大家也都知道，目前韓國發(fā)生了多起電池的安全事故，儲能的應(yīng)用場景非常多，所有的應(yīng)用場景是建立在電池安全的基礎(chǔ)上，目前整個業(yè)內(nèi)都在關(guān)注電池的安全問題，前段時間在武漢聽到歐陽明高院士對電池安全的一個研究，對于我們作為廠商來講，意義還是比較大的，他總結(jié)的電池的安全問題實際是熱失控、熱積累的過程，我們在設(shè)計電池安全問題上，要充分分析造成熱失控的原因，對癥下藥，要做到在失效前的預(yù)防、失效中的滅火、降溫以及失效后隔離等，雖然無法做到百分之百防控，但是通過我們的優(yōu)化設(shè)計可以降低電池失效的風(fēng)險。目前我們許繼整個集團(tuán)也非常重視安全的問題，目前成立了個研發(fā)團(tuán)隊，共同開發(fā)新一代的預(yù)制艙的項目，重點在環(huán)境控制及安全控制這塊，估計明年會上市發(fā)布。
為更好地推動我國能源高質(zhì)量發(fā)展，中國能源研究會在北京國際會議中心召開以“中國能源高質(zhì)量發(fā)展”為主題的年會。其中中國能源研究會儲能專業(yè)委員會于8日下午舉辦此次年會的分論壇，主題為“儲能技術(shù)創(chuàng)新與熱點市場實踐交流”。
會上，許繼電科儲能技術(shù)有限公司系統(tǒng)部經(jīng)理陳世鋒作“電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)集成技術(shù)研究”主題報告，以下為報告全文。
陳世鋒：非常感謝，大家都知道今年鎮(zhèn)江這邊的電網(wǎng)儲能已經(jīng)有8個站共計200MWh的儲能電站已經(jīng)投運，我們有幸參與到這個電站的建設(shè)，今天演講的題目是“電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)集成技術(shù)研究與實踐?！敝饕晕覀冊S繼承建的兩個站為主，來把我們建設(shè)儲能項目的經(jīng)驗和系統(tǒng)集成的技術(shù)給各位領(lǐng)導(dǎo)專家分享一下。
項目必要性不過多介紹了，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能電站主要有8個站，許繼承擔(dān)了其中兩個站總承包的建站任務(wù)，一個是五峰山、一個是三躍。另外我們以設(shè)備供應(yīng)方式參與了新壩站及北山的建設(shè)，從江蘇一期電網(wǎng)側(cè)儲能來講，許繼一共參與了4個項目建設(shè)，目前五峰山是國內(nèi)單體最大的電網(wǎng)側(cè)儲能電站。
我重點介紹一下儲能電站的系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，許繼是最早涉及儲能行業(yè)的幾大公司之一，從最早張北風(fēng)光儲輸示范工程到今年鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能，還包括目前我們正在執(zhí)行青海海西州多能互補(bǔ)示范工程，過的工程比較多，另外應(yīng)用的場景都涉及到了，通過我們所做的工作總結(jié)了一下儲能在系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，
首先是監(jiān)控及能量管理技術(shù)。一個是整個監(jiān)控接入的能力，目前在五峰山總共是48個MWh，24個集裝箱，每個集裝箱有2萬個點，整個電站有50-60萬點，這么大的量接入到整個監(jiān)控去，對整個監(jiān)控的容量和數(shù)據(jù)分析提出更高要求。我們目前執(zhí)行50MW/100MWh的項目，接入的數(shù)據(jù)量更大，達(dá)到百萬點以上，所以從整個數(shù)據(jù)量接入方面，監(jiān)控系統(tǒng)要支撐百萬點的接入。
另外，在能量管理策略方面主要的策略AGC和AVC，重要的兩個考核指標(biāo)，一個是控制精度，另外一個是響應(yīng)時間。目前整個的儲能電站執(zhí)行單元是在PCS端，整個電站考核端在并網(wǎng)點，中間有升壓和配電環(huán)節(jié)，會造成整個的AGC精度會有誤差。我們使用動態(tài)自適應(yīng)的技術(shù)，這種技術(shù)在整個控制策略里面，把變壓器的損耗作為一個補(bǔ)償量，從低載、中載到滿載都可以自動識別計算，通過這種技術(shù)保證整個AGC響應(yīng)精度控制在1.5%以內(nèi)。
