中国储能网讯：4月24日－25日，第七届中国国际储能大会"储能电站暨微电网专场"在苏州举行。
专场论坛由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司广电设计院、协鑫集成科技股份有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司、珠海银隆新能源股份有限公司、广东猛狮新能源科技股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、合肥过宣告可动力能源有限公司联合主办。针对储能商业模式、应用场景等热点议题，共有30余位行业专家与企业代表发表了精彩的主题演讲。
专场演讲内容如下：
主持人：桑顿新能源科技有限公司副总工 李海波
主持人：各位专家，各位同仁，女士们、先生们，大家下午好。今天下午的会议由我来主持，我来自桑顿新能源科技有限公司。
首先介绍一下今天下午的储能电站及微电网专场的演讲嘉宾：
中海油研究总院规划研究院综合规划资深工程师 许江风
清华大学教授 王保国教授
桑顿新能源科技有限公司副总工 李海波
南瑞集团公司装置研发中心经理 侯凯
浙江高泰昊能科技有限公司总经理 张伟峰
烯晶碳能电子科技无锡有限公司技术总监 孙伟
下面的嘉宾在演讲的时候再继续介绍。
首先有请中海油的许江风为大家做演讲，大家欢迎。
许江风：我是唯一一个传统化石能源的代表做报告的。虽然化石能源冷炸山、挖洞、钻眼，四川放火污染地球，但是化石能源还是中国的主导能源，我在化石能源里面选一个干净点的，帮助可再生能源，协同储能一块儿把能源的清洁问题解决。
所以我的题目是《关于液化天然气接收站和储气库协同储气调峰》。第一，储气调峰的战略价值，第二，国内外储气设施发展。因为天然气和煤炭石油不太一样，可以储存在地下，也不占什么空间。第三，储气调峰政策建议。
因为我对电和储能不是太懂，如果遇到大的台风，包括08年寒流的时候，电网体系包括运煤的路都有问题，好多地方的能源都有问题，但是天然气可以通过管道，通过地下储气库，可以抗拒台风。
天然气储气调峰包括季节性波动，短期需求波动，供应应急，天然气除了满足自己华北、东北、西北的采暖调峰之外可以协助电网，而且这是可以以人的意志为转移的，想出就出，七天的调峰灵活性是高于煤电的。
能源储备我从广义上来讲，因为电只是储能的一部分，包括原油的储罐，LNG储罐、LPG储罐、煤炭地面储存，电力戳水蓄能以及电力蓄能电池的储存。我觉得地下储气库成本比较低，而且稳定、安全。原油储罐遇到战争，一个导弹把整个储罐就可以干掉。而且它很环保，地下储气库可以解决这个问题，而且如果储存构造不受大的地层破坏，可以存几百上千年。
所以地下储气库可以作为中国的固态能源、液态、气泰、电子态能源体系调峰首选。我个人认为天然气储气库可以在对抗地球的各种灾害里面发挥较大的作用。而且地下储气库是确保气源低价采购不可或缺的基础设施。因为油价波动很大，100多美元的时候，折合天然气四五块钱一方。你没有储气库还要去买，有了储气库的时候可以和那个结合起来，便宜的时候你买，不便宜的时候可以不买，因为你储气库里有。我个人认为地下储气库也应该作为中国天然气的战略储备基地，石油有战略储备，备着打仗用。天然气在能源的比重越来越重的时候，战略储备也非常重要。
天然气储气库面临的挑战，因为中国的天然气需求，虽然煤炭在递减，石油增加不多，天然气还是增加很快的，北京基本没有煤电了，所有的煤炭这两年就要离开了，周边的廊坊、保定也要去煤，天然气的需求很大。但是大部分用就是冬天在用，60%、70%就是冬天采暖用的，淡季不太冷不太热，谁也不愿意花钱烧天然气。
另外一个功能就是淡季储气，气田都要限产，因为它没有那么多需求。毕竟中国的电过剩，天然气在淡季的时候就要关井限产。为了不限产，配上地下储气库是比较好的一个考虑。
LNG储罐一般16万方，折合天然气是不到1亿方，但是它不稳定，如果储气库和LNG接收站协同起来，便宜的时候把LNG买回来气化之后注到地下储气库，如果有足量的大的规模的储气库，可以有多少买多少。
所以储气库可以作为天然气市场的调节器，包括作为能源系统的储能器，保证天然气的安全供应，也可以保证电力的安全供应。
这是美国的地下储气库，美国有400多个储气库，他们的管网体系也很发达，他们有50万公里长的管道，中国的管道不到十万公里，美国的整个天然气体系包括天然气管网和储气库对它的电力支持力度很大，但是中国管道不是很多，储气库也刚开始建，所以对电力的调峰体系还没有发挥太大的作用，目前还是以煤电为主。
欧洲的储气库也是发展的比较早，英国北海的一个老气田在海上采伐，采完之后就变成储气库，现在冬季的采暖英国大部分都是靠那一个储气库解决了它整个冬季采暖和电力的调峰。
因为陆上，中石油、中石化都翻箱倒柜找了不少老气田，但是都不是特别理想，因为既然是气田，就证明它可以储存，如果是油的话注进天然气不知道跑哪里去。所以一般不敢用老的油田。
这是欧洲储气库的运行特性，冬天满足采暖，整个欧洲靠天然气，虽然欧洲的可再生能源发展很好，但是它的调峰目前还是以天然气为主。这是它的运行机制，包括欧洲和美国的天然气价格是放开的，求大于供就涨价了，供大于求就降价了。便宜的时候美国四五毛钱一方气，用不了就存起来，到了冬天天气很冷的时候，卖到三四块钱完全有可能，这套体系储气库和管道，包括电网都可以实现盈利，但是价格要放开。这是其他国家的一些海上储气库，因为我们海油主要是从海上的老气田转储气库。现在的管道都联同了，可以互相互联相互串气。到了冬天如果华北、东北、西北需要采暖的时候，我们和他签增量合同，完全可以解决。
