谢建江--适用于光储充应用场景的一体化

发布日期:2022-08-22

核心提示:搜索复制8月22-24日,由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投融和元储、充电联盟等单位联合主办,上海
 


8月22-24日,由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投&融和元储、充电联盟等单位联合主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际光储充产业大会&2022中国国际社区充电产业大会,简称:金砖光储充论坛&金砖社区充电论坛在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”,既有企业细致入微的分析,也有行业专家为市场发展提出的设想与方案,助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求,积极助力构建“双循环”新发展格局。



杭州高特电子设备股份有限公司 副总经理 谢建江出席论坛并发表主题演讲——《适用于光储充应用场景的一体化集控单元及能源智维SaaS平台介绍》 。

以下为演讲实录:


谢建江:谢谢老朋友周老师的介绍!各位“光储充”的产业同仁大家下午好!我尽量节约时间,一天坚持下来不容易。
    我今天跟大家分享的题目是《适用于“光储充”应用场景的一体化集控管理及能源智维SaaS管理平台》。汇报内容有三方面:一,一体化集控管理。二,智维SaaS平台。三,高特公司介绍。
    第一,一体化集控管理。
    “光储充”是三个不同的细分行业,如何把这三个行业捏合在一起,实现高效地协同?目前的做法是充电桩+光伏+储能,在每个系统当中加上储能控制器,充电桩加上数据的采集,光伏这边加上光伏控制器,这个站不管规模多大,部署一个通信管理机,加一个现场的EMS。如果要上云的话,要配一个4G物联网模块。我们认为现在的“光储充”技术方案只是一个简单的光+储+充,它的架构没有做技术的优化,所以现在的架构比较复杂,施工现场布线、调试工作量也非常大。“光储充”虽然是现在比较有力的应用场景,但是成本相对来说也比较高。
    面对这样一个架构,我们提出了一体化集控管理思路。这个集控管理装置具备了管理机的功能,就地能量管理、就地监控、就地数据存储,包括物联网接口这几个功能,这样一来可以简单地将光伏、充电桩、储能,统一接入一体化的集控管理单元。一体化集控以后,我们也可以在大规模“光储充”电站当中,将大型的或者集中式的一体架构分成若干个分布式的架构。实现分布式架构以后,现场的施工、现场的成本,包括控制就带来很多的方便。
    一体化集控装置的主要功能,首先是以“光储充”的经济性为目的,实现网和负荷之间的协调平衡。目前实现的功能一个是支持分布式或者集中式“光储充”电站所有信息的聚合。原来需要不同的测光装置,现在统一地接入一体化的装置,实现通用管理和测控的所有功能。当然它也支持了削峰填谷、系统自平衡、并网/离网切换、需量控制、防逆流等运行控制功能。最核心的是,我们以储能为基础,支持边缘计算,支持储能电池系统的安全及性能状态的实时诊断与评估,支持匀变协同,支持计量和收费管理。从协议来讲,我们也支持接入IEC61850、MQTT等协议,目前我们在做智慧运维及线下检修策略的联动。这个产品的设计也是从用户的角度出发,在座有很多未来是“光储充”的业主、投资方,也有很多是“光储充”的系统集成商。我们的系统集成商未来如何掌握“光储充”的主动?我们这个装置的开发考虑了SDK二次开发的接口。我们的系统集成商和用户可以利用SDK的开发包进行自己的二次开发,包括应用策略的开发,包括对数据处理的开发。
    我们可以通过此图,可以进一步分析一体化集控装置的优势。我们省掉了原来不管是规模大小,都要布置现场EMS这样一个繁琐的成本投入。有了这个一体化集控装置以后,我们可以独立工作,像右边是一个小型的分布式的“光储充”系统,一个一体化集控装置就可以实现就地能量管理和云边协同。比较大的分布式光储充系统可以分成若干个模块单元,通过集控的能源自治的管理,实现云边协同。同时用户使用也非常快捷化,所有的功能模块用户都可以选择性地通过扫二维码的方式,选择性地使用。最主要的是,我们省掉了本地能源管理或者本地的EMS以后,我们可以实现每个单元,每个模块它的能源自治管理。我们认为,未来用户侧的电力现货市场,每个能源的上下流动都是自由的。从而让我们的产品标准化,也带来了产品部署的灵活、方便。
    对于规模比较大的集中式的“光储充”系统,我们的思路也是省掉本地的EMS,直接由能源管理云平台实现对集中式“光储充”下面各个设备的协调控制。当然对储能也好,对充电桩也好,我们部署一个一体化的集控装置。
    第二,能源智维SaaS平台。
