江蘇林洋億緯儲(chǔ)能科技有限公司總工程師  曾繁鵬  出席論壇并發(fā)表主題演講——《支撐新型電力系統(tǒng)的新型儲(chǔ)能電站系統(tǒng)集成及運(yùn)營支撐關(guān)鍵技術(shù)》

 

以下為演講實(shí)錄：

首先為大家簡單地回顧一下我們新型電力系統(tǒng)的幾個(gè)特點(diǎn)。

現(xiàn)在講的新型電力系統(tǒng)都會(huì)加一個(gè)以新能源為主體的定語，當(dāng)新能源發(fā)電占主體位置時(shí)，由于新能源發(fā)電的波動(dòng)性和不確定性，這就需要大量的儲(chǔ)能作為靈活性調(diào)節(jié)資源。

儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都有較好的調(diào)節(jié)能力和應(yīng)用需求。現(xiàn)階段還是以電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)為主，而且盈利模式還不是很清晰。用戶側(cè)雖然有比較好的盈利模式，但是全生命周期的盈利可控性相對(duì)差一點(diǎn)。

    林洋億緯儲(chǔ)能系統(tǒng)集成圍繞以下六個(gè)方面特點(diǎn)開展：

（1）高安全。安全是底線，儲(chǔ)能系統(tǒng)的站級(jí)安全和儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行安全都是非常重要的。這里包括電芯的本體安全和運(yùn)行安全，同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電氣設(shè)備運(yùn)行安全也是保證電站系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。

（2）長壽命。現(xiàn)在國家能源局明確說明儲(chǔ)能電站要與光伏電站全生命周期的調(diào)節(jié)匹配。我們要解決從電芯壽命、直流側(cè)和交流系統(tǒng)集成的技術(shù)參數(shù)問題，支撐到系統(tǒng)20年的運(yùn)營周期，可以按照集成過程當(dāng)中的零配件與20年做匹配或者考慮更換。

（3）高效率。儲(chǔ)能電站實(shí)測效率約86%，儲(chǔ)能電站效率參數(shù)提高是比較難的。我們通過系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化和高效的溫控系統(tǒng)，以及及時(shí)的運(yùn)維來保障這個(gè)參數(shù)。

（4）低衰減。通過評(píng)估儲(chǔ)能應(yīng)用模式，預(yù)測系統(tǒng)衰減指標(biāo)，并針對(duì)性地設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，一般通過創(chuàng)新BMS預(yù)警策略和比較優(yōu)良的溫控系統(tǒng)，保證電芯在同樣的電氣環(huán)境和溫度下正常運(yùn)行，提高系統(tǒng)一致性。

（5）智能化。林洋儲(chǔ)能更多從電力系統(tǒng)的角度來設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站，包括電站的設(shè)計(jì)、運(yùn)維、運(yùn)營等，所以我們會(huì)非常關(guān)注智能化平臺(tái)的建設(shè)。降低運(yùn)維成本，采用技術(shù)運(yùn)維和智能的控制算法來提高我們運(yùn)營過程中的收益，為儲(chǔ)能參與電力市場輔助化服務(wù)獲取更高收益奠定基礎(chǔ)。

（6）高收益。未來儲(chǔ)能電站應(yīng)該具有更好的收益模式，以共享儲(chǔ)能電站為例，它的收益模式需要采用多種運(yùn)行模式做支撐，我們通過提高儲(chǔ)能電站的運(yùn)行特性和優(yōu)良的電網(wǎng)支撐能力來保證在未來參與電力市場過程中，儲(chǔ)能電站獲取更高的收益，提高儲(chǔ)能電站的價(jià)值。

林洋正在打造一個(gè)儲(chǔ)能端到端的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，我們從電芯的制造、PACK生產(chǎn)、系統(tǒng)集成、下線檢測等，建立整體的系統(tǒng)測試平臺(tái)。在系統(tǒng)投入應(yīng)用后，我們也會(huì)關(guān)注運(yùn)營過程當(dāng)中的整體的運(yùn)行數(shù)據(jù)，打通從電芯數(shù)據(jù)到運(yùn)行數(shù)據(jù)的無縫連接，并采用智能分析算法輔助進(jìn)行更簡單的運(yùn)維和更合理的運(yùn)維，這也是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)級(jí)安全的必要手段。

未來的儲(chǔ)能電站越來越大，無法通過一個(gè)終端或者某幾個(gè)終端把數(shù)據(jù)打通，為此我們開發(fā)3S融合儲(chǔ)能控制終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和分析的合理布局。在創(chuàng)新的PACK上要實(shí)現(xiàn)很優(yōu)良的溫控特性，并結(jié)合PACK控制器和簇制器解決直流DC/DC環(huán)流和PCS控制層面上的問題。

BMS是我們重點(diǎn)關(guān)注的系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)它與電芯的緊密配合，把電芯的性能發(fā)揮到最好。在安全上，我們將一些預(yù)測算法集成到我們的控制系統(tǒng)和高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)里，把電芯的問題控制在萌芽階段，避免惡化。

從電的角度看，電池是一個(gè)無法預(yù)測也無法直觀看到內(nèi)部機(jī)理的一個(gè)黑盒。通過數(shù)字孿生的系統(tǒng)，對(duì)電池的內(nèi)部的運(yùn)行機(jī)理，包括怎么樣匹配電池特性來調(diào)整控制方式，這是在儲(chǔ)能數(shù)字孿生系統(tǒng)里面要做的一些嘗試。

