中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2021年由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長沙）電池博覽會(huì)暨首屆中國國際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會(huì)主題是“新儲(chǔ)能、新動(dòng)力、新發(fā)展”。
會(huì)后，為了能讓參會(huì)代表有更深入的行業(yè)交流，小編經(jīng)過演講專家本人同意和審核，將演講專家的速記整理如下：
譚清武：各位行業(yè)的專家，首先非常感謝給我這個(gè)機(jī)會(huì)進(jìn)行分享，我分享的題目是《儲(chǔ)能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的設(shè)計(jì)思路》。主要從以下四個(gè)方面給各位做一個(gè)分享。一是國內(nèi)行業(yè)狀態(tài)，二是運(yùn)行與設(shè)計(jì)，三是安全穩(wěn)定保障，第四個(gè)是現(xiàn)在的主要案例。
首先是行業(yè)的狀態(tài)，因?yàn)檫@次會(huì)議的主題是咱們的電源側(cè)儲(chǔ)能，所以說我也只是挑了目前關(guān)系到電源側(cè)儲(chǔ)能關(guān)系的政策。在去年習(xí)主席提出了3060的指標(biāo)，一直到今年不斷有政策出臺(tái)，到今年4月份國家發(fā)改委、能源局發(fā)布了關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見，這里面也有一些量化的指標(biāo)，預(yù)計(jì)到2025年實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到3000萬瓦時(shí)以上，也布局了系統(tǒng)友好型新能源電站項(xiàng)目。在今年的8月10號(hào)，國家發(fā)改委和能源局也發(fā)布了關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知，它可以鼓勵(lì)自建，或者是通過購買的方式購買一定能量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，完成并網(wǎng)的要求。
這一塊，我是把幾個(gè)省份詳細(xì)的關(guān)于新能源并網(wǎng)需要配置儲(chǔ)能的指標(biāo)相關(guān)的管理辦法把它羅列收集出來，里面涉及到湖北、內(nèi)蒙古、新疆、山東、山西、湖北、貴州，這對(duì)于我們儲(chǔ)能來說也是一個(gè)非常好的鼓勵(lì)作用。
在碳達(dá)峰和碳中和的承諾下，提高可再生能源占比是今后的必然，預(yù)計(jì)到2030年風(fēng)電光復(fù)裝機(jī)有望達(dá)到16億，據(jù)有關(guān)單位測(cè)算，在碳中和及碳達(dá)峰的愿景下，預(yù)計(jì)到2030年風(fēng)電、光伏分別由2019年的0.4、0.2萬億度，提升至1.2萬億度。（圖）這個(gè)表也是對(duì)于風(fēng)電新增并網(wǎng)空間的預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)累計(jì)新增儲(chǔ)能回答道28，這是比較保守的預(yù)計(jì)。
第二部分，進(jìn)入到今天的主題，談運(yùn)行與設(shè)計(jì)的導(dǎo)向。
從我們產(chǎn)品設(shè)計(jì)的導(dǎo)向來說，都是客戶需求進(jìn)行導(dǎo)向，也就是說我們的客戶拿我們的儲(chǔ)能電站來干什么，才是我們?cè)O(shè)計(jì)的初衷，一般有一些常規(guī)的設(shè)計(jì)院他們都會(huì)有好的解決辦法，包括相關(guān)的控制器件的選型，核心的功能要求，在設(shè)計(jì)院全部都可以很清楚。我們作為儲(chǔ)能系統(tǒng)核心產(chǎn)品的供應(yīng)商更需要關(guān)注的是直流側(cè)，就是儲(chǔ)能系統(tǒng)核心心臟能源主要的匯集地，它所能夠?yàn)榭蛻舻男枨髱砟男╉憫?yīng)的功能，這些是我想分享的重點(diǎn)所在。
