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。
北京双杰电气股份有限公司 研发中心总监 孙龙出席论坛并发表主题演讲——《储能系统集成及技术方案》 。
以下为演讲实录:
孙龙:各位来宾,各位同仁,上午好。欢迎大家来到本次会议,今天我汇报的题目是《储能系统集成及解决方案》。
在汇报之前,先了解一下目前国内和国际的政策,作为储能的政策,最大的一个国内政策就是国家主席习近平在巴黎气候会议上提出,2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。为了实现“双碳”目标,我们总结了目前国内几个行业对于二氧化碳排放量的数据,从中间的数据上可以看到。
目前电力行业二氧化碳排放量总量是最大的,占比也是最高的,所以这就要求电力行业需要对电力能源的转型,已是迫在眉睫的一个现实情况。
另外,最左侧的表格当中展示的是目前二氧化碳在国内整体的排放量。从2011年,我国每年二氧化碳的排放量都到90亿吨以上,到2019年的时候达到100亿吨,占全球二氧化碳排放量27.9%,全球排放量第一,是美国的2倍,是欧盟28国的3倍。与美国相比,我国经济处于上升期,对于短期的碳达峰到碳中和的时间比较短,对于“碳中和”实施的愿景时间比较紧,难度比较大。
第二个要分享的是能源发展的趋势。
从能源发展上来看,从三个方面介绍一下:
1、能源安全
2、能源系统从传统到互联网的转型
3、机遇和挑战
第一个是能源安全。
能源安全是我国近十年我国油气对外依存度从49%逐年攀升至70.8%,严重威胁我国能源安全;能源安全纳入国家安全战略,我国能源产业发展进入新的转型期,增强我国能源自主保障能力是能源发展主基调。
第二个是能源系统向能源互联网转型。
能源体系:传统能源供应体系能源流(发、输、变、配、用)单向不可逆;能源互联网含源、网、荷、储等多种要素,互联互通、协同平衡。这是目前能源体系的现状。
为了推动新能源的发展,需要从生产侧,降低煤炭和石油占比,提升可再生能源利用;能源输配方面,构建适合新能源发展和消纳的新型电网。
带来的机遇与挑战:
新能源将迎来较长时间的高速发展期,成为未来能源主力军,“十四五”风电、光伏总装机达到900GW以上。
同时风电、光伏存在波动性大等问题,大规模新能源应用,使电网调峰能力、新能源消纳问题日益突出。
储能实现了源、网、荷高效深度融合,支撑供需双侧动态匹配,促进新能源有效利用。
这幅图展示了新能源在新型电网系统的应用,主要分发电侧、电网侧和用户侧。发电侧主要储能的作用就是发电厂与传统的火电相结合,实现调频的功能。
新能源发电,按国家的政策容量配比,同时起到削峰填谷的作用,这是作为发电侧的应用。
作为电网侧的应用,一种情况是离网的负荷均衡,离网的情况下,负荷侧和发电侧的互补作为储能的应用方案。
作为电网侧的另一个应用是电网独立的储能电站,主要是为了提高电网侧的无功补偿,提高电网的效率。
作为用户侧,主要分为三大类:
(1)大型工商企业,这个主要的作用储能是削峰填谷;
(2)一般型的工业和光储的,它的第一个作用也是削峰填谷,同时它也起到消纳分布式能源的作用。
(3)作为用户侧,小型商用主要是电源备用的作用。
这是我简单总结了一下储能集成系统的6要素,可能也是目前和未来大型储能的6点需要大家关注的一些特点。
(1)高安全。
因为储能的安全性一直受到大家的诟病,前面很多专家也说过。
(2)高效性。
(3)智能化。
(4)长寿命。
(5)低衰减。
(6)高收益性。
下面是我对储能系统关键技术的简单思考。