（1）第一個(gè)關(guān)鍵是技術(shù)就是溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制，有效降低電芯的溫升和溫差，這也是所有儲(chǔ)能系統(tǒng)集成廠家面臨的非常關(guān)鍵的問題。我們的溫控系統(tǒng)基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，同時(shí)考慮運(yùn)行模式、電芯健康狀況和環(huán)境因素，一方面保證溫升和溫差指標(biāo)，另一方面采用最優(yōu)控制算法提供系統(tǒng)能效。

（2）第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是電芯運(yùn)行不一致性的控制技術(shù)。電芯在運(yùn)行過程當(dāng)中，由于控制系統(tǒng)的誤差和電芯本身的一些機(jī)理上的因素，不一致性的發(fā)生很難完全避免。個(gè)別電芯有可能就導(dǎo)致了一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能衰減加快，無法按照設(shè)計(jì)使用容量充放電。另外，衰減過快的電芯始終工作在限值狀態(tài)，導(dǎo)致該電芯的衰減加快，發(fā)生故障或者火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)性加大。

（3）數(shù)字孿生技術(shù)。數(shù)字孿生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)整站建模的實(shí)時(shí)仿真，針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池?zé)o法精準(zhǔn)建模的特點(diǎn)，利用數(shù)字孿生可以提高系統(tǒng)的在線仿真優(yōu)化，提高運(yùn)維效率。針對(duì)電力市場不確定的運(yùn)行模式，在線選擇最優(yōu)控制模式，深度挖掘組成電站的價(jià)值。在林洋內(nèi)部電站上我們針對(duì)此技術(shù)正在做一些嘗試，但還是很不成熟。今天拋出來這個(gè)話題也是希望跟行業(yè)內(nèi)的專家一同來推動(dòng)數(shù)字技術(shù)發(fā)展。

（4）調(diào)峰調(diào)頻輔助決策系統(tǒng)。儲(chǔ)能電站在收益模式上以調(diào)頻調(diào)峰輔助模式為主，控制系統(tǒng)要評(píng)估電站參與哪種模式最優(yōu)，我們希望調(diào)峰調(diào)頻輔助決策系統(tǒng)，一方面要分析輔助服務(wù)的報(bào)價(jià)機(jī)制，另外一方面要關(guān)注儲(chǔ)能設(shè)備本身的健康狀況。在參與不同的調(diào)頻模式的時(shí)候，我們會(huì)測算我們的成本，采取全生命周期的儲(chǔ)能電站收益最優(yōu)的控制模式。

（5）多時(shí)間尺度上的復(fù)合控制。儲(chǔ)能電站可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)、秒級(jí)以及更長時(shí)間尺度上的響應(yīng)，電站的控制模式變得更加的靈活。我們?nèi)绾卧谝恍╇娦拘阅鼙容^好，電網(wǎng)又需要的場景實(shí)現(xiàn)一些響應(yīng)速度比較快的模式，如一二次調(diào)頻。但隨著電芯的逐漸衰減性能變差，就可以把這一部分的儲(chǔ)能設(shè)備做調(diào)峰，既保證了安全性，也保證了整體電站的收益盈利。

（6）支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行的能源路由器。并網(wǎng)能源路由器承擔(dān)在直流側(cè)和交流側(cè)并網(wǎng)接口的作用，要考慮建立支撐電網(wǎng)的控制模式上。構(gòu)網(wǎng)型的PCS在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)比較簡單，但在一些大型儲(chǔ)能站上實(shí)現(xiàn)就比較復(fù)雜，如在GW級(jí)的電站上要求PCS同時(shí)發(fā)揮能力，并支撐電網(wǎng)運(yùn)行就是我們共同面臨的難題了，要求在多級(jí)并聯(lián)的協(xié)調(diào)控制技術(shù)上進(jìn)行攻關(guān)研發(fā)。

（7）儲(chǔ)能電站3S融合終端。依托我們的項(xiàng)目的實(shí)景，把整體的儲(chǔ)能電站按照一定的規(guī)模采用分區(qū)環(huán)網(wǎng)控制，把我們的3S終端放到我們的儲(chǔ)能設(shè)備里面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性上的控制邏輯。

（8）儲(chǔ)能電站分區(qū)控制。我們把儲(chǔ)能場站分成不同的模塊、區(qū)域，按照不同的區(qū)域和環(huán)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)由下面終端到上層的AGC、AVC以及整體電站EMS上的聯(lián)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)包級(jí)的優(yōu)化，簇級(jí)的管理，海量數(shù)據(jù)本地分析，上傳變量數(shù)據(jù)，包括故障數(shù)據(jù)和需要保存的數(shù)據(jù)。在設(shè)備實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)上，通過光纖環(huán)網(wǎng)按區(qū)域來進(jìn)行控制，這也是實(shí)現(xiàn)大型儲(chǔ)能電站特別是GW級(jí)儲(chǔ)能電站的一個(gè)多時(shí)域的聯(lián)動(dòng)控制。

以上就是林洋對(duì)于儲(chǔ)能的一些思考和嘗試。自從踏入這個(gè)行業(yè)，我們針對(duì)儲(chǔ)能電站就做了很多思考，今年我們儲(chǔ)能業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)快速的增長趨勢。

謝謝大家！