最后一点谈一下储气调峰政策建议，为了更好的打响蓝天保卫战，城市能源以电力和天然气为主导能源。因为去煤炭，全国全省都很难，但是在大城市，有钱的大中城市，苏州、北京、上海这种有钱的城市，高素质人群聚集区对清洁空气有向往，而且他有这个财力，所以我个人觉得去煤炭最好是从大中城市把煤炭去掉，适当的上一些燃气热电联产和调峰电站，与可再生能源配合调峰，可以助储能一臂之力，整个解决调峰的问题。
LNG接收站与地下储气库协同储气调峰，在满足天然气调峰需求的同时，完全可以满足电力调峰需求。省会GDP超过五千亿的大城市，陆续的用燃气热点换燃煤电厂，把这个事儿办了之后，中国治理雾霾不能光从北京周边治，其他的城市愿意花这个钱呼吸好空气，包括青岛、郑州、石家庄污染都很厉害。建议鼓励发展混合所有制形式的液化天然气接收站和储气库，因为储气库投资很大，各种资本都进来很好。我们也很欢迎各种资本一块儿来共同努力。储气设施是储能的重要组成部分，可适度发展部分规模战略储备。
谢谢。
主持人：下面有请东莞市迈科新能源有限公司产品部高级经理董俊先生上台演讲。
董俊：各位来宾，各位专家下午好，我现在带来的是针对电网级锂电储能的应用及其价值，从下面这四个方面来为大家阐述一下，第一个部分是针对我国现阶段的电网架构，我们可以看一下现在这个图上所显示的，2016年我国装机容量，火电占了64%，基本上占据了主要发电的布局，很大程度上是针对化石能源的利用。对于火电的发电弊端，现阶段火电主要是针对烟气污染、粉尘污染和能源的损耗这部分，针对燃气的排放，主要是针对二氧化硫还有一些氮化物，造成酸性气体的不断增加，使国内很多地区酸雨的量有明显的增加。全国每年会产生大概140万吨的二氧化硫的气体。
对于粉尘这部分，在临近电站的附近，粉尘污染是相当严重的，使生活及植物的生长造成不良的影响，每年会产生150万吨的烟尘。对于能量损耗，火电发电机主要是通过水作为冷却介质，一座1千MW的火力发电厂，日耗水量在十万吨左右。全国每年消耗500万吨标准煤。
当前雾霾的主要产生，基本上是以火力发电和和汽车排放两种形式产生。
现阶段，火力发电比例的减少，必须提高水电、光伏、风能等可再生能源的发电比例，随着光伏以及风能的再生能源在电网中的比重增加，由于风力跟光伏的间歇性、波动性，或者不可确定因素受到天气的影响，所以在一些场合，针对光伏和风电认为是垃圾电，因为它对整个电网的运作来说，是带来了很大的调频的压力。所以储能装置的引用可以在很大程度上，使光伏和风电平滑输入电网，提高它们的应用率。
针对储能的应用领域，在火电发电侧，基本上它可以作为减少系统的装机容量的需求，再一个是提高发电设备的利用效率，第三个是提高可再生能源计划发电的计划，第四个是稳定输出提高效率。发电厂投资和运营的费用会降低，第二，发电成本会降低，第三个，网损会降低。
在电网侧是延缓了输配电的投资，提高了资产利用率，第三个，提高了可再生能源的接入量，第四，稳定供求的平衡。它的价值体现主要是输入电投资减少，再一个是网损的减少。
在终端用户层，第一点提到了需求侧的管理，第二个是提高用电设备的资源配置。第三个是备用电源，其价值体现第一点是对于用电成本的降低。第二个是点能质量的提高，还有可靠性的提高。第三个是提高了生活质量。
传统的储能电网是发输配用一气呵成，单向链式的结构。有了储能的接入之后，使能源互联网成为了一种可能，使交互式的结构体系，就地发电，就地储存，就地使用，余电共享，在电动汽车的应用领域，机动车的尾气排放已经成为空气污染的主要来源之一，减少机动车的尾气排放成为我国空气质量改善的重要手段，其中电动车将是不可缺少的主要手段。而加强智能电网的建设，大大的促进了电动车的发展，包括完善电动车的基础配套设施。科学合理的电动车充电站的布局，充放电站的基础设施，主要是满足了电动汽车行业的发展和消费者的需求，同时减少了充电站对电网带来的冲击，针对风力的应用，主要是在平滑输出和削峰填谷，针对风电本身的特性，由于风电固有的随机性、间歇性，决定了其规模越大，对电网的调峰运行的需求量就会越大，基本上在风机的装机总容量的比例是在10%以内，基本上是依靠传统的调峰调频手段可以满足电网安全需求的。如果达到20%甚至更高，电网的调控能力和安全运维，基本上是面临着比较巨大的挑战。
目前为了减少其对电网的冲击，每一台风机需要配备其功率4%的后备蓄电池。它还需要1%的蓄电池用于紧急情况时能量的需求。随着风电的快速发展，风电和电网之间的矛盾也是越来越突出，如果需要平滑风电90%以上的电力输出，则需要为风电厂配置20%额定容量的储能电池。如果希望风电厂还能具备削峰填谷的功能，需要具备相当于40%到50%的储能电池。如果风机需要离网发电，则需要更大的储能电池作为能源的支撑。针对光伏发电侧，也和风电类似的，一个是平滑功率输出，再一个是削峰填谷，光伏主要是依赖于太阳光，在大型光伏电站主要是采用并网发电的模式，对于电网的调峰能力有比较高的要求。目前我国电力系统煤电比较高，核电和热电机组不能参与调峰，水电、燃气发电具有比较好的调峰性能，但所占比例不高。如果说光伏发电接入电网的比例增加，其对输出稳定性的电网调控造成非常大的困难。光伏发电系统中储能电池的作用就是贮存太阳能电池矩阵受光照时多余的电能，随时可以向负载进行供电。光伏发电对储能电池的基本要求是自放电率低、使用寿命长、深放电能力强、充电效率高、少维护或者是免维护，工作温度范围比较宽，价格需要低廉。
针对在分布式场合的应用，对于分布式电站的市场机会，分布式的能源可以用在离网运行，也可以用在并网运行，避免电力系统在远距离传输时的一些线路损耗，及一些极端恶劣环境下的应用场景，具有非常好的经济效益跟节能减排的效益。分布式发电与储能技术的结合，大大提高了系统能源利用率，改善系统的稳定性、可靠性及经济性。
在商业应用场景主要是作为峰值控制，减少负荷峰谷差，提高系统效率和设备利用率，如果电力系统大规模的使用储能电站，即在晚间负荷低谷时段进行储存，白天再释放出来，就能在一定程度上减少企业在高峰时对电网的需求，提高系统的效率和输配电设备的使用效率，延缓新的发电机组或者线路增容的需求，节约大量的投资。锂电池系统的高效率、高功率和高速反应速度特别适合这种应用场景。
