北控清洁【jié】能源有【yǒu】限公司执行董事、执行总【zǒng】裁王野【yě】出席论坛并发【fā】表主题演讲。
以下为王野的演讲内容：
我在传统能【néng】源干了十年，搞核电二【èr】十【shí】年，然后【hòu】又干太阳能【néng】、风【fēng】电，我今天要谈的是储能【néng】微电网的关键技术探讨。在谈【tán】技术之前我也稍微谈谈【tán】我们做储【chǔ】能、做可再生【shēng】能源【yuán】的初衷。现在美国【guó】有一个统计，目前最【zuì】便【biàn】宜的【de】电价电源是风电，其【qí】次是光【guāng】伏。去年在阿布扎比【bǐ】未来能源公司在中【zhōng】东【dōng】的出【chū】口电价是每千瓦时1.79美分【fèn】，这个价格已【yǐ】经远【yuǎn】远低【dī】于传统能源的电价【jià】。
国内【nèi】实施的“光伏【fú】领跑者【zhě】计【jì】划”，北控在江【jiāng】苏【sū】宝应的投标价为0.47元【yuán】/kwh，那边的平均【jun1】上网电价是0.399元。当时【shí】光伏的组件是按2.7元/W计【jì】算，现在组【zǔ】件已降【jiàng】到了2.2元、2.3元。按照这个【gè】趋势发展下去，不管是光伏还是【shì】风【fēng】电，平【píng】价上网的【de】目【mù】标很【hěn】快【kuài】就【jiù】会【huì】到来。可再生能源的经济性是有的【de】，但是解【jiě】决不了的一个【gè】问题就是它的波【bō】动性。我个人认为如果可再生能源【yuán】要大面积【jī】使用的话，没有高效率低成本【běn】的储能是不可能做到的。
能源革命的终极目【mù】标是全世界100%的能【néng】源来自【zì】于【yú】光伏【fú】、风电、氢【qīng】能燃料电【diàn】池【chí】等可再生【shēng】能源。主要有三种供给【gěi】方式：一是集【jí】中式光伏、风【fēng】电新【xīn】能源+储能的能源【yuán】供给方式，二是大【dà】型的独立储能【néng】电站化学储能、抽水蓄能等，三是以【yǐ】用【yòng】户侧区域性微电网【wǎng】群(虚拟电【diàn】厂)为架【jià】构的模式。
当新能源+储能的度电成【chéng】本低于传统的化【huà】石能源时，微电网群和集中式新能源【yuán】+储能的这种模式将【jiāng】会爆发式增【zēng】长。而【ér】作【zuò】为能源革【gé】命的关键【jiàn】技【jì】术【shù】，微电网及微电【diàn】网群控制EMS系统、储能系统BMS、PCS系统将是能源革命成功与否的关键。
关键技术1——项目顶层设计
大规模的储能系统【tǒng】有着不同的应用【yòng】场【chǎng】景和商业模式，有【yǒu】的储能系统是单【dān】一的电网【wǎng】调【diào】峰，有的是调峰、调频和调【diào】压等多【duō】重应【yīng】用场景的结【jié】合。根【gēn】据不同的项目【mù】，大【dà】规模储【chǔ】能系统功【gōng】率的【de】配置和电池的配置【zhì】、选型也【yě】是完全不同的，这个系统【tǒng】目标函数要系【xì】统安全、稳定、可靠，要有经济性。
大功率【lǜ】储能系统的顶层设计是非【fēi】常重要的，涉及到储能功率配置【zhì】、储能Pack成【chéng】组【zǔ】和【hé】储能容【róng】量配置等诸【zhū】多因素。一个光伏电站平均的【de】储能时间是10分钟还【hái】是20分钟【zhōng】、还是50分钟，这【zhè】个电【diàn】网是有【yǒu】要求的。比如现在青海要求【qiú】光伏【fú】、风【fēng】电有10%的【de】储能容量的配比【bǐ】，不同【tóng】的地方【fāng】配比是不一样的。另外充放电电流【liú】大小、bms均【jun1】衡【héng】电流大小、调【diào】峰容量需求【qiú】以及一次、二次调频所需时间，这些【xiē】约束条件和最【zuì】后要【yào】达到的【de】目标之【zhī】间要确保整个【gè】流程设计是闭环的【de】。
关键技术2——储能系统集成
根【gēn】据储能系统的【de】顶层规划，储能系【xì】统【tǒng】集【jí】成需要【yào】从最底【dǐ】端的电芯选型到电【diàn】池模组、电池包和电池簇【cù】再到储能系【xì】统【tǒng】的配置进行全方位的把控【kòng】。包含了BMS分时【shí】均衡的电池个数、均衡电流大【dà】小、集装箱【xiāng】内部热管理系统、PCS工【gōng】作模【mó】式、PCS底端控制逻辑及上【shàng】层EMS控【kòng】制策略的【de】制定等。
