中国储能网欢迎您!
当前位置: 首页 >项目管理>储能项目并网与调度 返回

王澍:高安全性储能调频电站的解决方案

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2018-03-26 浏览:

中国储能网讯:3月21日,“2018首届全国储能技术在电力调频辅助服务市场中应用高层研讨会”在太原理工大学成功召开。

本次研讨会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、太原理工大学、深圳市科陆电子科技股份有限公司、广东猛狮新能源科技股份有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、浙江超威电力有限公司、成都特隆美储能技术有限公司、山东圣阳电源股份有限公司、阳光电源股份有限公司主办,中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司、北控智慧能源投资有限公司、中天储能科技有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司、北京睿能世纪科技有限公司、北京国能伏安节能科技有限公司、烯晶碳能电子科技无锡有限公司、万汇通能源科技有限公司、美国麦克斯威科技有限公司支持,中国储能网承办。

在会议上,北京睿能世纪科技有限公司战略部副总裁王澍发表了题为《高安全性储能调频电站的解决方案》的主题演讲,全文内容如下:

王澍:大家好,我叫王澍,来自北京睿能公司。非常感谢储能网能够组织这么一次专门针对储能参与辅助服务的会。我们公司在2011年提出构想的时候,业内对这个业务、这个模式的关注热度与今天参会的情况有天壤之别。我们公司是全球首个提出储能火电联合调频业务并实现项目落地的公司。在2011年的时候,我们提出构想,当时项目推进的工作难度很大,因为那个时候,我觉得业内的同行们都不太理解我们这个模式,包括技术的,包括商务的。现在,我从会议上能感觉这个业务还是很火热的。

今天我汇报的题目是《高安全性储能调频电站解决方案》。我们公司专注于做储能火电联合调频的业务,因此,我先简单介绍一下睿能做的几个项目,然后重点讲讲储能安全性的问题,最后,再介绍一下睿能对这个业务的全方位的解决方案。

睿能2011年成立提出这个业务的构想,在2013年有第一个项目落地,这也是全国第一个储能火电联合调频的项目。这个项目在北京石景山热电,用2MW/0.5MWh的储能,配一个22万的机组。当时我们用的系统是美国A123公司纳米磷酸铁锂电池。这个项目是比较成功的示范项目,当时我们做出来之后,这台机组加了储能之后,调频性能能够做到京津唐电网第一名。

第二个项目是我们在山西做的,在山西京能京玉电厂,9MW/4.5MWh,用的锰酸锂电池。在当时山西的火电机组普遍性能是2.0左右的情况下,京玉电厂调频性能加入储能之后,平均达到4.5以上,稳居山西第一名。

第三个项目是在晋能阳光电厂用三元锂电池做的储能调频项目,这个项目单日调节性能曾经达到过5.8,这是我知道的所有机组,包括华北,包括京津唐日均调节性能最高的。

我们公司是储能调频电站的运营企业,我们对于储能设备的选择是中立的,是开放的。这三个项目,我们分别用了磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元锂电池,积攒了很多电池选型和使用的经验。

这个业务是一个系统工程,绝对不是简简单单地买几个储能集装箱放到电厂里面连上电直接投运了。在项目前期,需要对市场(调频市场、“两个细则”)进行评估,评估储能调频业务在这个区域是不是有可持续发展的空间。第二,针对每个发电企业的客户评估这个发电企业的项目的收益、可行性。第三,要对储能的配置进行优化。在建设期,我们需要对储能系统进行选型,基于收集的大量国内外主要锂电池厂商的信息,我们会综合比选,哪种技术路线、哪个产品最合适,然后是详细的工程设计。在运行期,需要不断地优化控制算法,达到在控制储能寿命损耗的前提下,最大化项目补偿收益。在整个的项目生命周期中,一环扣一环,每一环都相互联系。

在这些年的项目执行中,我们有个最关键的认识,就是储能的安全性是整个业务存在的基础,这是我们公司存在的基础,也是电网最关心的问题。我后面几页会说一下安全性,以及我们的体会。