在调频市场主要是作为平衡电网，电网供需的不平衡直接反映到电网频率的偏移上，负荷过大的时候频率减低，发电量过多，频率提高，相对于传统调频技术，锂电池储能在响应速度上具有压倒性优势。
从图上可以看得到，在传统调频的机组实际处理和调度指令之间的反差，造成调节的反向，或者说调节的偏差，再就是调节的延时。
如果采用锂电池储能技术，在额定功率范围内，可以做到在1秒内满足99%以上的精度，完成指定的功率输出。其综合影响能力完全可以满足在AGC调频的时间尺度的大功率的变换需求。
对于传统的调频技术，电池储能系统在调频能力上具有明显的优势，以这个表为基础，假设这个区域的电网需要在2秒内有20兆瓦的功率提升，对系统的爬坡能力是在10兆瓦每分钟，如果火力机组的爬坡效率是2%每分钟，则需要配备一个500兆瓦的火电机组来满足这个需求，如果采用20兆瓦的储能系统，瞬间就可以完成功率提升需求。在调节速率的需求下，一兆瓦的储能系统提供的AGC调频能力相当于是25兆瓦的火力发电机组的调频能力。如果我们的功率调节需求提升到20兆瓦每分钟的情况下，储能的调频替代效果相当于燃气机组、火力发电机组的50倍。
可以看出系统对调节需求越紧迫，储能技术的优势就越明显，在美国西太平洋国家研究中心同样也是通过这种复杂的仿真得到了相似的结论，具有快速调节能力的储能技术，能够更有效的提供调频服务，根据电力市场的电源特点，平均来看，储能的调频效果是水电机组的1.7倍左右。是燃气调频机组的2.5倍左右，是火力发电机组的20倍以上。
针对不同储能技术的特点，从这个表上可以看到，我们一般的储能类型分为机械储能、电磁储能以及电化学储能。现在大规模应用的主要是以抽水蓄能为主。空气压缩它的规模大，但是国内应用相对来说没有美国这么普遍，它主要是响应慢，然后对地理环境需求比较苛刻，需要有一定的地理资源才能满足系统的搭建。对于飞轮储能，它的比功率很大，但是成本高，噪音相对也比较大。
在电磁储能部分，它的特点主要是相应快，功率高，但是相对的成本也比较高，超导的维护比较麻烦，高能电容的比能量又太低，对于超级电容来说它的比能量也比较低。
在电化学储能这边，铅酸电池这块技术是最成熟的，但是它带来的最主要问题还是环保问题。液流电池的寿命长，可深放，适于组合，效果高，环保性好，但是储能密度稍低。对于钠硫系统来说，比能量和比功率比较高，高温条件、运行安全问题有待改善。对于锂电池来说，它的比能量比较高，成组寿命和安全问题还是有待改善。
下面介绍一个储能的案例。这里给大家展示的是一个4兆瓦和2兆瓦时储能系统的构架，这边采用的电芯是32650的5.5Ah电芯，通过15并16串形成13个子单位，然后形成一个最小的电池柜，由这种电池柜在5并的结构下形成一个最小的储能子系统。然后由8个这样的子系统形成一个2兆瓦时的堆栈的电池储能系统。它的主要成分就是50千瓦时的电池柜有40台，总控系统分了8路。500千瓦的变流器8台，升压变压器配置了4台，有就地监控系统一1套，装备是由4台集装箱整合在一起。但是升压变在系统能是不安装的。
这是框图的介绍。对于这个系统来说，是由4个这样的子系统构成，底部有电子系统、变流器，两套这样的储能系统有一台分叶式升压变，变入到电网侧的并网接入点，由这样4套系统形成一个大型的4兆瓦200小时的储能系统，接入电网，参与到电网调峰调频的应用中。
这个是系统的通讯拓扑图，对于储能来说，大堆栈的系统整合，一般情况下采用的是三级架构的管理系统，最底层的BMU，是刚刚提到的最小的子单元，主要提到的采集的过程。它的中间层是分BMS，由一个分BMS管理13个BMU，然后由主BMS管理5个这样的分BMS，也就是5台电池柜形成了一个最小子单位的电池系统，然后有两套这样的电池系统整合在一起，形成了一兆瓦500千瓦时的储能子系统。
下面看到的就是500千瓦时，250千瓦时的储能最小子单位的系统，它的系统配置是在250千瓦时，标称电压是在665，工作电压是在600到750伏之，标准的充电倍率是在250千瓦，容许的也是按照标准来。它的放电倍率是按照2C的放电倍率标准，这套系统是可以满足500千瓦的放电功率，工作温度范围是在负10度掉5度之间，放电范围是在零下20度到60度之间，存储温度范围是在负2我度到40度之间，循环寿命是在衰减80%的情况下，环境温度以25度，以0.5C的倍率进行放电，可以满足大于三千次以上的放电。通讯接口的RS485的通讯，采用的是被动均衡为主。
这个框图是我们根据一兆瓦500千瓦时的子系统，20个集装箱的布局形式，一台总控柜负责5台电池柜，有一台是作为预留的空间，以便后期的增容。在右侧是两台500千瓦的变流器，基本上一个20尺的空间可以满足1兆瓦的功率输出能量，500千瓦时的电池系统。
针对这个方案我就介绍到这里，谢谢大家。
主持人：接下来是来自清华大学的教授王保国老师，跟大家一起探讨《对电能转化与储能产业的再思考》。
王保国：各位专家，各位代表下午好。我是来自清华大学的王保国，这个题目为什么叫再思考，因为这次会议来的人很多，去年在深圳有六七百吧，今年有一千两百人，因为在这个行业大家都在聚集队伍、聚集力量，储能逐渐引起更多的关注，有储能装备的生产，还有储能应用的，还有做微电网的，还有投资界的朋友们。所以在这里面怎么把这个事儿做好，保持这个产业良性发展，我觉得这是我们要很好的考虑的问题。把我们自己想过的一些问题，做过的一些事情跟大家分享一下，也是接受大家的批评和评价，所以叫“再思考”。
储能支撑可再生能源发展，在分布式、多用户、大电网方面，特别是在自愈、兼容、经济的方面，以及促进可再生能源接纳这些方面是一个不可缺少的环节。