另外，響應(yīng)時間方面可以通過多種方式來實現(xiàn)，比如目前江蘇這邊采用源網(wǎng)荷終端直接控制PCS，可以在百ms內(nèi)實現(xiàn)緊急的功率支撐，另外一種可以采用GOOSE的這種方式，可以實現(xiàn)百ms內(nèi)的響應(yīng)，目前我們也在做這方面的研究。
第二個關(guān)鍵技術(shù)是多級并聯(lián)諧振抑制控制技術(shù)，目前電網(wǎng)側(cè)儲能的容量都比較大，需要多臺PCS進(jìn)行并聯(lián)控制，并聯(lián)時由于阻抗的變化，系統(tǒng)存在擾動時會引起振蕩，對電網(wǎng)存在安全的隱患，同時由于暫態(tài)時序的差別，PCS在做PWM控制時，會存在高頻環(huán)流，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行存在影響，因此目前我們采用一個在PCS控制采用有源阻尼控制，降低系統(tǒng)諧振的風(fēng)險，另一個采用載波同步這樣技術(shù)來抑制高頻的環(huán)流；
第三個技術(shù)是主動均衡控制技術(shù)，鎮(zhèn)江項目是以2MWh為一個基本單元，一個40尺的集裝箱存在上萬個單體電池，雖然我們出廠時可以嚴(yán)格控制工藝流程保證單體電池處于比較好一致性，但是在運行一段時間后，個別單體會存在差異，差異過大也就是我們常說的木桶效益，會影響整個系統(tǒng)的應(yīng)用，降低系統(tǒng)容量，因此我們要控制電池單體的一致性，必須采用主動均衡的技術(shù)，目前可以實現(xiàn)在一個柜子里，實現(xiàn)任意單體的能量轉(zhuǎn)移，也可以實現(xiàn)相間的均衡，整個均衡效率達(dá)到80%，雙向電流達(dá)到5A。
第四，源網(wǎng)荷精準(zhǔn)控制技術(shù)，目前鎮(zhèn)江8個站全面接入到源網(wǎng)荷控制系統(tǒng)里，整個實現(xiàn)緊急功率支撐響應(yīng)時間100ms以內(nèi)，它需要源網(wǎng)荷終端、EMS和PCS緊密配合來完成這個功能。
第五 集裝箱的環(huán)境控制技術(shù)；如果集裝箱內(nèi)環(huán)境控制沒有做好造成電池單體溫差大的話，會嚴(yán)重影響電池的一致性，會造成安全隱患，因此集裝箱環(huán)境控制技術(shù)也非常重要，這里面包括的內(nèi)容比較多，比如整個集裝箱里面空調(diào)的布置方式不同，對系統(tǒng)的散熱也有不同，風(fēng)道設(shè)計大小，出風(fēng)量的計算，風(fēng)向的控制等等，都會造成電池的溫差過大，我們也采用了一些技術(shù)，包括熱仿真計算，風(fēng)道出風(fēng)量計算，風(fēng)道的優(yōu)化設(shè)計等，保證整個集裝箱的單體電池溫差可以控制到5度以內(nèi)。
第六，電池安全防控技術(shù)；大家也都知道，目前韓國發(fā)生了多起電池的安全事故，儲能的應(yīng)用場景非常多，所有的應(yīng)用場景是建立在電池安全的基礎(chǔ)上，目前整個業(yè)內(nèi)都在關(guān)注電池的安全問題，前段時間在武漢聽到歐陽明高院士對電池安全的一個研究，對于我們作為廠商來講，意義還是比較大的，他總結(jié)的電池的安全問題實際是熱失控、熱積累的過程，我們在設(shè)計電池安全問題上，要充分分析造成熱失控的原因，對癥下藥，要做到在失效前的預(yù)防、失效中的滅火、降溫以及失效后隔離等，雖然無法做到百分之百防控，但是通過我們的優(yōu)化設(shè)計可以降低電池失效的風(fēng)險。
目前我們許繼整個集團(tuán)也非常重視安全的問題，目前成立了個研發(fā)團(tuán)隊，共同開發(fā)新一代的預(yù)制艙的項目，重點在環(huán)境控制及安全控制這塊，估計明年會上市發(fā)布。
下面介紹下五峰山的實施方案，儲能電站儲能系統(tǒng)采用預(yù)制艙戶外布置方式，共設(shè)置24套儲能電池預(yù)制艙和24套PCS及升壓變成套裝置，每個電池預(yù)制艙容量為1MW×2h，采用40英尺非標(biāo)預(yù)制艙；PCS及升壓變成套裝置安裝2臺500kW PCS和1臺1250kVA雙繞組升壓變壓器。儲能單元所發(fā)電力升壓至10kV后，分別匯流至三段母線，通過三回新建10kV線路接入110千伏五峰變10千伏母線側(cè)。
這個是整個五峰山的現(xiàn)場照片，包括有變流器艙、電池艙、總控艙、高壓艙（音）。
電池成組方面，2MWh集裝箱儲能系統(tǒng)由10個電池簇構(gòu)成，每一個電池簇由38個電池插箱和1個高壓箱組成。每個電池插箱由由48個3.2V40Ah磷酸鐵鋰電芯按6串8并方式進(jìn)行成組