实际上电储能安全性是有很大急迫性的。主要体现在:一是,在近三年来,中国电储能的应用装机规模以每年60%的速度在增长,到2017年底,全国的电化学储能的装机量达到接近400MW,我们认为,千兆瓦的规模在一两年内就能实现。这么大的用量,我们急需要一些安全性的措施来保证我们的储能系统是安全的。二是,我们在项目过程中也发现厂商的产品确实存在安全性的隐患,这种隐患有可能会造成运营商以及发电企业很大的损失。三是,安全性的工作相比国外来讲是缺失的。

储能安全性和我们所有的主体、和我们在座的各位、和政府主管部门都息息相关。我们在推进区域和各省的项目的时候,政府主管部门首先关心的问题就是安全性,经常会问到我“储能安全性怎么评价?”“有什么标准?”“我们怎么管理?”在现阶段,这实际上是很难回答的。

电储能系统的安全性绝对不能仅仅谈及电芯,或只谈技术路线,我们认为,对于用户,对于运营商来讲,储能系统的安全性应该是从整个系统、整个储能产品的层面来考虑。它有几个层级:最底层是电芯层级,包括比如三元、磷酸铁锂、钛酸铁锂的物理化学特性以及电芯的泄压、过压过流保护等;电芯上面的层级就是部件级,主要是BMS电池管理系统,怎么来保护电池,怎么来正确使用电池,监测电池的物理量,还有电池模块的各种电气,以及机械的设计,都跟部件层面的安全性有关。再上一层就是系统层级,目前大部分储能设备是集装箱模式,有的厂商把电池和逆变器分开装箱,有的厂商是把电池和逆变器装在一个集装箱内,集装箱层级的安全性主要体现在消防措施、温控措施以及各种电气的保护等。

我们讨论储能系统的安全性应该是从系统的层面来讲。最近一两年出现了一个有意思的现象,就是大家在讨论集中在储能的技术路线上。厂商经常在三元锂电池和磷酸铁锂电池原理层面进行比较,比如说热失控温度有多大差异。但我觉得这是仅一方面,甚至是储能系统的冰山一角。如果单讨论技术路线,我认为这是没有太大意义的,这个还是要看厂商本身整个系统的设计和集成能力。

我们也梳理过电储能安全性的标准、要求、规范这些方面的信息,主要包括五个层面:电芯部件层面;储能系统本体;储能系统安装;储能系统调试、并网和运维;储能系统的运输。这几方面都需要相关的标准、要求和规范。电芯层面在国内和国际上还是有一些参考的标准依据的,但是在另外四个层面,在国内还是比较缺失的。中国电科院在这方面做了不少工作,全国电力储能标准化技术委员会的秘书处设在中国电科院的电工所,也出了几个规范和标准,但是,现在还在批准和审阅之中,还没有正式下发。所以这方面的工作,还是缺失,我们也呼吁所有业内厂商,相关的主体能够一起参与到储能安全性的推进和讨论之中。这是全行业的事情。

美国在储能安全性标准的工作做得相对早一些,由美国能源部在2014年发起储能安全性工作组,这个工作组的目标说得特别好:构建储能安全和可靠性的信心。有了安全性,有了安全的储能设备,确实是会提升整个行业的信心,才能够让我们下游的应用有大规模的发展。这个工作由有来自超过50家机构、公司、政府部门等,100多个专家组成,形成一个很大的工作组,共同来讨论这个问题。美国储能安全性的工作主要分三部分:一是识别、定位哪些和安全性相关的最急迫、最需要开展的研发工作;二是梳理或者完善、讨论、发行各类标准要求等等,我们也梳理过美国的相关标准,大概能有一两百个,现在已经有一部分了,还有一部分在讨论之中;三是安全性是行业的事,工作组的另外一个作用是整合资源,看哪方面的专家、哪方面的企业适合干什么事。我们也希望国内尽快开展储能系统安全性相关的工作,虽然普遍存在行业标准规范的发展一般是落后于技术的发展的客观规律,但是,由于我们储能系统在未来有快速巨大的增长需求,我觉得安全性的工作即重要又紧急。