在这里面有一些基本的问题，2016年的时候，习总提了能源革命，国家在制订能源发展的技术路线，以及去年的指导意见里面，把几个方面，大容量储能方面搁进去了，其中提到了全钒液流电池，一个光热发电一些事情。2017年3月底的时候，国家能源局的征求意见稿也讲了很多，大规模的抽水蓄能，压缩空气、超导、铅酸、锂电池都列在这块了。市场是需要引导的，把这些都摆在这儿，让市场说话，基本上是这么一个态度。因为最终大家都是要取得一个利润空间的，那么这些技术怎么样真正的实现良性循环，这里面到底干什么事儿，往哪方面发展可能很重要。基于这个事情，横坐标是它的功率，电能大家关注两个事儿，一个是功率大小，再一个是它的持续放电时间，从小一点的金属空气，到液流电池，那边的压缩空气、抽水蓄能，这么多的场合，如果你想介入这个，想做这个，就看哪方面的市场定位。确实给业界的每一个从业者都提出了，哪种储能技术更具有发展前景，特别是投资的更关心这个事情。
根据这个情况，从基本方面我们提出一个判断的基本准则，一共四个方面，不敢叫四项基本原则，但是四个准则还是可以考虑的。
第一个，安全，这么大一个电池系统出了问题不得了。这个安全有两方面，一个方面是它本体上安全，还有一种是通过人们的发展技术，通过技术提升来实现的安全。
刚才大家讲高温型的钠硫电池，日本的公司应该说做产品是很细致的，但是最终还是出问题，该着还是着。我是搞化工的，不得不让我们思考，我们讲绿色化工不能只停留在嘴皮子上，一定是本质上安全，本质上绿色的东西，所以我们把安全作为第一个方面，而且是本质安全。锂电池搞水基的我特别同意，还有固体电解质这都是本体上安全的技术。
第二个方面，资源可持续性。无论我们抽水库抽水蓄能，我们大量的在甘肃、内蒙，本来就没有那么多水，搞抽水蓄能没有办法。在江苏浙江这一带，山水多适合这样搞。所以在南方能搞抽水蓄能不要搞别的。还是要讲经济效益，因地制宜的搞储能，这才是一个正确的。我是搞电化学储能的，一定要问，储能介质，电化学活性物质有没有这样的资源，如果我们所有的资源都靠进口，或者从天然气拿非常昂贵，那你这个搞不下去的，资源限制是一个不可逾越的障碍，所以在这点上，走哪些路线，搞哪种储能一定要考虑这个。
第三个方面，我们讲全生命周期的环境友好性，不能只讲使用，要从它的研究开发、生产制造、使用报废全生命周期你是绿色友好的，还是只讲一个环节的。
最后一个环节，一定要能赚钱。很多来自业界的，一个产品一个技术路线如果不能赚钱，只是靠国家补贴，这不称为真正的产品，特别是大家发展新的储能产品，新的储能技术的时候，一定把这四个方面同时考虑。如果只讲一点一定是不全面的。
那么多应用场合，你把这四点都搁进去以后，最后你自己就会得到一个判断，哪方面是可以搞，哪方面是不可以搞的。这个事情不是我现在提出来的，2015年我们制订国家十三五的储能产业发展规划，当时大家争论的非常激烈，各说各的好。我自己虽然一直搞全钒液流电池，我说大家还是要有一个客观公正的尺度来分析这个事情。使国家的储能产业发展不至于走的太偏。所以在这个事儿上我想说要从四个方面同时来考虑，然后给一个综合评价。
还有一个规模，在规模储能，集中发电的场合，输电网配的一定是一个相当大的，大规模的石油化工行业，刚才谈的储气库我是坚决同意的，因为那种场合我们是解决一个城市一个区域的能量稳定问题，一定要那种办法搞。但是局域的，我们在一个微电网里面，你再配储气库就划不来了。这里面还有一个匹配的问题，分散的、单元样式得你要按分散的单元方式搞，这里有一个物理尺寸的匹配。
谈到液流电池，因为我自己最熟悉这方面，最早应该是1973年，当时美国的宇宙航天局他们提出来，后续到2000年以后，因为新能源这个产业发展起来以后，对储能的需求比较多 ，所以大家研究开发种类，现在有20多个体系在谈这个。最早德国跟法国人打仗的时候，就把这个东西搁在飞艇上它也能飞起来。
这些年发展下来，底下这个是多硫化钠溴体系，这是90年左右，那个时候是英国人搞的多硫化钠溴，能源效率也不错，但腐蚀性太厉害，就是因为溴的腐蚀，他们建了一个20兆瓦的储能电站，最后锈的一塌糊涂，最后不得不下马了。
上面这个体系是新溴体系，是第二个进入示范工程阶段的，美国人把奥巴马拉到那个地方去看，国内也在开始销售这样的。
工程案例最多的还是全钒液流电池体系，这个体系是1984年开始研究，1986年申请第一个专利。现在发展这么多年，液流电池里面，工程案例最多的还是全钒液流电池底细。这个体系它的一些技术特征，一般来讲大家讲电化学储能，功率和容量都是合在一块儿的，像我们现在铅酸电池，锂离子电池，液流电池最重要的特征，电容乘电压，是靠电堆决定的，容量是靠电解液循环，靠电解液的量来决定的，这样在大系统里面能够得到优化和匹配最容易，所以从规模上、寿命上有它本质的一些重要特征。
关键是安全可靠，20%的硫酸水溶液里面，把硫酸氧钒溶解进去，这么一个无机的体系，水溶液不可能燃烧爆炸，在常温幸运星。然后它里面就是无机体系，不管搁多长时间也不会发霉变质。当然时间久了离子迁移要控制一下，这个可能是消耗一点电能，是这么一个体系，个头比较大，能量密度不够高，这是它的弱点。基本上在室温运行，希望高到50度左右，使热管理更简单一点，直接用空气换热，成本就下来了。目前还是要求5度到45度这个范围。当然这个电解液能量密度低。电解液千万不要搁在车上用，相当于拉着水在跑，划不来。现在网上各种各样的消息炒的比较凶，觉得它可以当汽油使，完全不是一回事。
我们自己从04、05年，课题组安排研究生来做，09年和企业结合来做，目前它的关键的质子传导膜材料，电解液和电堆技术一点一点发展起来的，标准的5千瓦和15千瓦两种电堆，完全是我们自己搞的技术确立起来的。能量效率75%到80%，电堆这个，发展了电极，国内生产的，我们自己的膜，自己的电解液。