原来的储能【néng】电池【chí】是来自于汽车【chē】的动【dòng】力电池，一【yī】个电动汽车的电芯数大【dà】约几百个【gè】最多一千个，大功率储【chǔ】能系【xì】统包【bāo】含的电芯个数是以万来计甚至以十万【wàn】来计，最大的问题就是它【tā】的不一【yī】致性【xìng】。它是具备短板效应【yīng】的，我管几【jǐ】百个电芯还可以，同时让几【jǐ】万、几十【shí】万【wàn】个电芯要达【dá】到一致性【xìng】是非常难的【de】。
关键技术3——BMS均衡技术
大【dà】功率储能系统单体【tǐ】容量大，所【suǒ】以【yǐ】在顶层设【shè】计时【shí】一定要从BMS开始。电芯刚出厂后，我可以对所有电芯进行一【yī】次【cì】性选择【zé】尽量【liàng】保【bǎo】持一致性。但是运行一段时间【jiān】后，电化学电池【chí】对温【wēn】度的【de】反应非常【cháng】敏感，它的不一致性又【yòu】增加了【le】，差异【yì】性又【yòu】出来了，那在这个【gè】过程中【zhōng】怎么控【kòng】制，怎么把有一些性能【néng】变差的【de】电芯怎么找出来，在运行过程【chéng】的周期中进行均衡，让它再恢复一致性。这【zhè】个在整体【tǐ】的控制策【cè】略中要考虑到。
储能【néng】系统的高效率低成【chéng】本一个是【shì】系统集成的【de】成【chéng】本，另【lìng】一个是运行中的成本。电芯成【chéng】组【zǔ】后不【bú】一致性会倍增，BMS均衡【héng】控制难度加大。大容量的【de】储【chǔ】能系统【tǒng】需要电芯并联进行容量扩充，BMS对并【bìng】联【lián】电芯的检测手段难【nán】以【yǐ】准确判定【dìng】问题电芯和问题Pack，一个电芯如果是40安【ān】培【péi】的话，需要并联的组串就比【bǐ】较【jiào】多【duō】，这个时候【hòu】怎【zěn】么检测，运行【háng】一段时间后再怎么进行均衡【héng】，均衡的电流要配【pèi】多大【dà】，其实这跟你的成本息息相关。
在电池【chí】运行过程中，由于各【gè】类因素的影响导【dǎo】致不【bú】同的Pack其衰减曲线不一致【zhì】，从【cóng】而【ér】扩大【dà】储能系统内部【bù】的不【bú】一致性【xìng】，怎么解决这个问题【tí】?BMS的硬件【jiàn】设【shè】计、在线均【jun1】衡策略必须和Pack设计以及【jí】整个储能【néng】系【xì】统功能参【cān】数紧【jǐn】密结合。BMS均衡能整体提升储能系统的充、放电容量，降低系【xì】统【tǒng】的短板效应。
首先【xiān】是【shì】电芯【xīn】级的SOC估【gū】算精度【dù】。包括【kuò】电芯电【diàn】压变化率小于【yú】BMS电压采集【jí】精度时候的自我修【xiū】正和SOC错误标定后的自我修正。
其次是电芯级的【de】SOH估算精度。实时快速的确【què】定每个电芯的SOH是对均衡策略一【yī】个重要指导，可对系统【tǒng】进行在线【xiàn】维护和电【diàn】芯更换提供【gòng】数据支撑。包括BMU内【nèi】电芯【xīn】均衡、跨BMU之间【jiān】的电【diàn】芯均【jun1】衡、电池簇之间的均衡，为【wéi】全面的电芯电压、SOC、SOH电芯温【wēn】度【dù】制定【dìng】出最优的【de】均衡策略。
现在我们国家的储能系统、微电网系统最缺【quē】的就【jiù】是对【duì】系统研究【jiū】比较透彻的系统集成商【shāng】，这是个系统工程，并【bìng】不是我买个厂家替【tì】我做【zuò】BMS就【jiù】可以了【le】，这块需【xū】要我们大家【jiā】共同努力。
关【guān】键技【jì】术4——PCS多级V/F并【bìng】联技术
传统的PQ控制方式不足以【yǐ】体现【xiàn】储【chǔ】能系统灵【líng】活、快速、稳定的电源特性，传统的V/F控制方式难以实现【xiàn】多机并【bìng】联，电压源容【róng】量和支撑能【néng】力的扩【kuò】充受【shòu】限。
对于大规模【mó】储【chǔ】能系统，PCS多级【jí】V/F并联技术【shù】一直是【shì】业【yè】界急需攻克的难题。PCS多级V/F并联技术【shù】可以大幅度降低系统造【zào】价，简化系统设计，提高系【xì】统瞬【shùn】时反应【yīng】能力。