睿能是储能调频电站的运营商,我们不生产储能电池,和在座的大部分厂商还是有本质区别的。我们是深度参与储能调频业务(储能火电联合调频)整个生命周期的每一个环节。我们的主要方式是“BOO”,建设、持有和运营。当然后面的BOT等模式还在探索。从项目的可研、系统设计、设备采购、建设、调试,到开始运行之后的运维工作,我们都深度参与。我们是这个业务的首个提出者、开创者,我们的三个项目累积投运了40多个月,累计的充放电量达到5800万kWh。

我们从建立之初就非常关注知识产权的保护,围绕这个业务构建了专利体系,申请了30多个发明专利。

不完全统计,我们预计今年会再投运大概50MW的调频项目,另外还有近100MW的合同在谈。

我们公司专注于储能火电联合调频的业务,如前边讲到的这个业务从项目前期、设备采购、建设、投运、运维的整个过程是一个系统工程,所以我们提供全方位的解决方案。基于项目过程中积累的大量的经验和数据,我们开发了一系列软件,能够做到智能化的选型、智能化的分析储能电池的运行效果等。

具体来讲,在规划阶段,我们自主研发了储能系统的精细评估系统,以及储能系统优化配置系统。我们做的京玉和阳光这两个项目配的是9MW半小时的储能系统。我们这个半小时是通过我们自己开发的调频时序仿真的工具,结合山西电网的调度策略、项目发电机组的特性,还有山西的规则,以及不同厂商电池本身的特性,因为每个厂商的电池寿命与温度、SOC、DOD都有关系,我们根据这几方面的因素去做仿真,我们会找出最合适的储能系统的配置。在别的地方,像早期的京津唐那个项目是15分钟的系统,不是半小时的系统,我们在其他的省份的每个项目都会做这种工作,去找最合适的储能配比。在山西有一个比较有意思的现象,自从我们做了这两个项目之后,据我了解,后面所有其他的厂商的项目都是半小时的。我不太理解,为什么大家都选半小时的。

在系统选型方面,由于我们是运营商,我们是储能技术和厂商选择中立的企业,我们积累了大量国内外储能厂商的信息,特别是国外的锂电池厂商,我们几乎全都谈过。对于每个项目,我们都会优选储能设备。另外,我们自己也开发了SCADA与EMS一体化组态系统,能够根据不同厂商的储能系统灵活配置接口。我们还开发了分布和集中式一体化监控系统,我们在电厂有一套监控系统,大量的数据能够通过安全的信息通道实时回传到办公室的调度中心,办公室的会有运维人员持续观察和分析各个储能项目的运行情况。

在运行维护阶段,从运行的第一天,我们自己开发了储能的控制系统,储能控制系统是这个业务很重要的一方面,它能决定你这个项目能赚多少钱。在考虑电网调度策略的基础上,控制系统的的原则是保证储能寿命的前提下,最大化调频的补偿收入。我们也根据运行数据,持续迭代优化算法,我们的算法可以随时上传到储能电站。另外,我们自己开发了储能系统安全性的诊断,在线的、离线的,还有电芯的运行性能诊断系统。

根据我们3个项目长达几十个月的高强度运行,我们重新进行了供应商体系的整合,根据国内储能调频的应用需求,重新定制化了我们需要的储能产品。我们不仅对电池寿命有高要求,同时从电芯、模组到整个系统,我们对各个层面的安全性提出了更高的要求。这是我们整个储能调频解决方案最重要的一环。我们将会在4月初的国际储能峰会宣布我们的新的储能产品。

我就汇报到这儿,谢谢大家!

(本文根据现场录音整理,未经本人审核)

分享到:

关键字:睿能世纪 储能

中国储能网版权说明:

1、凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。

2、凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不代表中国储能网赞同其观点、立场或证实其描述。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关。

3、如因作品内容、版权以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。请在30日内进行。

4、有关作品版权事宜请联系:13661266197、 邮箱:ly83518@126.com