江蘇林洋億緯儲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)的新型儲能電站系統(tǒng)集成及運營支撐關鍵技術》

 

以下為演講實錄：

首先為大家簡單地回顧一下我們新型電力系統(tǒng)的幾個特點。

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

儲能在新型電力系統(tǒng)中的發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側都有較好的調(diào)節(jié)能力和應用需求。現(xiàn)階段還是以電網(wǎng)側和電源側為主，而且盈利模式還不是很清晰。用戶側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差一點。

    林洋億緯儲能系統(tǒng)集成圍繞以下六個方面特點開展：

（1）高安全。安全是底線，儲能系統(tǒng)的站級安全和儲能設備運行安全都是非常重要的。這里包括電芯的本體安全和運行安全，同時儲能系統(tǒng)的電氣設備運行安全也是保證電站系統(tǒng)安全的關鍵。

（2）長壽命。現(xiàn)在國家能源局明確說明儲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、直流側和交流系統(tǒng)集成的技術參數(shù)問題，支撐到系統(tǒng)20年的運營周期，可以按照集成過程當中的零配件與20年做匹配或者考慮更換。

（3）高效率。儲能電站實測效率約86%，儲能電站效率參數(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)，以及及時的運維來保障這個參數(shù)。

（4）低衰減。通過評估儲能應用模式，預測系統(tǒng)衰減指標，并針對性地設計系統(tǒng)運行參數(shù)，一般通過創(chuàng)新BMS預警策略和比較優(yōu)良的溫控系統(tǒng)，保證電芯在同樣的電氣環(huán)境和溫度下正常運行，提高系統(tǒng)一致性。

（5）智能化。林洋儲能更多從電力系統(tǒng)的角度來設計儲能電站，包括電站的設計、運維、運營等，所以我們會非常關注智能化平臺的建設。降低運維成本，采用技術運維和智能的控制算法來提高我們運營過程中的收益，為儲能參與電力市場輔助化服務獲取更高收益奠定基礎。

（6）高收益。未來儲能電站應該具有更好的收益模式，以共享儲能電站為例，它的收益模式需要采用多種運行模式做支撐，我們通過提高儲能電站的運行特性和優(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，儲能電站獲取更高的收益，提高儲能電站的價值。

林洋正在打造一個儲能端到端的數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈平臺，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。在系統(tǒng)投入應用后，我們也會關注運營過程當中的整體的運行數(shù)據(jù)，打通從電芯數(shù)據(jù)到運行數(shù)據(jù)的無縫連接，并采用智能分析算法輔助進行更簡單的運維和更合理的運維，這也是實現(xiàn)儲能電站系統(tǒng)級安全的必要手段。

未來的儲能電站越來越大，無法通過一個終端或者某幾個終端把數(shù)據(jù)打通，為此我們開發(fā)3S融合儲能控制終端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和分析的合理布局。在創(chuàng)新的PACK上要實現(xiàn)很優(yōu)良的溫控特性，并結合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是我們重點關注的系統(tǒng)，為了實現(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，我們將一些預測算法集成到我們的控制系統(tǒng)和高級應用系統(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，電池是一個無法預測也無法直觀看到內(nèi)部機理的一個黑盒。通過數(shù)字孿生的系統(tǒng)，對電池的內(nèi)部的運行機理，包括怎么樣匹配電池特性來調(diào)整控制方式，這是在儲能數(shù)字孿生系統(tǒng)里面要做的一些嘗試。

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

（2）第二個關鍵技術是電芯運行不一致性的控制技術。電芯在運行過程當中，由于控制系統(tǒng)的誤差和電芯本身的一些機理上的因素，不一致性的發(fā)生很難完全避免。個別電芯有可能就導致了一個儲能系統(tǒng)的性能衰減加快，無法按照設計使用容量充放電。另外，衰減過快的電芯始終工作在限值狀態(tài)，導致該電芯的衰減加快，發(fā)生故障或者火災的風險性加大。

（3）數(shù)字孿生技術。數(shù)字孿生技術可以實現(xiàn)整站建模的實時仿真，針對儲能系統(tǒng)和儲能電池無法精準建模的特點，利用數(shù)字孿生可以提高系統(tǒng)的在線仿真優(yōu)化，提高運維效率。針對電力市場不確定的運行模式，在線選擇最優(yōu)控制模式，深度挖掘組成電站的價值。在林洋內(nèi)部電站上我們針對此技術正在做一些嘗試，但還是很不成熟。今天拋出來這個話題也是希望跟行業(yè)內(nèi)的專家一同來推動數(shù)字技術發(fā)展。

（4）調(diào)峰調(diào)頻輔助決策系統(tǒng)。儲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的報價機制，另外一方面要關注儲能設備本身的健康狀況。在參與不同的調(diào)頻模式的時候，我們會測算我們的成本，采取全生命周期的儲能電站收益最優(yōu)的控制模式。

（5）多時間尺度上的復合控制。儲能電站可以實現(xiàn)毫秒級、秒級以及更長時間尺度上的響應，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)又需要的場景實現(xiàn)一些響應速度比較快的模式，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能設備做調(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)安全運行的能源路由器。并網(wǎng)能源路由器承擔在直流側和交流側并網(wǎng)接口的作用，要考慮建立支撐電網(wǎng)的控制模式上。構網(wǎng)型的PCS在單機上實現(xiàn)比較簡單，但在一些大型儲能站上實現(xiàn)就比較復雜，如在GW級的電站上要求PCS同時發(fā)揮能力，并支撐電網(wǎng)運行就是我們共同面臨的難題了，要求在多級并聯(lián)的協(xié)調(diào)控制技術上進行攻關研發(fā)。

（7）儲能電站3S融合終端。依托我們的項目的實景，把整體的儲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終端放到我們的儲能設備里面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在實時性、可靠性、安全性上的控制邏輯。

（8）儲能電站分區(qū)控制。我們把儲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。實現(xiàn)包級的優(yōu)化，簇級的管理，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)。在設備實時聯(lián)動上，通過光纖環(huán)網(wǎng)按區(qū)域來進行控制，這也是實現(xiàn)大型儲能電站特別是GW級儲能電站的一個多時域的聯(lián)動控制。

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

謝謝大家！