監(jiān)控及能量管理方面，是我們許繼自主研發(fā)ESS8000大規(guī)模監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)，是監(jiān)控與能量管理一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，支持百萬數(shù)據(jù)點的接入，。這個是儲能變流器，支持雙機(jī)并聯(lián)，整個效率比較高，達(dá)到80%，功能也比較齊全，具備虛擬同步功能，支持低穿、高穿。
電池管理系統(tǒng)具有分層分級體系架構(gòu)，完成電池參數(shù)測量、電池狀態(tài)分析、電池過欠壓、過流保護(hù)、直流母線絕緣監(jiān)測、通信等功能，另外重要的一個需求要把它對電池安全預(yù)警功能加在里面去，真正對電池安全預(yù)防起到很好的作用。
電池集裝箱，40尺集裝箱，電池集裝箱擁有自己獨立的供電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)（配置工業(yè)空調(diào)）、隔熱系統(tǒng)、阻燃系統(tǒng)、火災(zāi)報警及消防系統(tǒng)、安全逃生系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)。
下面介紹下許繼的案例
一個是張北風(fēng)電光儲示范項目，主要功能平滑風(fēng)光波動、跟蹤計劃、調(diào)頻、削峰填谷、電壓支撐、緊急應(yīng)用；
第二個是張北風(fēng)光儲示范項目（二期梯次電池儲能），許繼總承包單位，項目規(guī)模3MW/9MWh，通過項目的實施，掌握梯次電池分選、重組及系統(tǒng)集成等相關(guān)技術(shù)
第三個虛擬同步機(jī)的，是世界首個具備虛擬同步機(jī)功能的電站，也是國家電網(wǎng)公司十大科技創(chuàng)新示范工程之一；許繼承擔(dān)了5MW*0.33h大容量電站式虛擬同步機(jī)設(shè)備
第四個是鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能電站，這里不再詳細(xì)說了；
最后一個是青海海西州多能互補(bǔ)示范工程儲能項目，容量為50MW/100MWh，目前也是國內(nèi)最大的電源側(cè)儲能項目，目前該項目正在實施階段，年底可以并網(wǎng)。
最后，也歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)專家到我們承建鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能項目現(xiàn)場進(jìn)行參觀指導(dǎo)，謝謝大家！
——陳世鋒
為更好地推動我國能源高質(zhì)量發(fā)展，中國能源研究會在北京國際會議中心召開以“中國能源高質(zhì)量發(fā)展”為主題的年會。其中中國能源研究會儲能專業(yè)委員會于8日下午舉辦此次年會的分論壇，主題為“儲能技術(shù)創(chuàng)新與熱點市場實踐交流”。
會上，許繼電科儲能技術(shù)有限公司系統(tǒng)部經(jīng)理陳世鋒作“電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)集成技術(shù)研究”主題報告，以下為報告全文。
陳世鋒：非常感謝，大家都知道今年鎮(zhèn)江這邊的電網(wǎng)儲能已經(jīng)有8個站共計200MWh的儲能電站已經(jīng)投運，我們有幸參與到這個電站的建設(shè)，今天演講的題目是“電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)集成技術(shù)研究與實踐?！敝饕晕覀冊S繼承建的兩個站為主，來把我們建設(shè)儲能項目的經(jīng)驗和系統(tǒng)集成的技術(shù)給各位領(lǐng)導(dǎo)專家分享一下。
項目必要性不過多介紹了，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能電站主要有8個站，許繼承擔(dān)了其中兩個站總承包的建站任務(wù)，一個是五峰山、一個是三躍。另外我們以設(shè)備供應(yīng)方式參與了新壩站及北山的建設(shè)，從江蘇一期電網(wǎng)側(cè)儲能來講，許繼一共參與了4個項目建設(shè)，目前五峰山是國內(nèi)單體最大的電網(wǎng)側(cè)儲能電站。