市场上看到的是你的电堆产品，真正重要的是怎么做电池的生产线，那些装备是买不着的，你必须把这些装备从头开始研发，困难点是在这个地方。
当然电堆我们从单电池，小的小电堆，到大的电堆，从十一五、十二五到十三五逐渐把这个工作做起来。
电解液就拿两个储槽搁在这个地方，你需要多一点就多加一个储槽，这样容量和功率可以单独来搞。250千瓦1兆瓦时的标准模块，后续再组装就非常简单了。
小规模应用，储能电站，给车充电，风力发电，园区里面这些东西我们最深的体会就是做这些事情的时候，技术只是一方面，发展这些装备，发展技术的过程中，把会干这些的技术队伍培养起来，是我们最重要的事情，也是最困难的事情。只有把这样的队伍发展起来以后，才能支撑产业发展，这是我们设计的，进一步搞250千瓦的模块，然后变成标准的商品。这样使它的性价比达到最好。
在专利上形成一系列的从材料到装备，到系统不同级别的，有些已经授权了。
中国的液流电池的水平在国际上横向比较，2014年的时候，当时拿到日内瓦国际博览会上，德国的和法国的电工专家看到我们的技术以后，认为还是比较不错的，当时给了我们一个展览会特等金奖。
2014年4月份，在IEC，我们拿着我们的技术，在华盛顿会场，大家在争这个事儿，谁去主导国际上的液流标准这个事儿。我们拿到了稳定性的质量标准，这一项是我们中国人制订的。在IEC的标准体系里面，能够把中国人放进去还是很不容易的，证明我们的全钒液流电池技术在国际上是有发言权的。和日本住友电工讨论，去年到日本东京开会，和他们这些人他，至少是平起平坐的。所以在这点来讲，技术水平在国际上还属于相对靠前的地位。
咱们的会议上，昨天杨院士讲你不能只做全钒的，还有铁铬也很有趣，我们还是要降成本，使它的利润空间更大，这才是重中之重。所以聚焦液流，安全寿命是根本。对工业产品，特别是兆瓦级的，你不能有10年到15年的使用寿命，两三年就换这是不行的，民用的还可以，但是工业产品至少十年。发展储能，中国的市场最大，中国还有美国的加州，另外是欧洲、德国，这几个地方是储能发展最重要的。
在技术发展过程中，好多技术已经成熟的，我们跟上，但是在新能源储能技术，特别是先进的电池技术方面我们并不比别人落后。在这个事情上面，做好中国的事情就是解决世界的事情，谢谢大家。
主持人：介绍一接下来我给大家介绍一下桑顿在储能系统集成方面的技术。
李海波：我演讲的题目是《大规模电池储能系统的集成与管理关键技术开发》，首先介绍一下技术背景，然后开发流程以及关键技术。现在的电池储能系统对经济可行性可能是最敏感的，再就是安全的挑战，第三个就是系统复杂带来的管理和控制，以及它的维护。第四是单体电芯的一致性和环境的适应性带来的寿命衰减问题。
针对这些问题，我在这里对电池储能系统进行分解，从电芯开始，接下来是PACK，再到储能集装箱，再到储能电站，这个是涉及到多个方面的技术要求。排在前面的，电芯这边是低成本，对于成本的要求越来越高，真正要市场化，在没有补贴的情况下，在成本上我们是要在技术上进行大力的开发的。
第二个是长寿命，第三个是电芯一致性，最后是安全和能量密度。电芯的一二三项都是跟成本相关的。长寿命也是跟成本相关的。在PACK这块，高压电器，它的安全这块因为是涉及到高压的一个体系，所以安全这块我把它排在第一位，接下来是低成本以及标准化的更新，还有系统的能量密度，后来我会讲为什么把能量密度放到这里面来。
集装箱这块就是机构、PCS、EMS这块，安全也是第一位的，接下来是低成本、标准化，第六项是故障追溯。
我们在储能系统开发上，如果这些基础条件满足的话，我们在大规模应用上，在市场开拓上，应该是比较适应的。
在里我做了一个标准的设计开发流程，这个其实是借鉴其他产品开发的流程来做的，从方案设计到方案细，以及测试到系统调试。在这里我列出了这么几个关键技术点，第一个是低成本的系统集成开发技术，有这么几个点，因为我们现在储能系统实际上是一个多学科、多领域的集成，在这样的系统下进行开发首先要对成本进行分解，然后找到各种各样的设计点，再找到设计点，同时简约化设计。第二个就是长寿命，首先是对电芯的循环寿命和日历寿命的要求，然后是对一致性的要求，然后对环境温度和充放电深度的要求，第三个是标准化的开发，这个也是主要体现在成本上，接下来是成组效率的提升，以及能量密度的提升，还有安全性，最后是智能网联的方向。
这么几个关键技术，因为我主要是提出来，然后具体的方案可能在这里不讨论了，我只是把它先提出来。首先我讲一下低成本的PACK、垫片以及制造这块。
在现在的储能这块，BMS现在的成本占比算比较大的，目前有十几个点的比例，最大的成本就是电芯，占了将近50%的比例，所以我们如果要进行低成本的储能系统的开发，电芯首当其冲要去降成本。电芯怎么去降呢，这边是电芯的分解，这几大主材，正极、负极、电解液、隔膜还有单体，正极材料占了比较大的比，然后是电解液跟隔膜，正极材料怎么去降，我们在设计储能专用的电芯的时候，要区别于动力电池的电芯，因为储能电池电芯并没有像动力电芯那么严的要求，它的技术要求会低一点。这样的话我们要如何避免形成过设计？在正极材料这块，我们可以有一些技术方向以及负极材料。隔膜也可以不用陶瓷隔膜，单体容量这块把它拎出来是因为锂电池做储能应用，在行业内都是形成共识了，做的越大越好。
电芯成本降完了以后就到了PACK这块了，BMS现在有点贵，怎么样把这块成本降下来，还是有很多工作要做的个。这种BMS跟车的BMS是不一样的，因为车很多要求车硅级的芯片，但是储能用工业级的就OK。然后是PCS，成本也是偏高的，EMS以及电池模组这块，成本比重不是那么大，但是这几块实际上是有比较大的降价空间，通过计算是可以做到这一点的。再一个是低成本的制造。