    我们认为,未来的“光储充”,尤其是储能,面临着大量的运维工作。我认为未来真正的平台核心功能应该从智慧运维这个角度去实现用户的赋能。当然我们这个平台里面主要的功能四个方面:一,状态诊断。主要包括“光储充”储能下面电池的安全状态诊断,基本上基于云边协同,在边端进行快速的数据采集和数据诊断以后,通过云端的协同实现云边协同。同时对接入的设备状态进行评估。二,数据管理。三,能源管理,我们对区域内能源实现自治管理,为辅助服务提供数据接扩。四,智慧运维。在边端诊断基础上,我们已经获得了边端的设备状态和边端的储能系统,或者电池系统的安全状态、性能状态的情况下,在平台的加持下,推送给用户你现在要做什么样的运维,甚至把运维的策略直接推送到用户的手机当中,便于用户做一些具体的有针对性的运维工作,可以大大地减轻运维的成本,提高运维的效率。
    如图是储能电站的运维平台,这个界面基本上实现了对所有储能的现场电池的管理。这个平台的功能主要也是结合储能的电池来讲,我们实现了对电池的安全状态、性能状态。安全状态主要基于电池的内阻、内电流、温度、压差这些参数,实现状态诊断。我们也对所有的储能告警,包括一次性趋势做了一个分析。如图是智维平台的巡检功能,目前我们实现接入这个平台的每个站点的所有设备(巡检),可以方便地实现一键巡检,包括我们的空调设备、PCS设备、充电设备、光伏设备,运行一年下来它的性能的评估。
    第三,高特电子。
    高特电子做BMS做得很早,我们做了20多年的BMS,也有一点点积累。这么多年对电池的状态,包括性能、机理,这方面我们的理解非常深刻。目前我们侧重在BMS上,像自学习的双向诊断,双向的诊断技术,目前处于行业领先地位。同时目前高特也是唯一一家研发了电池管理系统的前端采集芯片和主动均衡芯片,现在累计芯片使用超过5GWh。目前我们正在研发电池传感器,我们都知道要解决电池安全问题,前面我们的专家领导也都讲了,通过电池本体要实现安全,目前是比较困难的。通过外表面的温度、电压传感又不能及时地发现内短路的风险,目前大家公认为比较有效的是植入式传感器,通过内部的感知,第一时间发现问题,对储能系统进行隔离。
    同时我们也在开展储能系统的数据挖掘,也在做一些智能SaaS服务体系的研究和应用。因为高特电子原来一直做储能的BMS,相信在座对我们也非常熟悉。这里简单介绍一下我们BMS的产品,最下面这一层叫做pack级的BMU,目前高特的BMU已经实现了所有pack设计的全覆盖,比如我们有12~64S模组的全覆盖(风冷、液冷),也实现了900~1500伏的全兼容,也实现了主动均衡与被动均衡产品的可选。同时,部分模块如右图我们也实现了被动均衡和主动均衡模块工艺接口的兼容,未来电池一次性不太好的时候,有机会只要更换一下我们最下面的模块,就可以实现主动均衡功能的替换。所以这个也是在行业内唯一一家做到主动均衡和被动均衡接口工艺完全一致。
    我们的第二级模块现在目前已经实现了跟第三级之间的网络通信。电池安全需要非常快速地采样和反应,1500伏系统一个集装箱里面4000多个电池,看通讯所有单体电池数据需要10~15秒时间,时间太长了,不足以及时发现电池热失控的风险,我们可以实现100毫秒单簇数据的刷新,也可以在100~200毫秒以内实现所有数据的刷新。第三级的功能也非常重要,目前我们全新推出了一个ARM四核的CPU,2G的主屏,4G的内存,我们内置了一个500G的硬盘,可以秒级的间隔实现储能电站全生命周期的数据存储。像“光储充”数据因为储能电池数据占了90%以上,理论上来讲“光储充”电站的全生命周期的数据可以实现秒级的本地存储。我们的界面采用的是H5的开发,用户体验非常好,目前接口非常丰富。6个网口20个DO,5个485口,对典型的“光储充”应用场景,所有设备的接口都可以满足所有数据的接入。
    因为这么强大的硬件,所以我们支持了边缘计算,实现了对电池安全状态,电池性能状态以及对于设备的运行状态的一个实时诊断,对于电池的内阻、漏电流、温差、压差这些参数,实现对电池的安全诊断。基于电池系统的衰减率、可充可放的时间,实现对它循环寿命的预测,通过设备的巡检,实现对策略的推送。更重要的是,我们已经实现了二次开发的功能,我们很多系统集成商已经在系统上面实现二次开发,掌握了自己系统集成的主要控制算法。
    如图是我们BMS的界面,我们基于服务模式的BMS的核心功能。这些功能可以选择性地使用,可以使用基本功能,两年以后可以开通其他功能。
    截止到7月底,我们今年也实现了3GWh的业绩,我们也取得了106项专利,一半以上也是国内外的发明专利。高特电子专注于新能源领域,深耕BMS核心芯片,到BMS产品,到BMS+数据服务的完整产业链,打造基于BMS的技术生态,实现以BMS数据为基础,一体化集控管理为枢纽,智维SaaS平台为服务接口,实现更多维度新能源数据的聚合与应用,实现从新能源数据接入,诊断分析到服务赋能的闭环,努力成为蓄能电池安全提供商,我的分享到这里,谢谢!








(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

 
 
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