1、储能系统的散热及均温控制。
主要是通过仿真分析,对电芯、PACK,系统的热、气流仿真优化分析,精准预测电芯温度;通过对风道结构仿真设计,有效控制电芯间最大温差,为储能电池系统的运行提供最优温度条件,保证储能系统长寿命。
运维过程中采用温度均衡控制技术,延长电芯的充放电循环次数。
2、电池状态全监测及内部控制管理。
我们都知道目前大型储能电芯质量问题也是非常多,简单列了6项,主要是目前常见的情况,电芯状态全检测,提高电池全寿命周期内电量循环能力;二是电池单元间SOC的一致性偏差,导致整个储能电站容量的可利用率低,这个要求通过电芯的一致性管理,来提升电站的整体能量的利用;三是采用模组级、簇级差异化的运行控制管理,提升系统可用容量。
3、储能系统数字孪生技术。
这个图也展现了一个思路,一是运用数字孪生技术对储能电站建立虚拟模型,通过大数据模拟分析,提高电站的全寿命周期运行,高效运维,提高系统可靠性;
二是借助云平台及边缘计算等方法建立数据驱动的储能电站数字孪生模型,深度挖掘电站价值;
三是通过数字孪生技术和大数据技术加持,提升储能在电力系统安全和价值,带来智慧用电,灵活用能的智能体验。
4、借助控制策略制定调频辅助服务决策。
现在都知道储能对于调频的考核现在不好确定,好多时候的利用率也非常低,主要从两个方面的思考。
一是利用数据挖掘影响储能电站调频能力的关键因素,提高在线评估辅助服务能力的方法。
二是利用现有的计划曲线及指令跟踪策略,研究最优收益策略,提出储能电站参与调频辅助服务的在线决策方法。
5、储能系统中负荷控制技术应用。
大型储能系统应用场景的多样化与复合化,同一电站可能需要同时满足调频、调峰、紧急控制、波动平抑等不同时间尺度、不同出力精度的功能需求,单一的通讯与控制架构难以支撑GW级储能系统,需要新型复合控制技术。
6、高安全的储能消防系统。
目前主要消防系统分为火灾报警系统、气体灭火系统、水喷淋的系统,这属于三级系统。目前大的储能,这三种系统都是具备的,主要是火灾报警通过温感、烟感和可燃气体探测器,消防与BMS联合判断热失控;二是气体灭火,主要是整个气体灭火系统全淹没设计;三是水喷淋冷却系统,这个主要考虑到真正的电池室着火的时候,人员难以靠近,需要接入外部电源,做好消火作用。
我们从物理层面和技术层面上、人员的巡检层面上,做了一个简单的分享。
7、集中式共享储能模式“系统+运营”。
主要考虑光伏、风电、储能集中式共享的模式,主要是通过ERM对储能、风电、光伏的控制策略,统一上传到电网的调度,通过电网的调度来集中进行调度分配能源。
集中式共享储能的6个优点:易于调度、质量可控、成本优势、投资回报、模式灵活、整合优化。
下面介绍一下我们公司,我们是双杰集团,前身是北京双杰电气,之前配网这块做得比较多,2015年4月在深圳证券交易所上市,股票名称是双杰电气,股票代码是300444。
目前双杰集团旗下有10多余家子公司和控股公司,年产值20亿,员工2000人,集团在2018年成立双杰合肥生产有限公司。目前我们板块分为三大板块,智能电气、智慧能源、数字能创,主要是相关产品的研发、生产、销售及运维的情况。
这是三大板块对应的产品情况。(如图)
这是我们公司取得的证书和荣誉。(如图)
这是我们做过储能的一些案例,这是从2020年开始,统计2020年和2021年的情况。(如图)
这个是2021年到2022年的情况。(如图)
这个是目前我们在广州刚刚建完的情况,主要是建了3个站,基本集中在广州,广州化龙、广东番禺、广东赤沙,主要是调峰调频,还有优化能源配置。
我的分享就到这里,谢谢大家!