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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)的應用前景及關鍵技術探討。

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位國內外專家、企業(yè)家及1000名業(yè)內精英相聚一堂，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理沈聰對大規(guī)模蓄電池儲能系統(tǒng)的應用前景及關鍵技術探討。

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、現金流較好，沒有補貼拖欠的，且技術門檻較高的行業(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)模儲能的應用場景以及關鍵技術探討的分享，同時我也會簡單介紹一下關于我們現在做的西藏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。怎么樣實現目標呢？三種實現方式，第一個實現方式，以分布式、區(qū)域化、微電網群的實現方式，主要以分布式光伏、分布式風能，加上能源管理系統(tǒng)作為實現的方式，儲能也是必不可少的實現環(huán)節(jié)。第二個實現方式，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，缺點是不經濟、高消耗。我們現在在羊易做的方式，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節(jié)型，需要傳統(tǒng)的供電方式給它提供調壓等服務的。加上儲能之后，它的調節(jié)性能，度電成本，甚至比傳統(tǒng)的供電方式更低更好，這是一種實現的路徑。第二種實現的路徑，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、物聯網等方式，更經濟的，人工智能的調度模式，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，靠近用戶側不需要支付過網費，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。實現這種必然的趨勢，三種非常關鍵的技術，第一個就是微電網及微電網的管控技術。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)是實現能源革命必不可少的技術。

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)網的方式，把相關的數據直接上傳到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)進行相互的通訊協調控制的，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合的調節(jié)，包括跟光伏聯合調壓調頻的輔助功能，也是在EMS當中實現的。

我們所說的技術優(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日并網運行的，每天為電網提供13000度的電網。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，它的整體響應速度非?？?，我們是18臺PCS并入到電網當中，響應速度在100毫秒之內。第四，我們多級PCS并聯的技術，這個技術是遠高于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)模儲能應用一些需要突破的關鍵技術。大規(guī)模儲能最主要的還是頂層設計，頂層設計主要做什么呢？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的。我們怎么來實現又降低儲能的造價，又提高儲能循環(huán)的壽命？也是通過兩方面，閉環(huán)的設計過程。怎么來閉環(huán)？首先要了解整體的儲能實現什么樣的功能，是調頻的調峰或者組合的等等，我們根據不同的配置功能，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性，但鋰電的造價偏高一些，所以我們用鋰電參與一次調頻。二次調頻主要是鉛碳電池實現，它的造價會稍微低一些。通過頂層設計的排布，實現綜合造價最低。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。

第二個關鍵技術，集成的技術非常重要。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。如果調頻的項目，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進行整體的均衡，包括集裝箱內部的熱管理系統(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設計為例，它的運維的考慮，它的幾并幾串設計都是有所考慮的。特別強調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)次數有非常大的影響。

第三個關鍵技術，BMS均衡技術。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均衡技術提到了三大方面，核心技術，第一個就是電芯級的SOC的精度，大部分的精度都是根據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。包括目前系統(tǒng)均衡的策略制定，現在大部分的BMS只是在PAD內部的均衡，現在要做到跨PAD之間的均衡，都要做到保證容量循環(huán)壽命策略的制定，這三種技術是對BMS來說非常關鍵的技術。

這是我們實在的在西藏嘉天羊易光伏電站BMS的運行數據，實現電芯的均衡策略，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鍵技術。

關鍵技術四，多級并聯的技術。首先PCS并網的話，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。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上傳的數據會非常不正確，像這種多級并聯技術在大規(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)模并聯技術的難題，已經達到了18臺PCS并網運行，而且是沒有任何通訊設施的，18臺PCS可為電網提供瞬間的調頻。這種技術的實現，我們認為為替代傳統(tǒng)的畜能打下了基礎。

關鍵技術五，PCS的無縫切換技術。PCS可以以V/F的形式并網運行，給電網提供一次調頻、調壓等電力輔助服務。

關鍵技術六，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群的控制是必不可少的。在調度，從分鐘級的調度，小時的調度等等，時時計劃等等，計算出不同的策略，這是非常重要的關鍵技術。同時我們在不斷的策略研發(fā)當中，也要讓EMS系統(tǒng)根據歷史的數據，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，一個是關于BMS的數據接口。第二個接口，光伏系統(tǒng)，第三個它的調度指令。通過這三個接口，EMS收集到數據之后，通過內部的智能算法，可以盡量最優(yōu)化調度，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+儲能的協調控制?，F在正常的調度機構都是要24小時提前上報它的調度計劃。如果說光伏系統(tǒng)現在有預設功能，但預設精度并不是特別高，大概在85%左右，并且不能依靠調度的指令進行控制，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，調節(jié)性能正常的火電性能在15分鐘要進行調節(jié)到位，我可以瞬時調節(jié)到位，或者調節(jié)性能遠遠好于化石能源的調節(jié)性能。所以它可調節(jié)性是替代傳統(tǒng)能源的技術指標。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，向調度上報曲線，而且根據調度的時時指令控制光儲一體。

第八個關鍵技術，微電網形成之后，它的微電網及微電網群的控制。區(qū)域內部，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，通過井架機制實現能源優(yōu)化利用。我們認為未來的發(fā)展趨勢是微電網集群，由此衍生出來像虛擬電廠，云端大數據調度平臺等將會成為EMS一個大的發(fā)展趨勢。

第九個關鍵技術，區(qū)域能源管理平臺，實現區(qū)域自治。區(qū)域能源管理平臺可實現對多個微電網的運行控制，建立多微電網間的競價機制，旨在提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高用能的經濟性，提高可再生能源比例，實現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換，通過各種儲能技術，利用能源最優(yōu)調配進行EMS來實現。

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，一個現金流較好，沒有補貼拖欠的，而且技術門檻較高的行業(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