电芯这一块，如果是自动化制造，你的一致性好的话，你在配组的时候成功性是比较高的，如果一致性比较差的话，分布范围比较大的话，你为了保证它电量的要求，你会以最低的电量去配，结果就很容易形成多配电量的情况出现。比如说客户可能只要200度电，你可能给他配了205度电，那多配了几度电，这个成本一下就上去了。所以设计的时候刚刚好，这是我们所要掌握的一个度。规避系统过设计，这是系统这一块，设计上的降成本。
再就是零部件的简化设计。系统涉及的零部件种类多，数量又大，那你如何在进行设计的时候，将零部件的个数降低，这也是我们的一个方向。
到了寿命这一块，这是电芯的寿命，做过电芯的大家都知道，电极膜天的多孔结构设计，对膜片的寿命是有比较大的影响的。因为里面的黏结剂还有导电剂，它对膜片的多孔结构，它的强度是有比较大的影响的，如果你在电池的充放电过程中多次循环，它的膜片如果发生了脱落，会直接导致它的寿命衰减。
第二个就是电解液体系，以及它的电化学反应界面的设计，主要是SA膜方面的设计。
第三个就是电芯结构，和它的装配工艺。电芯结构这种多层复合结构，对于寿命的影响也是比较明显的。
第四个就是合理的充放电制度，这个在我们做系统设计的时候，你可能为了保证它的寿命，电量会多配一点，在保证正常的充放电过程中间，放电深度不用达到每次都90%以上。这个就到了PACK这块了，PACK的寿命跟高效的配组是很相关的，就是我刚刚讲的电池的一致性。再接下来就是热管理，环境适应性，以及电池管理系统这块的内容，包括我们的均衡管理。均衡做了之后寿命会有所延长的。
接下来就是标准化的设计，标准化有一个原则，将所有能够进行标准化设计的结构和零部件进行标准化，包括里面的铜牌，线束，如果你做到标准化了这是很有必要的。因为这样的话你在PACK或者电芯的生产过程中，自动化程度会比较高。因为你的设计是统一的，那就说明你的模组，你的电池柜，电池架都是标准化的，你在自动化设计的过程中，是可以统一来进行设计，而不是单独的进行个性化的设计。
这里标了很多电器的连接，电池架，PCS、EMS，所有的只要是能够进行标准化设计的，都是建议进行标准化设计，这样的话不光是我们的设计研发成本有很大的降低，还有制造成本。
接下来是储存效果的讨论，电芯的充放电效率这块，我也做了一个单独一页来说明。
在这里再讲一下为什么要提能量密度，在储能这块它跟动力电池是不一样的，储能是讲究体积能量密度，那就是说在有限的空间内，我要装更多的电量。储能这块的电芯更多的是体积能量密度，跟消费性电子是比较类似的。第二个，我们在系统设计的时候，在空间优化上要尽量做到紧凑。这样的话你在相同的电量下，有可能会减少你集装箱的个数，你只要减少一个集装箱，你你这个集装箱里面的电芯零部件，包括箱体也就少了一个，但是你的电量是一样的，这个时候你的成本下降是很明显的。
这个也是听说韩国的一些企业，他们是用高能量密度的电信，在国外跟人家市场竞争的时候，提出这个概念，就是能量密度高的话，它的竞争力在成本上是有优势的。
安全，大家讲的太多了，我稍微分了一下，一个是安全设计，还有一个是安全管理。实际上BMS、EMS是属于安全管理的范畴，电化学、热、电气这块都是设计的一些安全，这块大家谈的都比较多，安全是放在第一位的，这是必须保障的。
再讲一下互联网和大数据时代的储能系统，是能源互联网的重要组成部分，这块大家也比较熟悉了，这个趋势肯定是很明显的，在微网体系里面，在储能系统后面会是一个重要的中心，连接上下游。
BMS电池云平台四大功能，在云平台这一块，储能系统除了它跟互联网相结合以外，跟大数据，跟互联网结合以外，我们的电池作为一个独立的系统，它也可以形成一个云平台，也就是说它可以在全生命周期之内，去监控电池的走向。如果我这个电池在储能用完了之后，梯次利用或者回收，那我怎么样去监控这个电池，这是我们在这个的探索。包括它的回收利用，送到拆解厂去拆截，怎么定位、跟踪，找到这个电池，这也是我们在做的一个工作。
接下来我介绍一下我们公司桑顿新能源的布局，这是桑顿新能源的全产业链，从前躯体开始，正极材料，再到金属，到回收，再到动力电池、电池系统、云平台，以云平台为主，在全生命周期来追踪电池的走向，再到车、储能系统，一个全产业链的闭环。
这是桑顿在储能和梯次利用这块的想法和摸索，包括不拆解和少拆解，梯次利用BMS系统，还有分充合放技术，以及工业建筑供电。
我的报告到此结束，谢谢大家。
接下来有请南瑞集团公司装置研发中心经理侯凯先生为大家做报告，一起讨论《MW级储能虚拟同步及的关键技术与工程应用》有请。
侯凯：我们的题目是把储能的变流器模拟成电力系统中常用的发电机接口性质的装置，这样使储能的变流器既具有电网的调峰性能，同时也具有调频性能，使新能源更好用，更容易接入电网。
报告主要分为四块，第一，技术背景。南瑞集团是国家电网公司直属的科研单位，也是国内最大的蛇杯弓影商和工程服务商，所以我们也致力于解决国家电网公司在面临大容量新能源接入所带来的一些问题，我们对这些问题提供比较好的解决方案。目前来看，我们国家的能源和负荷相对来说不是特别平衡，新能源负荷大多集中在西北部地区，从负荷主要集中在东部、中部、南部地区，所以中国有远距离的新能源的直流输电、交流书店，同时随着电容电子新型的装置接入，使得电网中的新能源出现了刚性比较强，而柔性不足，特别是电力系统的备用容量不足，惯性不足，所以就使得新能源的接入不是非常的友好。所以我们现在认为随着大容量输电，使得电网的稳定性不足，同时由于新能源的柔性不足，所以这些新的能源，无法支持电网的调频和调峰应用。
目前在我们系统内已经充分的挖掘了新能源调频调峰的能力，我们把它捆绑起来综合的发挥效益，同时也有增加一些备用的旋转容量，相当于发电机组，同时根据我们的开发特点，提供优化的调度，包括机群的控制策略，深度的挖掘现在有的新能源机组和常规机组的特点，提高它的调频调峰性能。
