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數(shù)字化、智能化是解決儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題的重要手段
日期:2023-11-01   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:wangxin_yjm 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
當(dāng)前,我國正積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。儲(chǔ)能作為支撐新能源大規(guī)模開發(fā)利用的重要手段,在輔助電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、助力削峰填谷等方面的作用日益彰顯,在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。然而,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨著成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、利用率低等問題。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)為解決儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn)問題提供了解決方案。

一、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨成本高、安全風(fēng)險(xiǎn)大等難題

首先,成本偏高是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能電站的成本主要由建設(shè)成本和運(yùn)營成本兩部分構(gòu)成。建設(shè)成本包括設(shè)備、建筑成本、土地等成本,運(yùn)營成本包括運(yùn)維、人工、充電等成本。其中,電池成本和運(yùn)維成本占電站總成本比例3/4左右。主要原因來源于原材料的市場(chǎng)供應(yīng)壓力,以及很多儲(chǔ)能電站采用人工巡檢和運(yùn)維模式。

其次,安全問題是影響儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一個(gè)關(guān)鍵因素。近年來,全球發(fā)生多起儲(chǔ)能電池爆炸起火事件。隨著儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模的擴(kuò)大、電池單體數(shù)量的增加以及共享儲(chǔ)能、云儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能形態(tài)的出現(xiàn),儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的安全問題和挑戰(zhàn)更多,安全管理水平需進(jìn)一步提升。

另外,儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體利用程度偏低。根據(jù)中電聯(lián)2022年發(fā)布的《新能源配儲(chǔ)能運(yùn)行情況調(diào)研報(bào)告》,我國電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的平均等效利用系數(shù)為12.2%。其中,新能源配儲(chǔ)能利用系數(shù)僅為6.1%,火電廠配儲(chǔ)能利用系數(shù)為15.3%,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能利用系數(shù)為14.8%,用戶側(cè)儲(chǔ)能利用系數(shù)為28.3%。

二、數(shù)字化、智能化是解決儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題的重要手段

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)可高效采集數(shù)據(jù),增強(qiáng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算、分析能力,實(shí)現(xiàn)智能診斷等功能。以物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等為“技術(shù)底座”,借助“云-邊-端”物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)建設(shè)儲(chǔ)能云平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模協(xié)同管理,提升響應(yīng)速度,確保儲(chǔ)能系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí),依托數(shù)字技術(shù)可優(yōu)化儲(chǔ)能電站散熱管理、功率分配等功能,降低儲(chǔ)能電站的自身能耗和電能的二次損耗,提升運(yùn)行效率。

首先,利用數(shù)字技術(shù)可降低儲(chǔ)能系統(tǒng)成本。通過建立電池的可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池的柔性和精細(xì)化控制,大幅降低電池成本。依托云計(jì)算、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù),用戶可按需使用集中式或分布式共享儲(chǔ)能資源,按需支付服務(wù)費(fèi),共同分擔(dān)投資和運(yùn)維等方面成本,從而降低每個(gè)用戶的相關(guān)費(fèi)用支出和社會(huì)的整體資源投入。一旦發(fā)生故障,運(yùn)維人員可第一時(shí)間通過線上操作完成故障電池模組的檢測(cè)和單獨(dú)隔離,有效降低運(yùn)維成本。

其次,利用數(shù)字技術(shù)可提高儲(chǔ)能系統(tǒng)安全防護(hù)水平。數(shù)字化的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過電池的可控并聯(lián)來降低熱損耗,通過電芯間的動(dòng)態(tài)重組來防止熱堆積,降低電池故障發(fā)生概率;通過控制可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)開關(guān)的通斷實(shí)現(xiàn)故障控制,避免電池出現(xiàn)熱失控,提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全水平。建設(shè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可增強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的感知能力。建設(shè)電池管理系統(tǒng),并結(jié)合人工智能技術(shù)評(píng)估電池的健康狀態(tài)及剩余壽命等情況,在此基礎(chǔ)上開展電站和設(shè)備的狀態(tài)分析、預(yù)警,可有效提升安全防護(hù)水平。

再者,利用數(shù)字技術(shù)可提升儲(chǔ)能系統(tǒng)整體利用效率。2014年,清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院能源戰(zhàn)略與運(yùn)籌研究中心提出了“云儲(chǔ)能”的概念。2018年,國網(wǎng)青海省電力公司提出了“共享儲(chǔ)能”的概念。目前,相關(guān)模式已在多個(gè)地區(qū)推廣應(yīng)用。區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)是支撐“共享儲(chǔ)能”“云儲(chǔ)能”等新模式的底層技術(shù),可將零散的儲(chǔ)能資源整合在一起,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能資源的跨時(shí)空共享、復(fù)用,助力盤活閑散的儲(chǔ)能資源,提升儲(chǔ)能設(shè)備的利用率。

三、加快推進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展需多方協(xié)作

在理論層面,學(xué)術(shù)界需加強(qiáng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化相關(guān)基礎(chǔ)理論研究和機(jī)理分析,針對(duì)電池基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集精度提升、信息能量同頻處理、數(shù)字化儲(chǔ)能交易機(jī)制與運(yùn)營模式等問題開展攻關(guān)。

在政策層面,政府部門需出臺(tái)針對(duì)性更強(qiáng)、更加細(xì)化的鼓勵(lì)政策,以示范項(xiàng)目、優(yōu)惠政策等方式支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展。積極推廣數(shù)字化儲(chǔ)能電站、智能運(yùn)維、“共享儲(chǔ)能”、“云儲(chǔ)能”等新模式。

在市場(chǎng)層面,相關(guān)企業(yè)需積極探索各類數(shù)字技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景,解決數(shù)據(jù)不聯(lián)通、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的“信息孤島”等問題,建設(shè)具備多種功能的數(shù)字化儲(chǔ)能管理平臺(tái),打造智能化、全場(chǎng)景、體系化的服務(wù),為各類用戶提供“一站式”定制服務(wù)。

原標(biāo)題:數(shù)字化、智能化是解決儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題的重要手段
 
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