我重點介紹一下儲能電站的系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，許繼是最早涉及儲能行業(yè)的幾大公司之一，從最早張北風(fēng)光儲輸示范工程到今年鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能，還包括目前我們正在執(zhí)行青海海西州多能互補(bǔ)示范工程，過的工程比較多，另外應(yīng)用的場景都涉及到了，通過我們所做的工作總結(jié)了一下儲能在系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，
首先是監(jiān)控及能量管理技術(shù)。一個是整個監(jiān)控接入的能力，目前在五峰山總共是48個MWh，24個集裝箱，每個集裝箱有2萬個點，整個電站有50-60萬點，這么大的量接入到整個監(jiān)控去，對整個監(jiān)控的容量和數(shù)據(jù)分析提出更高要求。我們目前執(zhí)行50MW/100MWh的項目，接入的數(shù)據(jù)量更大，達(dá)到百萬點以上，所以從整個數(shù)據(jù)量接入方面，監(jiān)控系統(tǒng)要支撐百萬點的接入。
另外，在能量管理策略方面主要的策略AGC和AVC，重要的兩個考核指標(biāo)，一個是控制精度，另外一個是響應(yīng)時間。目前整個的儲能電站執(zhí)行單元是在PCS端，整個電站考核端在并網(wǎng)點，中間有升壓和配電環(huán)節(jié)，會造成整個的AGC精度會有誤差。我們使用動態(tài)自適應(yīng)的技術(shù)，這種技術(shù)在整個控制策略里面，把變壓器的損耗作為一個補(bǔ)償量，從低載、中載到滿載都可以自動識別計算，通過這種技術(shù)保證整個AGC響應(yīng)精度控制在1.5%以內(nèi)。
另外，響應(yīng)時間方面可以通過多種方式來實現(xiàn)，比如目前江蘇這邊采用源網(wǎng)荷終端直接控制PCS，可以在百ms內(nèi)實現(xiàn)緊急的功率支撐，另外一種可以采用GOOSE的這種方式，可以實現(xiàn)百ms內(nèi)的響應(yīng)，目前我們也在做這方面的研究。
第二個關(guān)鍵技術(shù)是多級并聯(lián)諧振抑制控制技術(shù)，目前電網(wǎng)側(cè)儲能的容量都比較大，需要多臺PCS進(jìn)行并聯(lián)控制，并聯(lián)時由于阻抗的變化，系統(tǒng)存在擾動時會引起振蕩，對電網(wǎng)存在安全的隱患，同時由于暫態(tài)時序的差別，PCS在做PWM控制時，會存在高頻環(huán)流，對系統(tǒng)穩(wěn)定運行存在影響，因此目前我們采用一個在PCS控制采用有源阻尼控制，降低系統(tǒng)諧振的風(fēng)險，另一個采用載波同步這樣技術(shù)來抑制高頻的環(huán)流；
第三個技術(shù)是主動均衡控制技術(shù)，鎮(zhèn)江項目是以2MWh為一個基本單元，一個40尺的集裝箱存在上萬個單體電池，雖然我們出廠時可以嚴(yán)格控制工藝流程保證單體電池處于比較好一致性，但是在運行一段時間后，個別單體會存在差異，差異過大也就是我們常說的木桶效益，會影響整個系統(tǒng)的應(yīng)用，降低系統(tǒng)容量，因此我們要控制電池單體的一致性，必須采用主動均衡的技術(shù)，目前可以實現(xiàn)在一個柜子里，實現(xiàn)任意單體的能量轉(zhuǎn)移，也可以實現(xiàn)相間的均衡，整個均衡效率達(dá)到80%，雙向電流達(dá)到5A。
第四，源網(wǎng)荷精準(zhǔn)控制技術(shù)，目前鎮(zhèn)江8個站全面接入到源網(wǎng)荷控制系統(tǒng)里，整個實現(xiàn)緊急功率支撐響應(yīng)時間100ms以內(nèi)，它需要源網(wǎng)荷終端、EMS和PCS緊密配合來完成這個功能。
第五 集裝箱的環(huán)境控制技術(shù)；如果集裝箱內(nèi)環(huán)境控制沒有做好造成電池單體溫差大的話，會嚴(yán)重影響電池的一致性，會造成安全隱患，因此集裝箱環(huán)境控制技術(shù)也非常重要，這里面包括的內(nèi)容比較多，比如整個集裝箱里面空調(diào)的布置方式不同，對系統(tǒng)的散熱也有不同，風(fēng)道設(shè)計大小，出風(fēng)量的計算，風(fēng)向的控制等等，都會造成電池的溫差過大，我們也采用了一些技術(shù)，包括熱仿真計算，風(fēng)道出風(fēng)量計算，風(fēng)道的優(yōu)化設(shè)計等，保證整個集裝箱的單體電池溫差可以控制到5度以內(nèi)。