这个报告是我们最新的一个科学研究和产业化开发的成果，叫做虚拟同步发电机，就是用虚拟的把电容电子的变流器，相当于光伏的变流器也好，或者风力的变流器也好，或者储腾的PCS逆变器，利用特殊的算法加上一定容量的储能电池，虚拟成常规的发电机组。右边的图就是我给出了一个从常规的发电机组，右边把它模拟成了一个虚拟的发电机组，来做一个对比。简单来看，通过我们用储能电池和我们独特的虚拟同步机的算法，可以实现同样的电网的阻尼特性。而常规机组的阻尼特性是机械的，它的机械参数设定好之后就是一个恒定值，而通过储能电池盒我们的特殊算法，模拟出来这种阻尼特性，参数是可以改变，可以设置的，更加灵活。同时电网调频，两种常规的机组和我们的虚拟同步机组都可以调频，可以参与一次调频，甚至通过电池容量的提升，可以进行长时间的小时级的二次调频。微电网调压，常规机组可以支撑系统的电压，靠自主的被动支撑系统电压。而我们的虚拟机组可以自动的追踪电网的电压变化，来自动的调节。
第二部分介绍我们科研装置的特性。这边给了一个简单的示意图，左下角画的是一个光伏的阵列，中间放的是风机的机组，常规做法是通过DC/AC把光伏产生的直流电逆变成交流电，接入电网，同时风机我们也做一个直交流变换，也通过升压变压器接入电网，这是常规的做法。
而这个项目中最新的做法是我们加入一定的储能，然后把储能通过一个直交流变换器接入电网，我们做的核心的算法就是在这个储能的DC/AC变流器中执行进去的。
我们的控制算法是由储能单位结合电子逆变器的虚拟同步机控制策略，模拟常规的发电机组的一次调频还有励磁控制的特点，主动适应电网的频率，电压的变化，既追踪，又能够响应。这样就可以实现风机和光伏的友好接入电网。
右图是我们一个比较典型的靠虚拟同步发电机接入电网的一个配置图，可以看到这个虚拟同步发电机在中间这边直流侧接入储能电池单元，交流侧接入升压变压器接入电网，这是一个双向的过程。一旦电网有电压的跌落或者频率的变化，升、降，我们的并网点就会检测到这点变化，从而虚拟同步机自主的调动储能的能量，如果电压跌了我们可以输出能量，如果电压升了，我们可以通过储能电池的充电特性，快速的吸收电网中多余的有功或者无功，所以总的来说特点就是快速主动的参与电网的有功调频和无功调压，同时像常规机组一样提供一个虚拟的，相当于编程控制的转能管量，提升系统的鲁棒性或者说抗扰动性。
各位专家比较熟悉的储能机组常规的削峰填谷的特点在这里面都是可以实现的。
这种虚拟同步机我们开发了三种产品，一种是光伏虚拟同步机，就是在常规的光伏的逆变器上，并入一定能量的储能单元，相当于是分布式的做成虚拟同步机特性的光伏逆变器，同时还有风机虚拟同步机，我们现在做的是不并储能单元，主要靠风机叶片本身所具有的旋转备用容量，把类似于风能储能挖掘出来，靠我们的控制算法来实现一定容量的调频调压特性。然后这边的工作主要介绍的是集中式的储能式的虚拟同步机，我们又叫电站式或者叫整场式，一定容量的光伏也好，风机也好，比如说几十个兆瓦的光伏阵列或者风机阵列，我们可以装一台10兆瓦或者5兆瓦的虚拟同步机往上一并，这样比较适合整站式的改造，我们叫虚拟同步性改造。不需要单台改造，直接接入，很方便，而且可以统一协调控制，比较容易实现。因为有了储能单元，可以保证每台风机或者每台光伏逆变器都可以最大程度出力，使新能源发电站的经济效益实现最好。
这边对储能装置，储能变流器在国网公司提出的智能电网中的特性进行了总结，我们认为储能装置可以实现需求侧管理，对负荷可以进行平滑，消除峰谷差，降低我们的供电成本。同时依靠虚拟同步机特性可以跟踪电网的频率或者电压的变化，实现调频调压。同时也可以实现对于负荷波动的补充和平滑，这都是储能应用于电网的特点，所以我们的虚拟同步特性主要基于第四点，针对电网的快速频率变化去补偿它。
第三部分介绍我们产品相应的开发工作。这张图给出了虚拟同步机从科研上来看，或者从产业上来看，给了一个路线图，大家可以看到，97年从IEEE的工作组，一直到欧洲的一些科学家和一些研究院所，对虚拟同步机特性进行了一些比较深度的研究，也发表了相应的工作组报告，和一些学术论文。然后到近年来，英国、美国的一些科学家，也提出了一些实践的方案，但是主要停留在学术上面，南瑞集团在2016年，是世界上首次把这个方案进行产业化的，而且提出了自己的虚拟同步机方案，也进行了产业化应用。
这一部分汇报一下我们自己提出的一些关键技术，对虚拟同步机的特性，我们在研发的过程中主要实现了一些对鲁棒性和间歇性的控制技术，同时对建模包括融合的过程中实现常规控制策略，和虚拟同步机的控制策略的一些自主的、同步的、快速的切换，包括电压原型或者电流原型的一些输出特性需求，我们都可以在使用过程中快速的切换，根据用户、根据场景的不同，来自主无缝的切换。对有归无功可以自主的均分，对于虚拟阻抗都可以自主的设定。
在使用过程中，用户可以实现电网的电压频率的自动调整，有功无功可以自己均衡，并行运行自整步。
这张图是我们最新研究的一个5兆瓦的单机的虚拟同步机，本身它也是一台5兆瓦的双向的储能变流器，整个装置并不大，集成度非常高，这个装置总体上宽是三米四，前后深是一米二，高度是一个标准的两米二的机柜。在不到五平方的占地下，就实现了一个储能变流器，左边是控制部分，中间是电容电子的变流单位，下面红色的是并网的滤波变换器。第三个柜子是直流的和储能连接的直流的断路器或者直流滤波器的柜子，最右边是我们水冷控制的柜子。从装置的测试来看，整个运行效率可以达到98.5%，是国内目前最大的储能变流器产品。使用过程中用户也可以自主选择进行削峰填谷的应用，同时也可以作为虚拟同步机自动的设定好，然后放那边不用管了，可以自动跟踪频率电压变化，一旦有变化就反向的补偿它，从而使电压的频率保持稳定。
在研发过程中，我们对整个的从系统级的，包括源程序级的都进行了仿真和系统化的设计，同时也对单机包括虚拟同步机接入电网之后，对电网的影响分析，都做了比较详细的仿真验证，后面有我们的一些运行结果。
