中国储能网讯：5月24～26日，由工业和信息化部节能与综合利用司与国家能源局能源节约和科技装备司联合指导，中国化学与物理电源行业协会主办并联合240余家机构共同支持的第十三届中国国际储能大会在杭州召开。
来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业，5417位嘉宾参加了本届大会，其中245家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。
5月26日上午，能建时代（上海）新型储能技术研究院有限公司解决方案经理姜华受邀在西北储能专场分享了主题报告，报告题目为《大型电化学储能电站配置与控制关键技术》。以下是报告主要内容：
姜华：各位领导、各位专家，大家上午好！
非常荣幸和大家分享一下大型电化学储能电站配置与控制的关键技术，今天的专场是西北储能，西北储能与今天演讲的主题大型储能是比较匹配的。
我今天汇报的主题主要从以下4个方面来开展：发展现状与挑战、集成优化配置、关键控制技术、公司简介。
1.发展现状与挑战
风电、光伏在电源中占比逐渐提高，我们看一下最新的数据，到2022年底风电、太阳能在各类电源中发电量是14%，装机占比30%。刚刚上午也正好看了一个最新的数据，国家能源局刚发了一个公告，截止到今年4月份底，风电太阳能装机的装机占比是31%， 4个月的时间装机即增长了约1%。当然对于电源在电力系统中的重要性来说，我们更关心的是它的发电量。未来随着风电、光伏为主的新能源增长，比如到2030年新能源发电量占比达到20%以上，2060年50%以上，新能源给电力系统的安全稳定高效运行带来了很大的挑战。
电力系统面临着调节性资源的缺失，当然调节性资源包括很多，不管是调峰、调频、调压、爬坡、惯量支撑等，但最缺失的调节性资源是调峰资源，这也是支撑未来新型储能发展，也是未来西北电力系统最缺失的调节性资源。
对于大型储能电站，大家会问什么是大型储能电站，其实随着行业的发展，也是在不停发展的。像现在《电化学储能电站设计规范》（GB51048-2014），它的定义是30兆瓦及30兆瓦时以上的储能电站，那就称为大型储能电站。随着行业的发展，相关规程规范的修编，目前大家普遍认为是百兆瓦及以上的储能电站称之为大型储能电站。大型储能电站规模一般在百兆瓦级以上，一般采用110kV及以上的电压等级接入电网。大型储能电站应用场景是新能源侧和电网侧为主，西北地区是我们国家大型储能电站建设的重点地区，包括青海地区，我了解的可能有一些，包括未来其他的省份有单站规模达到GWh的储能电站，正在逐步的落实建设。
还有目前我国新能源发展的重点，以沙漠、戈壁、荒漠为重点的大型风光基地的建设，也是“十四五”新能源发展重点。项目主要集中在内蒙、甘肃、青海、宁夏、新疆等西北地区，国家已经发布了三个批次的新能源大基地的名单，相关项目也已在启动建设中。电化学储能电站为主的新型储能在大基地项目中重要调节性资源，它跟目前大多数省份按照一定的比例和时间来配置储能的模式不太一样的，它是以需求为导向的。包括即将发布的行标《新能源基地送电配置新型储能规划技术导则》提出基地项目储能主要布置在输电线路的送端，提高新能源的利用水平。大基地项目是以多能互补的模式来建设，比如说西北地区很多项目一般以风光火储的模式来建设。
随着大型储能电站的建设，我们也会逐步发现它的一些问题，比如说储能设备及电芯数量多，运维管理复杂，数千个电芯同步控制带来的一致性问题的突出。PCS数量多，比如一个100MW/200MWh的储能电站为例，电芯以280Ah电芯为例，电芯数量在22万只左右。电池舱数量，现在主流20尺液冷舱，单舱3.5兆瓦时左右，大概在60套。PCS数量以集中式1725kW为例，大概在60台，如果组串式PCS为例，大概500台。储能电站的数据量大概在70万左右。随着大型储能电站的建设，不管是设备数量还是数据量的增多，它相应会带来很多问题，而且这个问题不仅仅是一个物理上累计的问题，它会带来倍增式的影响，需要重新考虑系统的设计、集成和控制。此外，大型储能电站还会带来直流侧短路电流，消防配置、防火防爆等凸出问题。
2.集成优化配置
集成优化配置相关的介绍，我们储能电站发展的趋势，这种大型储能电站未来要发展“低成本、长寿命、高安全、免维护、一致性好”的储能产品，目前发展趋势就是大容量电芯，毫无疑问这两天大家通过相关的展览肯定了解到，今年下半年到明年280Ah电芯慢慢会迭代到300-320Ah为主的更大容量电芯。当然还有一些其他的像刀片电池、亿纬的560Ah等其他电芯产品。电池发展的第二个趋势就是长寿命，当然长寿命可能要基于一定的前提条件，包括运行方式、运行温度等因素。三是低衰减，大家都知道电池的衰减特性，新款电池延缓电池的衰减。
现行拓扑结构，目前以集中式储能为主，像组串式、集联型拓扑结构也正得到越来越广泛的应用。特别是今年大家认为是储能产业的转折年，随着电力市场和相关机制的不断健全和成熟，大家从之前更关注初始投资转为更关注全寿命周期的性能和成本。液冷温控技术由于在集成能量密度、温度控制等方面有相关的优势，也是正在逐步成为主流的选择，据了解，液冷系统的设备价格与风冷设备已相差无几。四是消防安全认识行业关注的重点，也是一个难点。今年发布《电化学储能电站安全规程》国标7月1号执行，对行业提供了一个比较好的知道标准，大家也会更关注消防的配置，比如说Pack级的消防方案正逐步得到重视。
