付金建?:直接高壓儲能技術(shù)
5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開, 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
廣州智光儲能科技有限公司副總經(jīng)理付金建在儲能電站專場,發(fā)表了題為“直接高壓儲能技術(shù)”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下:
付金建:
各位專家、各位來賓,大家上午好!非常高興有這個機會來參加這個會議,通過這個會議我也學(xué)到了很多,也明白了很多,我今天準(zhǔn)備的材料主要是向大家介紹高壓直掛儲能的技術(shù)。在去年的會議上和之前,我和很多做儲能行業(yè)的朋友發(fā)現(xiàn)大亞灣都不太了解高壓直掛的技術(shù),實際上這個技術(shù)真正的工程應(yīng)用在2014年的時候,我們已經(jīng)在深圳的寶清能源站的二期應(yīng)用了,因為過去幾年我們接觸了儲能,我們也沒有向大家介紹,這可能和我們公司的創(chuàng)始人團隊的一些行事的習(xí)慣、風(fēng)格有關(guān)系。我們的創(chuàng)始人團隊都是從廣東省電科院出來的一批老的電力行業(yè)的專家,他們做一件事情要把老的系統(tǒng)做好,穩(wěn)定運行之后再推薦給客戶,在經(jīng)過三年多的運行以后,驗證了我們這套系統(tǒng)的可靠性,在今年我們正式成立了廣州智光儲能科技有限公司,然后進入儲能這個行業(yè)。
在今年的會議上,我覺得非常高興的一件事情就是,現(xiàn)在大家開始關(guān)注高壓直掛儲能的技術(shù),也有人介紹這個技術(shù)了。像昨天上海交大的蔡教授把高壓直掛的技術(shù)做了一個介紹,明天還有一些會場會對這個技術(shù)做一個介紹。很高興有越來越多的專家、越來越多的公司加入到研究這個技術(shù)的領(lǐng)域。
因為智光是新進入儲能行業(yè)的,所以可能大家對智光,所以請允許我花兩分鐘的時間對智光進行一個簡單的介紹。智光成立于1999年,2007年在深交所上市,之前我們從事的業(yè)務(wù)板塊是大容量電力電子產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)以及應(yīng)用,在這個業(yè)務(wù)板塊我們做得最出色的兩個產(chǎn)品,就是高壓35千伏直掛和10千伏SVG產(chǎn)品,這兩個產(chǎn)品為我們做鏈?zhǔn)礁邏簝δ墚a(chǎn)品做了技術(shù)上的積累,因為他們在主拓樸結(jié)構(gòu)上有很多相似之處,它可以往我們的高壓直掛產(chǎn)品上移植。所以我們在2014年接到寶清這個863的任務(wù)的時候,我們只用半年時間就把它研發(fā)出來了,到現(xiàn)場一次性投運成功,運行到現(xiàn)在,也是驗證了相關(guān)技術(shù)的可靠性和成熟性。
從2009年開始,我們開始做綜合能源服務(wù),主要致力于降低用戶的能耗,通過一些節(jié)能的手段和綜合能源的應(yīng)用,降低用戶的總耗能成本。
在2015年我們開始了一個新的板塊,就是用電服務(wù)板塊,這實際上是把我們前兩個業(yè)務(wù)板塊進行融合,同時又催生了一些新的應(yīng)用方式。用電服務(wù)這個板塊主要做的是把一些大工業(yè)的用電客戶整合到一起,我們?yōu)樗麄兲峁脑O(shè)備到節(jié)能和綜合能源的技術(shù)應(yīng)用,包括現(xiàn)在的售電,我們希望通過綜合能源服務(wù)和用電服務(wù),以及配上我們的技術(shù)和設(shè)備,為我們的用戶降低他們總的用能成本。降低這些用能成本的辦法,第一是用節(jié)能的技術(shù),第二就是綜合能源,比如說分布式光伏和新能源的發(fā)電,以及冷熱電三聯(lián)供的技術(shù),以及一些蓄熱、蓄熱的技術(shù),以及儲能的技術(shù),把它用到我們的整個生態(tài)鏈里面,為用戶提供更合理的用能結(jié)構(gòu),降低他們的用能成本。