圖上我列出了風(fēng)電場(chǎng)的模型，在它運(yùn)行的上下限波動(dòng)的范圍。右圖是整個(gè)平滑輸出以后的曲線，相對(duì)于左來說效果更好，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)，主要用于風(fēng)功率波動(dòng)的平滑，可以長時(shí)間滿足功率變換。對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，考驗(yàn)的是系統(tǒng)功率階段變化的穩(wěn)定性及時(shí)效性，這種模式在長時(shí)間運(yùn)行下，會(huì)對(duì)直流側(cè)，包括SOC狀態(tài)量，這是非常重要的體現(xiàn)。我們需要的頻次就會(huì)增大，從設(shè)計(jì)上就要考慮多種SOC階段的措施。
第二個(gè)，配合光伏電站，光伏電站的穩(wěn)定性比較比風(fēng)電更差一點(diǎn)，受天氣影響非常大，配合儲(chǔ)能能夠更加貼合光伏電站的預(yù)測(cè)的參考力。右邊這個(gè)圖是我們光伏處理的曲線，這個(gè)是光儲(chǔ)出力的曲線，第三幅圖是SOC變化量，我們可以看到光伏發(fā)電較風(fēng)電更考驗(yàn)日內(nèi)長時(shí)段儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)充放電能力，對(duì)于目前系統(tǒng)SOC精度及計(jì)算策略，該模式相較于風(fēng)電的SOC估算會(huì)更加準(zhǔn)確。
第三部分，電網(wǎng)側(cè)，我們也是挑了早期做得比較早的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站真實(shí)的數(shù)據(jù)曲線。（圖）左邊的圖是我們首批進(jìn)入電網(wǎng)側(cè)的電站，一期的丹陽儲(chǔ)能站，這也是它遠(yuǎn)方調(diào)度AGC的響應(yīng)曲線，我們能看到有幾種顏色，一種是紅色，就是計(jì)劃線。綠色是電池響應(yīng)的值，當(dāng)他們貼合度越緊密說明響應(yīng)性越好，對(duì)于建設(shè)儲(chǔ)能電站的要求達(dá)到最好的效果。右邊是參與常規(guī)的調(diào)峰曲線。在電網(wǎng)側(cè)AGC方面，日均響應(yīng)次數(shù)可以達(dá)到一充一放，最大時(shí)長可能連續(xù)24小時(shí)，應(yīng)該來說工況是最厲害的。在調(diào)峰這一塊，主要還是一日兩充兩放的模型。
剛剛我們前面提到了電源側(cè)，我們非常關(guān)注SOC的狀態(tài)，這個(gè)是直接關(guān)注的調(diào)度，能夠看到你，了解到你目前狀態(tài)。而這個(gè)指標(biāo)是反應(yīng)你電池好壞，以及能否維持后面的運(yùn)行的核心指標(biāo)。這也是得益于行業(yè)的限制以及技術(shù)的壁壘，還有很多地方需要完善，影響SOC精度主要有幾個(gè)方面，一個(gè)是開路電池的特性，不同的原材料所體現(xiàn)出來的SOC都不一樣，所以對(duì)SOC的驗(yàn)證方式也不太一樣。同時(shí)在充放電倍率方面也是不太一樣，整個(gè)運(yùn)行過程中，電池在動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況下，在恒定溫度和恒定電流的情況下關(guān)系還是比較穩(wěn)定的，我們基本上可以比較準(zhǔn)確的在5%的SOC精度范圍內(nèi)進(jìn)行很好的估算。