一致性是影响储能系统安全和性能的重要指标，以一个典型的风冷储能单元为例，一个电池簇由360个电芯串联，一个电池阵列由12个电池簇来并联。毫无疑问，它面临簇内一致性和簇间环流的问题，这也是我们储能行业需要重点解决的一些问题。我们如何来提升它的一致性水平呢，可以从它的制造工艺，比如电池的筛选，包括采用同一批次电池并进行电压、内阻等指标的检测，采用组串式、集联型等拓扑结构；电池是一个电化学反应的机理，温度对化学反应的过程，包括它的结果肯定不一样的。一个电池舱，不管是液冷还是风冷，如何来提升它的温度一致性控制水平，不管是风冷还是液冷都面临着温度均衡控制的难题，比如说风冷一般保证10℃左右的温差水平，液冷保证3左右的温差水平； BMS的主动或被动均衡、保护等也是提升一致性的主要措施，此外，优化运维手段和配置也是提升一致性的重要手段。
今年国家能源局发布了防止电力生产事故25项重点要求，这个标准是电力行业非常重要的管理规定，也是首次把电化学储能纳入反措的规定。这里提到储能单元直流回路、电池簇回路应配置直流开断设备。之前安全国标提到配置断路器，但其随着集中式拓扑结构并联数量的提高，直流侧面临短路电流增大并超过直流断路器的开端能力的问题，后来改成直流开断设备。目前像集中式储能主要通过熔断器来实现它的保护作用。二是具备簇级隔离保护功能，现在集中式储能，很多都是单个电池出故障的即把整个储能单元切除，这对精细化管理非常不好的。三是磷酸铁锂电池，大家都知道应配置可燃气体探测装置，特别是氢气和一氧化碳，因为它的热失控析出最主要的可燃气体，超过设定阈值时联动断开设备间级和簇级直流开断设备。通风系统应采用防爆型。最后提到灭火系统应满足扑灭电池明火且不复燃的要求，这个也是电池热失控主要的机理，也是一个难点的问题，文件主要是提到模块级消防验证的要求。
在西北地区这种大型储能电站，特别是沙漠、戈壁、荒漠地区的项目常常面临环境适应性问题，比如高海拔、低气温、强风沙、强腐蚀，我们要采取相关的措施来提高储能设备在环境中适应性水平。
3.关键控制技术
和大家分享一下大型储能电站关键的控制技术，特别是大型新能源场站配建储能，面临风光储，甚至风光火储之间联合调度控制的一些难点。之前很多新能源配建储能项目仅仅是把风电、储能、光伏物理上摆在一起，这其实不是真正意义的新能源配建储能项目。新能源与储能的联合使用的难点在于控制、调度等协同方面，现在很多项目会建设联合调度控制中心或联合调度控制系统，来实现对内协同控制和对外的调度运行的方式。比如说它接受调度主站指令，怎么把指令分到各个区风光储单元的执行，不管是AGC、AVC、一次调频等，协调风电、光伏和储能的运行机制，实现对电网友好互动和高效支撑，大幅提升发电效率和可靠出力水平。现在不管是辅助服务还是现货市场，这种项目一般基于实现不同的目标策略，比如建立多个目标函数，以收益最大、顶峰、风光储协调互动、减少弃风弃光等目标，基于这些目标函数建立不同的运行策略。
对于电力交易，我们要挖掘它的辐照度、风速、温度、湿度等气象信息和历史数据进行风电、光伏的发电预测，提高预测精度。结合发电预测、电价信息、负荷信息、储能状态等相关性指标，分析多元信息对电力市场价格的影响，实现现货市场价格的精准预测并制定相关运行策略。
能量管理系统，我们常说的EMS，它满足GWh储能电站全景承载、运行可观可控。200MWh储能电站相关信息70万，那GWh的储能电站几百万的数据量，对于计算机监控系统，大量的数据给监控系统带来巨大的挑战。包括数据采集、转发、存储等。现在很多大型储能电站，不仅满足调度的一些要求，还要满足大数据中心、区域调度管理中心的管理方面要求，这个对能量管理系统的挑战还是比较大的。
智能分析系统，之前去过一些储能电站调研，当地运维人员反馈不知道怎么运维，一方面大多数运维人员对储能电站运营经验也不多，另一方面，大型储能电站设备多、占地面积大、设备多、数量多，同时报警信心也多，特别是像BMS，各种报警让运维人员手足无措。这时候我们可以通过一套高级运算的只能运检系统来对储能电站进行辅助的运维管理。另一方面，它还有一套非常重要的功能，基于一些大数据分析，包括现在一些高级的机器学习，AI等方面，对储能系统故障进行提前的诊断。智能分析系统也是契合了今年国家能源局提出的能源行业数字化智能化相关的一些要求的体现。
最后介绍一下大型储能电站数字孪生方面的应用，数字孪生在国网公司变电工程上已经有多年应用，在储能行业也是非常实用的技术，它简单来说就把物理实体比如电池、PCS，通过虚拟空间的型式进行展现，可以实现从最早期的设计，包括建设到运维，到退役全寿命周期的管理，提升储能电站的安全水平和运维效能。
4.公司简介
最后简单介绍一下能建时代公司，我们公司去年成立，是由电力规划设计总院控股，宁德时代、中能建相关单位参股的国有控股合资公司。我们公司定位面向能源创新前沿的储能核心产品和系统解决方案供应商，致力于成为新型储能领域国内领先、国际一流的“专精特新”科技创新企业，我们还有一个小愿景，做最了解电力系统的新型储能咨询研发企业。
