減的曲線不一樣。使得儲能系統(tǒng)在運行之后還能達到一定的容量，也是非常大的挑戰(zhàn)。我們有一些獨特的算法，像新投入的電站都會做異常電芯一次性的衰減，把異常電芯篩選出來。BMS均衡技術(shù)提到了三大方面，核心技術(shù)，第一個就是電芯級的SOC的精度，大部分的精度都是根據(jù)電芯的電壓做整體的均衡，但電壓有一個不確定性，一充電電壓會虛高，一放點電壓會虛低。第二個，它的電芯的健康程度，也就是衰減度的判定，這個對于十年周期的運維，哪些電芯需要更換等等這是非常重要的參數(shù)。包括目前系統(tǒng)均衡的策略制定，現(xiàn)在大部分的BMS只是在PAD內(nèi)部的均衡，現(xiàn)在要做到跨PAD之間的均衡，都要做到保證容量循環(huán)壽命策略的制定，這三種技術(shù)是對BMS來說非常關(guān)鍵的技術(shù)。

這是我們實在的在西藏嘉天羊易光伏電站BMS的運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電芯的均衡策略，是通過電芯的電壓，電芯的溫度，電芯估算的SOC等，右圖是時時指出哪些電芯過充了，那些電芯過放了，需要額外的進行均衡的補充。像BMS，SOC的計算精度能夠達到3%，業(yè)界的水平正常是5%左右。這種精度對于均衡的策略，對于SOH估算是非常重要的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)四，多級并聯(lián)的技術(shù)。首先PCS并網(wǎng)的話，它的靈活性非常不夠，同時它不能以一個電壓源的形式支撐整體的電網(wǎng)。怎么樣減少共模干擾對電池管理系統(tǒng)，甚至對PCS本身系統(tǒng)的作用，是這個PCS非常大的挑戰(zhàn)。共模干擾一大，BMS上傳的數(shù)據(jù)會非常不正確，像這種多級并聯(lián)技術(shù)在大規(guī)模儲能當中必不可少的。我們在西藏羊易當中攻克了一些PCS大規(guī)模并聯(lián)技術(shù)的難題，已經(jīng)達到了18臺PCS并網(wǎng)運行，而且是沒有任何通訊設(shè)施的，18臺PCS可為電網(wǎng)提供瞬間的調(diào)頻。這種技術(shù)的實現(xiàn)，我們認為為替代傳統(tǒng)的畜能打下了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵技術(shù)五，PCS的無縫切換技術(shù)。PCS可以以V/F的形式并網(wǎng)運行，給電網(wǎng)提供一次調(diào)頻、調(diào)壓等電力輔助服務(wù)。

關(guān)鍵技術(shù)六，智能化能源管控系統(tǒng)EMS系統(tǒng)，在智能的大腦中對于微電網(wǎng)群的控制是必不可少的。在調(diào)度，從分鐘級的調(diào)度，小時的調(diào)度等等，時時計劃等等，計算出不同的策略，這是非常重要的關(guān)鍵技術(shù)。同時我們在不斷的策略研發(fā)當中，也要讓EMS系統(tǒng)根據(jù)歷史的數(shù)據(jù)，不斷去學習優(yōu)化它自身存在的策略，也是今后發(fā)展的一個方向。

西藏羊易光伏電站的儲能系統(tǒng)EMS有幾個接口，一個是關(guān)于BMS的數(shù)據(jù)接口。第二個接口，光伏系統(tǒng)，第三個它的調(diào)度指令。通過這三個接口，EMS收集到數(shù)據(jù)之后，通過內(nèi)部的智能算法，可以盡量最優(yōu)化調(diào)度，哪些儲能系統(tǒng)在運行，哪些系統(tǒng)運行在PQ系統(tǒng)等等，這一系列都是在EMS里面自動形成的。這是未來能源革命提出的一個新的要求，也就是大規(guī)模光伏+儲能的協(xié)調(diào)控制?，F(xiàn)在正常的調(diào)度機構(gòu)都是要24小時提前上報它的調(diào)度計劃。如果說光伏系統(tǒng)現(xiàn)在有預(yù)設(shè)功能，但預(yù)設(shè)精度并不是特別高，大概在85%左右，并且不能依靠調(diào)度的指令進行控制，加上儲能系統(tǒng)之后完完全全是兩回事，新能源+儲能可以提前24小時，調(diào)節(jié)性能正常的火電性能在15分鐘要進行調(diào)節(jié)到位，我可以瞬時調(diào)節(jié)到位，或者調(diào)節(jié)性能遠遠好于化石能源的調(diào)節(jié)性能。所以它可調(diào)節(jié)性是替代傳統(tǒng)能源的技術(shù)指標。羊易光伏電站目前參照的火電機組提前24小時上報的方式，向調(diào)度上報曲線，而且根據(jù)調(diào)度的時時指令控制光儲一體。

第八個關(guān)鍵技術(shù)，微電網(wǎng)形成之后，它的微電網(wǎng)及微電網(wǎng)群的控制。區(qū)域內(nèi)部，通過區(qū)域能量交易平臺進行能量交互，維持電壓和頻率的穩(wěn)定，通過井架機制實現(xiàn)能源優(yōu)化利用。我們認為未來的發(fā)展趨勢是微電網(wǎng)集群，由此衍生出來像虛擬電廠，云端大數(shù)據(jù)調(diào)度平臺等將會成為EMS一個大的發(fā)展趨勢。

第九個關(guān)鍵技術(shù)，區(qū)域能源管理平臺，實現(xiàn)區(qū)域自治。區(qū)域能源管理平臺可實現(xiàn)對多個微電網(wǎng)的運行控制，建立多微電網(wǎng)間的競價機制，旨在提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高用能的經(jīng)濟性，提高可再生能源比例，實現(xiàn)電力交易和能源交易。未來將會把供暖、供冷和供電等多樣能源的轉(zhuǎn)換，通過各種儲能技術(shù)，利用能源最優(yōu)調(diào)配進行EMS來實現(xiàn)。

我們認為儲能行業(yè)目前是處于整體的爆發(fā)期，而且是一個市場規(guī)模超過千億的，一個現(xiàn)金流較好，沒有補貼拖欠的，而且技術(shù)門檻較高的行業(yè)。未來一段時間，我們判斷儲能行業(yè)會形成若干個大型的儲能公司，資源逐步會向優(yōu)勢企業(yè)集中。全球儲能市場有望突破萬億級，我們也在這個儲能當中有信心奏響推動能源變革的最強音。 

原標題：北控清潔沈聰：若干大型儲能公司將形成 資源向優(yōu)勢企業(yè)集中