中国储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开，来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表，围绕产业热点话题，发表了一系列精彩演讲，中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。
大会期间，国网冀北电力有限公司电力科学研究院高级工程师李娜女士在“储能电站暨微电网专场”，以《大容量电力储能状态评估及涉网性能检测技术》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。
李娜：大家下午好。我们这个单位原来是叫华北电力科学研究院，今天很高兴能有这样一个机会，让大家认识我们。
我的汇报分为四个部分，第一是国家风光储示范电站工程概况的介绍，因为我们这个冀北电力公司所处的三北地区，主要是风电比较多，另外还建有国家风光储示范电站这个工程，我们这个储能专业也是随着这个工程的建设，逐步培育起来的。
接下来是我们这些年来对储能系统状态评估技术研究成果，还有涉网性能检测技术研究成果，最后给大家介绍冀北电科院新能源所的相关业务。首先给大家介绍一下风光储示范电站的工程概况，它的地理位置是坐落于张家口市张北县境内，一期建设风电100兆瓦，光伏40兆瓦，储能20兆瓦，并配套建设一座220千伏的智能变电站，二期建设风电400兆瓦，光伏60兆瓦，储能50兆瓦，这个是在规划当中。风光储新能源工程建成投运以来，在破解大规模新能源消纳难题方面，以及大容量储能在新能源电站的应用技术方面，起到了引领示范的作用。
下面给大家重点介绍一下风光储示范电站的储备系统，目前这个工程已经开展了6类电化学储能技术的运行研究以及实证评价，其中包括锂电池储能系统是14兆瓦，63兆瓦时，这个是涵盖了4个锂电池厂家。液流电池是2兆瓦、8兆瓦时，铅酸电池储能系统是2兆瓦时、2兆瓦时，这个也是涵盖了两个厂家。超级电容储能系统是1兆瓦，钛酸锂电池储能系统是1兆瓦，0.5兆瓦时。
我们作为一个省级电科院，我们对风光储进行了定期的测试，这是列出的是我们对风光储示范电站储能系统某次测试的结果，它实现了30多万节电池的集成应用，能量转换效率达到了92%，响应速度小于900毫秒，整体出力偏差小于1.5%，而且它设计的组态方式就是风、光、储的出力叠加的方式达到了7种，发挥了储能系统损失充放电的特性，可以迅速的调节风光的出力波动，输出功率波动小于5%/10分钟，发电计划的跟踪偏差小于3%，基本达到了常规电源的水平，我们也在这边列举了一些国外的先进水平，相比之下风光储示范电站储能性能还是比较优秀的。
针对状态评估的指标我们也做了一些评价，这是风光储的风电分系统，光伏分系统和电池储能系统的一些状态评估指标，从储能系统来看，可用容量达到91.5%，组间一致性偏差小于8%，也是处于领先的水平。
随着梯次利用电池的发展，目前国网公司从2011年开始，就开始布局梯次利用电池相关的研究，这边的表格里面列的是从2013年到2015年3个百千瓦级梯次利用电池储能系统小的示范系统。随着2016年国网公司有一个青岛薛家岛充换电站，它今年达到退役条件的电池有18兆瓦时，因此在这样一个契机下，国网公司确定将薛家岛退役的这批电池，应用于风光储示范电站的二期建设，但是它是分批次建设，这一批次预计建设9兆瓦时。
我们作为技术服务单位，为了先期探索梯次利用电池储能系统的工程化技术路线，也是在今年建设了1.2兆瓦时的梯次利用电池储能系统，作为一个先期探索的实验系统，已经在风光储示范电站投运，这是现场的照片，我们对它进行了一些跟踪测试，表明它的性能是可以适用于电力储能应用的。
以上是风光储示范电站的工程概况。
下面给大家分享一下储能系统状态评估技术的研究成果。这是一个状态评估的方法框架，首先我们考虑的是对于整个储能系统，从可靠性和发电性能的双重纬度指标下，去评价它的整体性能，如果整体性能出现问题的时候，再采用逐层评级的方法，去评估各个电池簇的状态评估。评估指标我们依据电池的类型不同，给它设计了不同的指标，这里列举的是锂电池储能系统的一些评估指标。为了实现储能系统的现场评估，我们也研发了现场检测装置。
在风光储示范电站我们建立了基于可靠性核发电性能双重指标纬度的设备状态评估体系，在储能系统方面，使用可电量指标表征发电能力，使用设备故障频次指标表征可靠性。当这两个指标出现问题的时候，我们会接着往下面去评估。
针对不同的电池类型，我们设计出了不同的状态评估体系，研制了移动式储能系统检测和缺陷诊断系统，使用我们这一整套的方法，可以使储能单元的可用容量大幅提高，最主要的是它可以大大的节省维护的时间和人力成本。
这个图是我们设备的照片，我们研发的这个设备特别的适合风光储示范电站多类型、多厂家的应用场合，兼容多种通讯协议，并且能够自定义充放电的流程，结果也可以溯源，是很适合在电站里进行性能评估和检测的，这个是我们早期研制的设备，目前我们已经针对梯次利用电池储能系统，开发了第二代的现场诊断装置。