第六，電池安全防控技術(shù)；大家也都知道，目前韓國發(fā)生了多起電池的安全事故，儲能的應(yīng)用場景非常多，所有的應(yīng)用場景是建立在電池安全的基礎(chǔ)上，目前整個業(yè)內(nèi)都在關(guān)注電池的安全問題，前段時間在武漢聽到歐陽明高院士對電池安全的一個研究，對于我們作為廠商來講，意義還是比較大的，他總結(jié)的電池的安全問題實際是熱失控、熱積累的過程，我們在設(shè)計電池安全問題上，要充分分析造成熱失控的原因，對癥下藥，要做到在失效前的預(yù)防、失效中的滅火、降溫以及失效后隔離等，雖然無法做到百分之百防控，但是通過我們的優(yōu)化設(shè)計可以降低電池失效的風(fēng)險。
目前我們許繼整個集團(tuán)也非常重視安全的問題，目前成立了個研發(fā)團(tuán)隊，共同開發(fā)新一代的預(yù)制艙的項目，重點在環(huán)境控制及安全控制這塊，估計明年會上市發(fā)布。
下面介紹下五峰山的實施方案，儲能電站儲能系統(tǒng)采用預(yù)制艙戶外布置方式，共設(shè)置24套儲能電池預(yù)制艙和24套PCS及升壓變成套裝置，每個電池預(yù)制艙容量為1MW×2h，采用40英尺非標(biāo)預(yù)制艙；PCS及升壓變成套裝置安裝2臺500kW PCS和1臺1250kVA雙繞組升壓變壓器。儲能單元所發(fā)電力升壓至10kV后，分別匯流至三段母線，通過三回新建10kV線路接入110千伏五峰變10千伏母線側(cè)。
這個是整個五峰山的現(xiàn)場照片，包括有變流器艙、電池艙、總控艙、高壓艙（音）。
電池成組方面，2MWh集裝箱儲能系統(tǒng)由10個電池簇構(gòu)成，每一個電池簇由38個電池插箱和1個高壓箱組成。每個電池插箱由由48個3.2V40Ah磷酸鐵鋰電芯按6串8并方式進(jìn)行成組
監(jiān)控及能量管理方面，是我們許繼自主研發(fā)ESS8000大規(guī)模監(jiān)控及能量管理系統(tǒng)，是監(jiān)控與能量管理一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，支持百萬數(shù)據(jù)點的接入，。這個是儲能變流器，支持雙機(jī)并聯(lián)，整個效率比較高，達(dá)到80%，功能也比較齊全，具備虛擬同步功能，支持低穿、高穿。
電池管理系統(tǒng)具有分層分級體系架構(gòu)，完成電池參數(shù)測量、電池狀態(tài)分析、電池過欠壓、過流保護(hù)、直流母線絕緣監(jiān)測、通信等功能，另外重要的一個需求要把它對電池安全預(yù)警功能加在里面去，真正對電池安全預(yù)防起到很好的作用。
電池集裝箱，40尺集裝箱，電池集裝箱擁有自己獨立的供電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)（配置工業(yè)空調(diào)）、隔熱系統(tǒng)、阻燃系統(tǒng)、火災(zāi)報警及消防系統(tǒng)、安全逃生系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)。
下面介紹下許繼的案例
一個是張北風(fēng)電光儲示范項目，主要功能平滑風(fēng)光波動、跟蹤計劃、調(diào)頻、削峰填谷、電壓支撐、緊急應(yīng)用；
第二個是張北風(fēng)光儲示范項目（二期梯次電池儲能），許繼總承包單位，項目規(guī)模3MW/9MWh，通過項目的實施，掌握梯次電池分選、重組及系統(tǒng)集成等相關(guān)技術(shù)
第三個虛擬同步機(jī)的，是世界首個具備虛擬同步機(jī)功能的電站，也是國家電網(wǎng)公司十大科技創(chuàng)新示范工程之一；許繼承擔(dān)了5MW*0.33h大容量電站式虛擬同步機(jī)設(shè)備
第四個是鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能電站，這里不再詳細(xì)說了；
最后一個是青海海西州多能互補(bǔ)示范工程儲能項目，容量為50MW/100MWh，目前也是國內(nèi)最大的電源側(cè)儲能項目，目前該項目正在實施階段，年底可以并網(wǎng)。
最后，也歡迎各位領(lǐng)導(dǎo)專家到我們承建鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲能項目現(xiàn)場進(jìn)行參觀指導(dǎo)，謝謝大家！
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