王澍:高安全性儲能調(diào)頻電站的解決方案
3月21日,“2018首屆全國儲能技術(shù)在電力調(diào)頻輔助服務(wù)市場中應(yīng)用高層研討會”在太原理工大學(xué)成功召開。
本次研討會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、太原理工大學(xué)、深圳市科陸電子科技股份有限公司、廣東猛獅新能源科技股份有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、浙江超威電力有限公司、成都特隆美儲能技術(shù)有限公司、山東圣陽電源股份有限公司、陽光電源股份有限公司主辦,中國能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司、北控智慧能源投資有限公司、中天儲能科技有限公司、深圳市雄韜電源科技股份有限公司、北京睿能世紀(jì)科技有限公司、北京國能伏安節(jié)能科技有限公司、烯晶碳能電子科技無錫有限公司、萬匯通能源科技有限公司、美國麥克斯威科技有限公司支持,中國儲能網(wǎng)承辦。
在會議上,北京睿能世紀(jì)科技有限公司戰(zhàn)略部副總裁王澍發(fā)表了題為《高安全性儲能調(diào)頻電站的解決方案》的主題演講,全文內(nèi)容如下:
王澍:大家好,我叫王澍,是北京睿能公司的,也非常感謝儲能網(wǎng)能夠組織這么一次專門對儲能參與輔助服務(wù)的會。這和我們公司在2011年提出構(gòu)想的時(shí)候,對這個(gè)業(yè)務(wù)、這個(gè)模式的關(guān)注熱度是有天壤之別。我們公司是全球首個(gè)提出業(yè)務(wù)并能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)落地的公司,在2011年的時(shí)候,我們提出構(gòu)想,當(dāng)時(shí)項(xiàng)目推進(jìn)的工作難度很大,因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候,我覺得業(yè)內(nèi)的同行們都不太理解我們這個(gè)模式,包括技術(shù)的,包括商務(wù)的。現(xiàn)在,我從會議上能感覺這個(gè)業(yè)務(wù)還是很火熱的。
今天我匯報(bào)的題目是《高安全性儲能調(diào)頻電站解決方案》。我們公司專注于做業(yè)務(wù),從成立之初,我先簡單介紹一下做的幾個(gè)項(xiàng)目,我想多說一下儲能安全性的問題,最后,再介紹一下全方位的解決方案。
睿能從2011年成立,從我們提出這個(gè)構(gòu)想,在2013年有第一個(gè)項(xiàng)目落地,這也是全國第一個(gè)儲能火電聯(lián)合調(diào)頻的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目在北京石景山熱電用2MW的儲能,配一個(gè)22萬的機(jī)組,220MW的機(jī)組。當(dāng)時(shí)我們用的系統(tǒng)是美國公司納米磷酸鐵鋰電池。這個(gè)項(xiàng)目應(yīng)該算是比較成功的示范項(xiàng)目,當(dāng)時(shí)我們做出來之后,在調(diào)頻性能上加了儲能之后,這臺機(jī)組能夠做到京津唐電網(wǎng)第一名。
第二個(gè)項(xiàng)目是我們在山西做的,在山西京玉電廠,9MW/4.5MWh,用的錳酸鋰電池。京玉電廠調(diào)頻性能加入儲能之后,達(dá)到4.5以上。
第三個(gè)項(xiàng)目是在陽光電廠用三元鋰電池做的儲能調(diào)頻項(xiàng)目,這個(gè)項(xiàng)目調(diào)節(jié)性能曾經(jīng)達(dá)到過5.8,這是我知道的所有機(jī)組,包括華北,包括京津唐調(diào)節(jié)性能最好的。
我們公司是儲能調(diào)頻電站的運(yùn)營企業(yè),我們對于儲能設(shè)備的選擇是中立的,是開放的。這三個(gè)項(xiàng)目,我們用了磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰電池,積攢了很多經(jīng)驗(yàn)。