當(dāng)然在整個體系里面,也離不開我們要把用戶所有用能的數(shù)據(jù)采集起來,然后進行大數(shù)據(jù)的挖掘,然后把它上到云端,然后做這樣的工作,因為我們還可以為我們的用戶承擔(dān)一些購電的工作。大家都知道廣東做售電已經(jīng)有好幾年的時間了,包括昨天也有很多的專家介紹了國外的輔助服務(wù)和電力市場實時交易的信息。從發(fā)展的趨勢來講,我們國家的電力市場的改革應(yīng)該是會向國外這個方向走的,所以在這個過程中,儲能的作用將會越來越大,特別是對于像我們這樣一些做用電投資業(yè)務(wù)的公司而言,儲能的作用將會更加大,特別是儲電的業(yè)務(wù)。因為我們對市場做的一些報價,一是我們的電量要求是要比較準(zhǔn)確的,如果說電量報得過多或者是過少,都將造成我們的收益下降。如果報得過多,我們用不了,我們要被供電局罰款,如果我們報得過少,我們給用戶供不夠這么多,我們又需要用更高的成本去向電網(wǎng)購電,然后去滿足用戶的需求。所以儲能對我們做用電服務(wù)來講是非常重要的,可以起到對用電服務(wù)穩(wěn)壓器的作用,當(dāng)我們報出去的容量報多了一點的時候,我們可以用儲能的系統(tǒng)把它存起來,當(dāng)我們報少以后,可以把這個電放出來,這樣可以提升報電量的精準(zhǔn)度。當(dāng)然我們希望做得越精準(zhǔn)越好,有更高的收益率,促進用電業(yè)務(wù)的發(fā)展。
我們的用電業(yè)務(wù)會把很多大的工業(yè)客戶打包到一起作為我們的業(yè)務(wù),每一個客戶的電量并不是特別大,但是打到一起就非常大了,比如說在一個工業(yè)園區(qū)里面,可能有幾家公司是我們的客戶,我們可以建一套公共儲能系統(tǒng),來為他們提供服務(wù),因為他們也會向我們報電量,他們報多或者報少,我們可以用儲能系統(tǒng)進行消納,為他們提供服務(wù)。通過這樣一個產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計來降低我們的用戶總的用電成本、用能成本。
智光儲能科技有限公司是今年2月份成立的,我們的業(yè)務(wù)方向主要有三大塊,一是高功率大容量儲能電站的技術(shù)研究和應(yīng)用,這是以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)為主的儲能系統(tǒng),在這方面的系統(tǒng)我們會做一些開發(fā),這方面我們也有基礎(chǔ),我們做了這么多年的鏈?zhǔn)礁邏鹤冾l器,也做了很多年的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的高壓SVG,而且它的功率都做得比較大,一般來說做5M、10M、20M、40M都不是太大的問題。所以在這個過程中,我們需要和合作伙伴一起規(guī)劃電池包怎么設(shè)計,BMS系統(tǒng)和高壓儲能系統(tǒng)怎么來做一個配合,要做這些方面更進一步的技術(shù)研究和應(yīng)用。第二個是退役動力電池梯級利用技術(shù)研究與應(yīng)用。在退役動力電池的應(yīng)用方面,行業(yè)里有人否定,也有人肯定,退役動力電池的梯次利用現(xiàn)在還在試錯,我們有想法應(yīng)該勇于嘗試。