这是我们在风光储示范电站的状态评估应用案例，对风光储电站C001单元的某一台变流器进行现场测试之后，发现它可用容量为标称容量的65%，从状态评估指标上来看，电压一致性比较差。针对现场检测的需求，我们也不是单纯的去给它做充放查找它的异常单体，而是为了节省时间设计了一组实验工况，能够在短时间内获取电池的剩余容量、能量，一致性参数、功率性能、还有内阻性能等等，所有这些状态评估指标和维护用的参数。通过我们对一组实验之后，就可以定位系统里面所有的异常单体，让维护人员对异常单体进行补件或者更换备品之后，可用容量提升至标称容量的92%，而且电压一致性明显好转。
上面是我们针对常规锂电池的评估，针对梯次利用电池，我们是基于我们在实验室里面对梯次利用电池长期的研究，去让它循环，去看它每一个状态评估参数的变化程度。去挑选了我们这一批次的梯次利用电池状态评估的敏感参数，设计到我们现场诊断装置里面，并且针对梯次利用电池储能电站要进行电池之间横向对比的需求，以及这次实验和上次实验历史值纵向对比的需求，我们把这个设备里面新增了数据分析的功能，可以指导梯次利用电站的维护和检修。
我们这套状态评估体系，不仅包含储能系统，而且风电厂、光伏电站的状态评估和发电性能的提升以及缺陷的诊断，都有一个很好的应用，从2012年开始研究，2013年已经把软件辅助决策系统部署在风光储示范电站，到目前为止这里列举了一些我们完成的业绩，也是大大提升了风光储示范电站的发电性能。
下面说一下我们主要的业务方向，涉网性能的检测。作为电科院我们常规开展的储能系统的相关实验，一个是整体性能的实验，包括储能电站及的效率或者是处理性能，以及出力相关的相关测试，另外是并网性能测试，包括功率类的，保护能力，电能质量，连续运行能力等等，另外是业主比较关心的电池系统的状态评估指标，包括充放电能量，能量效率，还有一致性，SOC估算准确度等等这些性能。
目前我们所已经取得认证的参数，在并网检测方面，时间类的有充放电响应时间，充放电调节时间，充放电转换时间，功率类的有功的控制，无功的控制，有功无功组合、过载等等这些功率类的测试，还有效率实验，电能质量，充放电能量的测试，还有能量效率这八项参数现在已经获得了认可。
这里列举的是我们一些检测的业绩，从2014年开始，我们对国内的大约20家的先进储能示范系统做了独立的第三方性能验收和评价，给他们出具了比较权威的报告。另外我们也长期跟踪了风光储示范电站的9台磷酸铁锂电池、2台新型铅酸电池，1台钛酸锂电池、4台液流电池的电池系统性能验收及储能单元并网验收，这些都是我们的检测业绩。
除了涉网性能以外，我们还拥有风光储联合发电运行技术实验室，与储能相关的是包括检测平台，常规的电池实验我们都可以做。电池级、模组级还有循环性能测试等等都是符合标准要求的。另外比较有特色的是，我们拥有基于RTLAB的储能系统接入电网半实物仿真平台，深入开展电力储能在新能源电站、高压输电网、配电网等不同应用场景下的容量配置及运行控制技术。
这个是我们在实验室里面，近期做的一个薛家岛充换电站电池模组的实验，右边这个图是我们把里面比较优秀的单体和比较差的单体拿出来，比较它各个性能是如何变化的。
下面给大家介绍一下我们冀北电科院新能源所的业务。从专业的重点研究方向来说，我们是分为三个组，一个是并网组，风电组还有储能及太阳能发电组。并网组也是电科院的主要业务，它主要研究的问题就是电力电子化，电力系统新型稳定问题分析语控制，大规模新能源运行特性评价、大规模新能源集群控制及调度，新能源接入柔性直流电网适应性、大规模新能源并网消纳机市场政策等方面的研究。
风电组主要开展的是场站机组的并网控制及检测，还有维护、精益化运行维护等业务。储能和太阳能组也是光伏并网控制技术及检测，还有光伏电站的故障诊断，还有并网验收这些都可以做。储能系统刚才给大家介绍了，我们的主要业务也就是去做它的运行控制，故障诊断，运维这方面的业务。
从能力及业务方面，我们在电网侧主要是有五大专业能力：第一、大规模新能源集群鼓掌机理分析及仿真验证；第二、新能源运行特性分析语并网性能评价；第三、新能源发电实测建模与半实物仿真；第四、大规模新能源集群优化调度控制；第五、新能源消纳能力预测。
在发电侧我们具备：第一、新能源设备/场站并网性能测试及性能提升；第二、新能源设备和电站性能测试、评估与性能提升；第三、第三方评估的能力；第四、电力储能应用资讯及第三方检测；第五、风光资源预测与评估服务；第六、提供新能源技术经济分析咨询。
我们与风光储示范电站之间我们为他们提供全方位的技术服务，生产方面我们日常的验收实验、抽检实验，还有性能优化，这些都是我们日常的生产工作。
科技方面我们每年都会联合申报一些大型的科技项目，去解决风光储示范电站生产实践中遇到的问题。
目前我们正在开展的重点业务，在这里列了七条，和我们储能相关的主要是虚拟同步机技术研究与示范工程的支撑，也是和风光储示范电站的虚拟同步机工程相互支撑的研究方向。第三个是大规模动力电池梯次利用技术深化研究及运行示范，这个也是为风光储示范电站正在建设的9兆瓦时梯次利用电站做配套的研究。第三就是大型风电厂智能运维关键技术研究及示范，这个也是我们开展的重点方向。
以上是我们冀北电科院的介绍，以及我们的分享，非常感谢大家，如果有任何需要交流的，欢迎与我们联系，谢谢。
（本文根据现场录音整理，未经本人审核）
发言人简介：
李娜，国网冀北电力有限公司电力科学研究院高级工程师，国家电网公司实验室“风光储联合发电运行技术实验室”储能试验区负责人，从事电力储能与电网应用相关研究；自国家风光储示范电站建成以来，长期跟踪储能系统运行情况。多次参与国内储能工程第三方性能验收。