這個(gè)業(yè)務(wù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,絕對不是簡簡單單地買幾個(gè)儲能集裝箱放到電廠里面就連上電直接投運(yùn)了。在項(xiàng)目前期,我們會對市場(調(diào)頻市場、“兩個(gè)細(xì)則”)進(jìn)行評估,評估業(yè)務(wù),在這個(gè)區(qū)域是不是有可持續(xù)發(fā)展的空間。第二,我們的客戶(發(fā)電企業(yè)),針對每個(gè)發(fā)電企業(yè)評估這個(gè)發(fā)電企業(yè)的項(xiàng)目的收益、可行性。第三,要對儲能的配置進(jìn)行優(yōu)化。在建設(shè)期,我們對儲能系統(tǒng)的選型,收集了大量國內(nèi)外主要是鋰電池為主,鋰電池廠商的信息,我們會綜合比選,哪種技術(shù)路線、哪個(gè)產(chǎn)品最合適,當(dāng)然還有詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)。在運(yùn)行期需要不斷地優(yōu)化控制算法,達(dá)到在控制儲能損耗壽命的前提下,最大化我們的補(bǔ)償收益。
在整個(gè)的項(xiàng)目周期,一環(huán)扣一環(huán),每一環(huán)都相互聯(lián)系。有個(gè)最關(guān)鍵的認(rèn)識,就是儲能的安全性是整個(gè)業(yè)務(wù)存在的基礎(chǔ),這是我們存在的基礎(chǔ),也是電網(wǎng)最關(guān)心的問題。對于安全性來講,我后面幾頁會說一下安全性,我們也是深有體會。實(shí)際上電儲能安全性是有很大急迫性的。在近三年來,中國電儲能的應(yīng)用裝機(jī)規(guī)模以每年60%的速度在增長,到2017年底,全國的電化學(xué)儲能的裝機(jī)量達(dá)到接近400MW,我們認(rèn)為,千兆瓦的規(guī)模在一兩年內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)。這么大的用量,我們急需要一些安全性的措施來保證我們的儲能系統(tǒng)是安全的。
另外,我們在項(xiàng)目過程中也發(fā)現(xiàn)廠商的產(chǎn)品確實(shí)存在安全性的隱患,這種隱患有可能會造成運(yùn)營商(發(fā)電企業(yè))很大的損失,所以我們也關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量。安全性的這些工作相比國外來講是缺失的,這和我們所有的主體、和我們在座的各位、和政府主管部門,我們在推進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)項(xiàng)目的時(shí)候,政府主管部門也很關(guān)心,他們最關(guān)心的問題,經(jīng)常會問到我“儲能安全性怎么評價(jià)?”“有什么標(biāo)準(zhǔn)?”“我們怎么管理?”這實(shí)際上是很難回答的。
電儲能系統(tǒng)的安全性絕對不僅僅是只談電芯、只談技術(shù)路線,我們認(rèn)為,對于用戶,對于運(yùn)營商來講,儲能系統(tǒng)的安全性應(yīng)該是從整個(gè)系統(tǒng)、整個(gè)儲能產(chǎn)品的層面來考慮。它幾個(gè)層級:最底層是電芯層級,有它物理化學(xué)特性,三元、磷酸鐵鋰、鈦酸鐵鋰;電芯上面的層級就是部件,剛才所說的BMS電池管理系統(tǒng),怎么來保護(hù)電池,怎么來正確使用電池,監(jiān)測電池的物理量;還有模塊的各種電氣,以及器械的設(shè)計(jì),都跟部件層面的安全性有關(guān)。再上一層就是系統(tǒng)層級,我們大部分就是集裝箱模式,有儲能集裝箱,有的廠商是把儲能、電池和逆變器裝在一個(gè)集裝箱。這里就有消防措施、溫控措施以及各種電氣的保護(hù)。
我們討論儲能系統(tǒng)的安全性應(yīng)該是從系統(tǒng)的層面來講。最近一兩年出現(xiàn)了一個(gè)有意思的現(xiàn)象,就是大家在討論技術(shù)路線。廠商經(jīng)常說三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,比如說熱失控溫度有多大差異。但我覺得這是一方面,甚至是儲能系統(tǒng)的冰山一角。如果單討論技術(shù)路線,我認(rèn)為這是沒有太大意義的,這個(gè)還是要看廠商本身整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成能力。