关键技术5——PCS无缝切换技术
PCS以V/F的形式并【bìng】网【wǎng】运行，给电网提【tí】供一【yī】次调频、调【diào】压等电力辅【fǔ】助服【fú】务。在电网故【gù】障时，它无需进行PQ和VF的【de】切换直【zhí】接进入到孤网运行模式，为孤网提供电【diàn】压和频率的设定值(reference)，从而确【què】保重要负荷的不间断供电。该项技【jì】术的使【shǐ】用【yòng】可以【yǐ】使PCS系统替代【dài】传统的UPS系统，同时可以提【tí】供传统UPS系统不【bú】能【néng】实现的一次调频、二次【cì】调【diào】频和无功【gōng】调【diào】节等电力辅助服【fú】务。
该项【xiàng】技术可以广泛应用于数据中心【xīn】和【hé】对电能质量【liàng】要求高的客户【hù】，同时对提【tí】高微电【diàn】网供【gòng】电可靠性有着重要作用。
关键技术【shù】6——智能化能量管【guǎn】理系【xì】统EMS
智能化【huà】EMS系统能够对【duì】未【wèi】来系统运【yùn】行【háng】状态进行【háng】预判，从【cóng】而提前调整系统控【kòng】制策【cè】略，使得系统不断的自我优化【huà】。必【bì】须遵循以下三点：
1. 以确保系统连续稳定运行为第一原则;
2. 充分利用不同电源的特性，精控储能，充分实现经济性;
3. 不断持续优化控制策略，形成自学习型系统。
我【wǒ】们已经在运行的一个【gè】电站【zhàn】，EMS能够根据电池BMS的采集【jí】数据、光伏发电实【shí】际和预测数据【jù】以及【jí】电网调度指令【lìng】，通过人【rén】工智能【néng】算法在线对【duì】储能【néng】系统【tǒng】进行充放电修正。在数据每天都不一样的情况下，可以实现对【duì】PCS的工作模式进行自【zì】由【yóu】切【qiē】换。如果在调频阶【jiē】段就切换成V/F模式，如果在一般阶段就用PQ源模式【shì】，所有的工作状况是根据现场的实际【jì】情况在不停切【qiē】换的，从而确保电池在【zài】各种工况下循【xún】环寿【shòu】命【mìng】最大化。
关【guān】键技术7——“新能【néng】源+储能”的协调【diào】控制
通过不同的EMS控制策略【luè】，“新能源+储能【néng】”可【kě】以【yǐ】参与电网调【diào】频、调峰【fēng】并能【néng】够提前24小时对新能【néng】源发电【diàn】出力进行预【yù】测，预测精【jīng】度能够达到【dào】85%以上，高于火【huǒ】电等常规机组的调节性能【néng】。这个【gè】技术的实现【xiàn】使得光伏、风电【diàn】配置储能系统后将转变为一个可控能源，随着新【xīn】能【néng】源和储能【néng】系统度电成【chéng】本的不断【duàn】降【jiàng】低，新能源将【jiāng】全面【miàn】替代化【huà】石能源最终实现能源革【gé】命，而且这个是可以远【yuǎn】程操控的。
关键技术8——微电网及微电网集群控制
未【wèi】来的发展【zhǎn】趋【qū】势是以微电网为单元，微电网集群为区【qū】域的供电方【fāng】式，大电网将逐步退至后【hòu】备电源的【de】地位【wèi】。由此衍生出的虚拟【nǐ】电厂、云端大【dà】数据调度平台【tái】以【yǐ】及各种人工智能算【suàn】法【fǎ】，大数据挖掘【jué】技【jì】术将成为微电网及微电网集群EMS的一个发展趋向【xiàng】。
关【guān】键技术【shù】9——区【qū】域能源管理平台(区域自治)
分布【bù】式发【fā】电【diàn】与大【dà】电【diàn】网的关系，从单方面【miàn】依【yī】赖转变为合作互赢【yíng】。区域能源管理平台可实【shí】现【xiàn】对【duì】多个微电网的运行【háng】控制，建立多微电网间的竞价机制。将来通过云计算，我【wǒ】们把【bǎ】这些分散化的分布【bù】式【shì】电源，不管是光伏、风电还是储能电站也好，统一把它们【men】调度起来，这是我们研究的【de】一个方【fāng】向。
未【wèi】来会【huì】把【bǎ】供暖、供冷【lěng】和供电等多样能源【yuán】的转【zhuǎn】换，通过各种【zhǒng】储能技术(储电、储热和储【chǔ】冷)，利【lì】用能源最优调配进行EMS来【lái】实【shí】现。北控团队在这方面已经做好充足的技术储备，并计【jì】划在相【xiàng】关项目上进行【háng】实施。