傳統(tǒng)的一些方法并不能完全保證在每個(gè)平臺(tái)上的SOC精度都能達(dá)到使用要求。再就是溫度狀態(tài)，不同材料的電池都會(huì)收到溫度影響，特別是低溫。再一個(gè)就是長期運(yùn)行一段時(shí)間之后電池壽命出現(xiàn)了一些衰減，在運(yùn)行過程中對(duì)新電池可能會(huì)有一些影響，原來的估算方法并不能準(zhǔn)確的針對(duì)于舊電池，或者是運(yùn)行一段時(shí)間之后的保證。還有不同的電池串并方式，都會(huì)對(duì)平臺(tái)有很大的影響，這是我們必須要考慮的因素。
簡單提了一下相關(guān)的核心參數(shù)，也是我們?cè)瓉碓陧?xiàng)目上、設(shè)置上所碰到的問題，而且我們也是陸陸續(xù)續(xù)做了一些優(yōu)化和設(shè)計(jì)。
第一個(gè)，就是不同運(yùn)行倍率單體電壓壓降不同，特別是關(guān)系到BMS相關(guān)的保護(hù)值需要做一些調(diào)整，而不是以偏概全，不同倍率下是不一樣的。在不同的循環(huán)次數(shù)之后，對(duì)末期的變壓循環(huán)速率也需要考慮，因?yàn)槲覀冎繠MS在后臺(tái)都會(huì)預(yù)留不同級(jí)的機(jī)制。不同循環(huán)次數(shù)之后，它在末期平臺(tái)電壓的速率是完全不一樣，所以在最初的閾值設(shè)置上比較做一些優(yōu)化，不能以偏概全以第一版為主，這是非常平穩(wěn)的，在全生命周期中正常的運(yùn)行下去必須要考量的一些設(shè)置參數(shù)。
再一個(gè)就是溫度設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，常規(guī)的一些液冷，不同的散熱系統(tǒng)會(huì)針對(duì)不同的倍率和電池特性設(shè)置不同的風(fēng)道，對(duì)整個(gè)溫度的分布、分散特性、溫升都有不同的區(qū)別，所以我們必須考慮相關(guān)的溫設(shè)原則。
從安全穩(wěn)定性也是整個(gè)運(yùn)行的核心所在。
在安全穩(wěn)定上我們首先要保證儲(chǔ)能電站的核心設(shè)備，就是我們的電池本體的安全是整個(gè)電站最后一道防線，雖然說我們有很多的方式來提高電站的安全性，但是這是不能偷工減料的地方，首先我們采用相關(guān)的結(jié)構(gòu)性的優(yōu)化，包括我們?cè)O(shè)置的一些陶瓷邊緣的涂覆，保證電池內(nèi)部的安全特性的保證。
再一個(gè)就是關(guān)鍵過程制成的過程，鋰電池最重要的就是一致性的體現(xiàn)，最重要的就是金屬顆粒物，這一塊我們一直持續(xù)在做優(yōu)化和改良，包括我們也聘請(qǐng)了原來日本索尼的專家來做改進(jìn)。再一個(gè)就是防呆設(shè)計(jì)，前一段時(shí)間我們看到特斯拉出現(xiàn)的火災(zāi)，導(dǎo)致液冷液泄漏，再往前看，有調(diào)試方面的，也有運(yùn)維方面的，所以我們必須要有一些保證。消防這一塊我們也是采用了三級(jí)消防管理機(jī)構(gòu)，第一級(jí)消防是單元箱級(jí)的，二級(jí)是電池艙級(jí)別的。（圖）這是我們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)設(shè)置上所采用的設(shè)置方式。在運(yùn)維上我們也有自己專業(yè)的一些團(tuán)隊(duì)來保證整個(gè)運(yùn)維的安全。
主要的案例我們簡單說一下，目前我們已經(jīng)在全國累計(jì)的，在發(fā)電側(cè)涉及的比較早，也有EPC相關(guān)的典型案例。在電網(wǎng)側(cè)也是做的比較早，也是目前全國唯一的電網(wǎng)側(cè)，包括AGC，以及相關(guān)的功能，而且是全部功能開啟在運(yùn)行的。在一些細(xì)分場(chǎng)景也有一些場(chǎng)景，包括在ADC數(shù)據(jù)中心，我們也有一些應(yīng)用的案例。
以上就是我的分享，謝謝大家！