電儲能安全性的標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)范,我們也梳理過這方面的信息,包括五個(gè)層面:電芯部件;儲能系統(tǒng)本身;儲能系統(tǒng)安裝;儲能系統(tǒng)調(diào)試、投運(yùn)和運(yùn)維;儲能系統(tǒng)運(yùn)輸。這幾方面都需要相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、要求和規(guī)范。電芯層面在國內(nèi)和國際上還是有一些參考的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的,但是在接下來這四個(gè)系統(tǒng)層面,在國內(nèi)還是比較缺失的。中國電科院在這方面做了不少工作,實(shí)際上儲能的標(biāo)委會設(shè)在中國電科院的電工所,也出了幾個(gè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),但是,現(xiàn)在還在批準(zhǔn)和審閱之中,還沒有正式下發(fā)。所以這方面的工作,還是缺失,我們也呼吁所有業(yè)內(nèi)廠商,相關(guān)的主體能夠一起參與到推進(jìn)和討論之中。這是全行業(yè)的事情。
美國在儲能安全性標(biāo)準(zhǔn)的工作做得相對早一些,美國由美國能源部在2014年發(fā)起儲能安全性工作組,這個(gè)工作組的目標(biāo)說得特別好:構(gòu)建儲能安全和可靠性的信心。有了安全性,有了安全的儲能設(shè)備,確實(shí)是會提升整個(gè)行業(yè)的信心,才能夠讓我們下游的應(yīng)用有大規(guī)模的發(fā)展。這個(gè)工作在美國有來自超過50家機(jī)構(gòu)、公司、政府部門,100多個(gè)專家都在這個(gè)工作組里,形成一個(gè)很大的工作組,共同來討論這個(gè)問題。
儲能安全性的工作主要分三部分:一是識別、定位哪些和安全性相關(guān)的研發(fā)工作,最急迫、最需要開展;二是梳理或者完善、討論、發(fā)行CSR標(biāo)準(zhǔn)要求等等,我們也梳理過美國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),大概能有一兩百個(gè),現(xiàn)在已經(jīng)有一部分了,還有一部分在討論之中;三是安全性是行業(yè)的事,工作組的另外一個(gè)作用是整合資源,看哪方面的專家、哪方面的企業(yè)適合干什么事。我們也希望國內(nèi)盡快開展儲能系統(tǒng)安全性相關(guān)的工作,雖然這個(gè)行業(yè)的發(fā)展一般是標(biāo)準(zhǔn)落后于技術(shù),但是,由于我們儲能系統(tǒng)在未來有快速巨大的增長需求,我覺得安全性也是很重要的一方面。
睿能是儲能調(diào)頻電站的運(yùn)營商,我們不生產(chǎn)儲能電池,和在座的大部分廠商還是有本質(zhì)區(qū)別的。我們是深度參與儲能調(diào)頻(儲能火電聯(lián)合調(diào)頻)整個(gè)生命周期的業(yè)務(wù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。我們的主要方式是“BOO”,建設(shè)、持有和運(yùn)營。當(dāng)然后面的BOT等模式還在探索。從項(xiàng)目的可研、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、建設(shè)、調(diào)試,到開始運(yùn)行之后的運(yùn)維工作,我們都深度參與。我們是這個(gè)業(yè)務(wù)的首個(gè)提出者、開創(chuàng)者,我們做這三個(gè)項(xiàng)目先后加在一起,主要的設(shè)備投進(jìn)了40多個(gè)月,這是累計(jì)的時(shí)間,累計(jì)的充方電量達(dá)到58000000kWh。