現(xiàn)在我們做的退役動力電池的梯次利用,在昨天一位專家做報告的時候也介紹了,基本上三種方式他們都試過,但是他們很苦惱的是被逼得要把電池拆成電芯來使用,因為受到各種各樣的原因的影響。我們也在想一個問題,拆到電芯大家說成本太高,技術(shù)難度太大,而且是不是很合適,也有人在提這方面的問題。我們也在想,這個電池如果完全不拆,可能容量太大了也會有一些問題。我們是不是可以折中,我們想的是把它拆到模組這個級別。如果拆到模組以后,我們每個模組的電壓是比較低的,可能按照現(xiàn)有的技術(shù)條件大家都在想,我的PCS不對它做一些針對性的開發(fā),直流電壓仍然做得比較高,或者說直流電壓不是很高的時候用DCDC的轉(zhuǎn)換來做一些事情,這樣下來以后,效率可能也會受到一些影響,還有就是用這種方案做了以后,因為我們的車的直流電壓的等級是千差萬別的,有很多種,在做PCS的時候,也會對它做出更多的要求,包括BMS的改造上面會有很多的問題。我們在考慮一個問題,如果把梯次電池拆到模組級別,它的電壓一般就是幾十伏,如果我們把它堆到很高的電壓去用,串聯(lián)的電池又太多,相當(dāng)于整個電池包還是做得很大,梯次電池本身它的可靠性和一致性就是比較差的,這還是沒有降低難度。如果我們給每一個模組配上一個鏈?zhǔn)降男∪萘縋CS,把它們放到一起來運營,效果就會更好。我們知道這幾天很多專家都在說,小功率的單元或者是低壓的PCS,我們把它并行起來運行,有很多技術(shù)上的問題需要解決,比如說并了10臺、18臺,我們把容量做小以后,要實現(xiàn)比較大容量的輸出又會比較困難。我覺得我們完全可以換一個角度來思考,我們現(xiàn)在做并聯(lián)比較困難,我們想想做串聯(lián),可能就更容易一些。所以我想在退役動力電池的梯次利用上,我們也可以考慮利用鏈?zhǔn)降慕Y(jié)構(gòu),而且拆成模組以后,直流電壓雖然比較低,但是我把它疊加起來以后,仍然可以380伏直接并網(wǎng),中間不用變壓器。還有一個問題,因為我們可以靈活地設(shè)計鏈接的個數(shù),所以我對梯次電池的直流電壓的范圍適應(yīng)性非常廣,48V的可以用,你做到60V、80V、100V都可以。第三個方面是我們還在做移動式的儲能技術(shù)。
今天重點要講的是大型的儲能電站。我們做大容量的電站首先要考慮的問題是安全,這幾天在儲能行業(yè)大家在說的也是這個話題。TUV的專家給我們總結(jié)了6個方面的安全問題,至少有一半是跟電池安全有關(guān)的,所以大型的儲能電站,基本的訴求安全第一是肯定沒問題的,而解決這個基本的訴求方面,排第一的就是解決電池安全的問題。在電氣安全這一塊,其它的變電站或者是發(fā)電的設(shè)施,大功率、高電壓的應(yīng)用,已經(jīng)有大量成熟的設(shè)計經(jīng)驗和運行、維護的經(jīng)驗,所以電氣不是問題,問題還是在電池,所以我們要考慮電池的問題。
有人說一個電池包相當(dāng)于是一個炸彈,可能這個比喻不一定恰當(dāng),但是它也確實說明了電池的安全技術(shù)有多么關(guān)鍵,在儲能系統(tǒng)里面,這是非常關(guān)鍵的一個問題。儲能電站在建設(shè)的時候,大家擔(dān)心的是這么多電池放到一起,是不是一個巨量的能量包到了一起,如果這個能量包在一起發(fā)生了問題,它確實就像一個炸彈一樣,會產(chǎn)生很多的問題。
另外一個就是PCS大功率和高效率,因為我們做到大型的儲能電站以后,電池的安全想辦法要解決,另外一個就是PCS怎么實現(xiàn)大功率和高效率運行。如果用小的PCS去拼湊一套大的系統(tǒng),數(shù)量是比較多的,而且從并聯(lián)的技術(shù)發(fā)展而言,還有很多的技術(shù)問題需要解決。
在電池包安全性提升方面,我們可以從這樣一個角度來考慮。在整個技術(shù)的發(fā)展過程中,不管是在哪個行業(yè)的技術(shù)發(fā)展,當(dāng)一個很危險的東西或者一個大塊的東西我們搞不定的時候,我們就想辦法把它切成小塊,把它進行區(qū)分,區(qū)分掉以后該封閉的就封閉,該單獨管理的就單獨管理,把危險降低下來。但是在這里面又有一個問題,我們希望電池容量夠大,如果我們把它切成小塊以后,那就意味著我們的數(shù)量又很多了。從安全性的角度考慮,我們要把它切分成小塊,但是現(xiàn)在大容量的輸出這一塊,我們又希望PCS單機的功率更大,希望它能量的轉(zhuǎn)換更集中,所以這兩個是矛盾的,大家可能會比較頭疼。
但是這是可以解決的,解決的辦法就是高壓直掛的技術(shù)。左邊這個圖是高壓直掛技術(shù)的主要拓樸回路,它是由一個一個電池和單向逆變器構(gòu)成的儲能包,很多的儲能包串聯(lián)起來構(gòu)成一個單相儲能的電路,三相結(jié)合到一起,就成為一個三相的電路。這個設(shè)計把整個系統(tǒng)分成很多個小的包,這些小包組合起來變成右邊這個狀態(tài),右邊這個圖是現(xiàn)在我們考慮的系統(tǒng)的構(gòu)成,把電池放到一起,把PCS放到一起,這樣相當(dāng)于在電池這個部分的能量密度非常高,就會比較難控制。如果我們把它全部切分以后,我們可以把PCS和電池作為一組來放,這樣可以把能量密度稀釋,這樣我們控制起來就更容易一些。
另外就是在發(fā)展鏈?zhǔn)降臅r候,我們需要解決以下這些問題,因為時間的關(guān)系,我沒有辦法和大家展開分析。這幾個問題我們是可以很好解決的,具體的問題,時間關(guān)系我不再細(xì)分來講。
可以看看我們使用的效果,寶清這個項目我們獲得了很多的獎項。當(dāng)我們把電池分成小包以后,每個包的BMS做起來就容易一些,這是我們均衡的效果,這是相內(nèi)不同功率單元的均衡情況。這個是相間的均衡情況,大家看到這個均衡效果還是很好的。這是我們的轉(zhuǎn)換的情況,整個儲能系統(tǒng)在不同的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時候,它的速度不同。在對儲能系統(tǒng)來說,只要電池能響應(yīng)得過來,PCS絕對沒問題。我們從滿充電轉(zhuǎn)滿放電的時候,它的速度很快,2毫秒就可以了。當(dāng)然在所有功率狀態(tài)的切換中,所有的時間都在三毫秒以內(nèi)。
這是我們準(zhǔn)備建設(shè)的兩個項目,也希望各位同行能一起加入到我們這個項目里面來,我們一起來做相應(yīng)的技術(shù)研究。一個是我們將在云埔廠區(qū)做的一個5MW/2.5MWh的高壓儲能,另外一個是做一個2MW/2MWh的低壓儲能,這里面也會包含梯次利用的電池,希望我們能一起做這個事情。我們計劃這個項目在今年國慶節(jié)之前做出來。第二個項目我們會在這個項目的基礎(chǔ)上考察它的運行情況,如果到今年年底運行情況比較理想的話,我們會在明年在我們的嶺南電纜基地建一個2.5MW/5MWh的光儲項目,這個基地的分布式光伏現(xiàn)在已經(jīng)建好了,我們希望把儲能再加進去,完成這個項目。
時間有限,很多想表達的東西沒有辦法表達,希望大家如果在會后有關(guān)于類似的項目和技術(shù)的問題想交流,我們可以下來交流。另外也歡迎大家在我們的項目做出來以后,到我們那里考察指導(dǎo)。
責(zé)任編輯:繼電保護
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