我們從建立之初就非常關(guān)注知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù),圍繞業(yè)務(wù)申請了30多個(gè)發(fā)明專利。另外,我們對客戶深度參與每一個(gè)項(xiàng)目。不完全統(tǒng)計(jì),我們預(yù)計(jì)今年會再另投運(yùn)大概50MW的調(diào)頻項(xiàng)目,另外還有近100MW的合同,這是我們公司發(fā)展的情況。
我們公司是專注于儲能火電聯(lián)合調(diào)頻的業(yè)務(wù),所以我們提供了全套的解決方案,這個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)際是個(gè)系統(tǒng)工程。從項(xiàng)目前期、設(shè)備采購、建設(shè)、投運(yùn)、運(yùn)維,整個(gè)是系統(tǒng)工程,在這個(gè)業(yè)務(wù)做的過程中,積累了大量的經(jīng)驗(yàn),也開發(fā)了一些軟件,能夠做到智能化的選型、智能化的分析、儲能電池的運(yùn)行效果。具體來講,在規(guī)劃階段,我們開發(fā)了儲能系統(tǒng)的精細(xì)評估,以及儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置。
在山西有一個(gè)比較有意思的現(xiàn)象,自從我們做了京玉和陽光這兩個(gè)項(xiàng)目之后,這兩個(gè)項(xiàng)目配的是9MW半小時(shí)的電池,搞電池的都知道,我們電池選型要有功率和儲的電量(時(shí)間)。據(jù)我了解,后面所有的項(xiàng)目,其他的廠商的項(xiàng)目都是半小時(shí)的。我不太理解,為什么大家都選半小時(shí)的。我們這個(gè)半小時(shí)是通過自己的持續(xù)仿真的工具,結(jié)合山西電網(wǎng)的調(diào)度策略、發(fā)電機(jī)組的特性,還有山西的規(guī)則,以及電池本身的特性,我們針對不同的電池廠商,廠商都知道,每個(gè)廠商的電池壽命以及溫度、SODOD都有關(guān)系。我們根據(jù)這幾方面的因素去做仿真,我們會找出最合適的儲能系統(tǒng)的配置。在別的地方,像早期的京津唐那個(gè)是15分鐘的系統(tǒng),不是半小時(shí)的系統(tǒng),我們在其他的省份的每個(gè)項(xiàng)目都會做這種工作,去找最合適的配比。
在系統(tǒng)選型方面,由于我們是運(yùn)營商,我們是儲能廠商技術(shù)中立的企業(yè),我們積累了大量國內(nèi)外儲能廠商,特別是國外的鋰電池廠商,我們幾乎全都談過,也積累了大量的儲能廠商的信息。對于每個(gè)項(xiàng)目,我們都會優(yōu)選儲能的設(shè)備。另外,我們自己也開發(fā)了SCADA與EMS一體化組態(tài),還開發(fā)了分布集中式一體化監(jiān)控系統(tǒng),我們在電廠有一套監(jiān)控系統(tǒng),大量的數(shù)據(jù)能夠通過安全通道實(shí)時(shí)回傳到辦公室的調(diào)度中心,會有人持續(xù)來關(guān)注。
在運(yùn)行維護(hù)階段,從運(yùn)行的第一天,我們自己開發(fā)了儲能的控制系統(tǒng),儲能控制系統(tǒng)是這里面很重要的方面,它能決定你這個(gè)項(xiàng)目能賺多少錢。當(dāng)然要考慮電網(wǎng)調(diào)度策略,實(shí)際它的原則是保證儲能壽命的前提下,最大化AGC的補(bǔ)償收入。我們也根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù),持續(xù)迭代優(yōu)化算法,我們的算法可以隨時(shí)上傳到儲能電站。我們自己開發(fā)了儲能系統(tǒng)安全性的診斷,在線的、離線的,還有電芯的性能診斷。
根據(jù)這幾個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),提出了新的需求,重新整合了供應(yīng)商體系。最近這半年的工作,主要是去定制化新的儲能系統(tǒng),我們也會在4月初的儲能峰會上發(fā)布我們?nèi)碌膬δ芟到y(tǒng)。這是我們整個(gè)儲能調(diào)頻解決方案最重要的一環(huán)。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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