左边这个图是我们的虚拟同步机，前面是开机部分，中间是接收电网的频率调度，实现了功率响应的过程。在这个图中我们还人为的加入了一些电池的变化差异，虽然单台是5兆瓦的，实际上接入4路电池，每个电池是1.5兆瓦，我们人为的在电池上接入了一些电压差异，然后靠我们的自己控制技术，虽然有一些分布不均匀的差异，可以在虚拟同步机之后，自动的把电压进行均衡，从而实现稳定可靠的储能的工作。
右边这张图就是虚拟同步机对电网频率电压的响应特性。上面一部分是电网频率，我们做的一个系统接入仿真，一旦频率增加0.2赫兹之后，虚拟同步机会自动的吸收这个频率的变化，吸收有功，这边叫惯性调频，可以有一个快速的调频响应，如果我们需要它进行长时间的调频的话，我们还可以把它设置为吸收一部分频率变化之后，再长时间缓慢的对频率变化进行吸收，从而保持频率的稳定。
下面两个图是针对电网频率如果有跌落的话，我们可以出现一个正电峰，靠快速的吐出一部分的功率，来支撑电网频率的变化。
这两张图是我们根据电网的实际做的一个在线仿真，把虚拟同步机接入电网之后，模拟电网故障，当电网有一个线路故障，有30%的用户或者负荷脱网了，这个时候如果没有采用虚拟同步机控制策略的话，左边这条蓝线，新能源发电机也好，或者风力变流器也好，它的有功保持输出不变，而如果采用了新能源发电机，在旁边并上了我们的虚拟同步发电机，相当于储能变流器，采用我们的虚拟同步控制策略之后，它就会快速的实现有功的降低输出，从而基本降到0，这样的话既然负荷掉了，我的发电机出力也跟着掉了，从而保持系统的频率稳定。如果我出力不减少的话，这边的负荷脱了之后，整个系统频率会快速的往上升。
所以结果就是如果不采用储能虚拟同步发电机的话，最高频率右边可以升到52.7赫兹，而采用了虚拟同步发电机，最高点大概到51.4赫兹左右，也就是小于51.5赫兹，基本上两个图相比的话可以比较好的稳定系统频率的变化。
下图是对新能源如果并网故障产生的无功补偿的退出，对电压的无功补偿没有了。如果不采用储能虚拟同步机的话，整个无功输出是保持不变的，而采用了储能虚拟同步机的话，惧色的线就会看到，快速的无功输出的响应，后面长时间内保持无功输出的稳定支撑。所以在右边这张图上就会看到，同样蓝线和橘线，如果不采用储能虚拟同步机的话，蓝线电压会陡降到0.83个pu稳态会降到0.94个pu。如果采用了储能虚拟同步机之后，降可以最多降到0.9个pu，稳态的话可以稳到0.96个pu，可能比较好的支撑电压跌落。
除了常规的大电网，针对小电网、微电网，或者区域性电网，我们的虚拟同步发电机也可以实现黑启动，这边我们也对黑启动进行了仿真，大概300毫秒的时间内，整个电网可以从0直接启动到系统的设定电压，右边频率也可以从0直接启动到50赫兹。比较完好的在很短的时间内实现把小孤网带起来。
最后一部分是应用示范。从我们的分析来看，这种储能虚拟同步技术，主要可以用于新能源的并网消化，对新能源的接入进行一个平滑的输入输出响应，以及系统的一次调频，同时对区域性的负荷，我们同样可以兼顾储能变流器的削峰填谷的功能，对于大型的电站，如果需要备用溶，我们的虚拟储能发电机也可以进行调频的备用，因为我们的开机速度只需要300毫秒就可以把一个机组带起来，这也是依赖于在座各位专家研究出来的高性能电池来实现这种快速的响应特性。
在2016年，国家电网公司在张北风光储示范基地也开展了虚拟同步机大范围的示范工程，有12兆瓦的光伏变流器，也配备了10%容量的电池进行分布式的虚拟同步机改造对于435兆瓦的风机，这个主要是利用它自己叶片的特性进行虚拟同步机控制器的技术改造，同时由单列了两台每台5兆瓦的储能电站式的虚拟同步机并在电网上，进行整场式的虚拟同步机改造。
上个月我到英国去也和英国的Energy Circle进行的洽谈，他们目前也是把储能用在天然气发电并网的调频调峰项目上，他们在国外有比较好的调频的政策补助，所以电力系统的运营商更愿意做这些事情。也在积极的和其他的网厂公司进行积极的虚拟同步机的示范应用。
从目前来看，整个新能源发电电网中，比例是不断上升的，而且有减小煤炭发电和取代常规能源发电的特性，这个是毋庸置疑的，我们认为储能技术和虚拟同步及技术是目前解决新能源消化，平滑功率以及友好并网的关键技术，国网公司也把虚拟同步机技术列为当下十大重点科技创新技术，组织技术攻关，从而推出一些比较好的解决新能源并网的产品。
借助本次储能大会的契机，我们希望跟各位专家，各位科研院所合作，为新能源的发展作出更大贡献。
谢谢大家。
主持人：下面有请浙江高泰昊能科技有限公司总经理张伟峰，给大家带来《芯片技术水平和整车研发平台下对BMS的认知和思考》。
张伟峰：各位嘉宾下午好。我今天的题目比较微观一点，刚才各位讲的都是比较宏观的，都是储能系统的应用，电网的东西，我这个东西比较小，是芯片，BMS相关的东西。我们公司本身是做BMS和整车控制器的，我本人在做这个之前也有十几年的芯片设计的经验，我想这个题目可能对大家有点帮助，可以了解一下我们底层的东西。
这是我们之前的一些小小的业绩。
看一下芯片技术及其发展。芯片是我们整个电池行业的技术，从中国的芯片行业来讲，这么多年来中国的芯片行业一直没有太本质的发展，因为我自己做这个行业这么多年，确实是深有感触，尤其是在汽车级和工业级领域，我们的芯片一直没有特别长足的进展。
今天我们看一下电池管理系统对芯片的基本要求，简单看可以分六个方面，第一个是电压采集，这是一个最最基本的功能，最核心的需求，所有的功能都需要借助于这个功能来实现。第二个是温度，可以简单的转化为电压采集，因为相对比较简单一点，还有一个是均衡控制，大家都知道在我们电池管理行业来讲主要分为主动均衡和被动均衡，被动均衡比较简单，因为它的控制各方面对芯片的要求都比较简单一点，主动均衡一般是没有办法集成的。
还有一个现在也是越来越重要了，就是故障诊断，对硬件的可靠性能诊断和预警，目标是要实现失效安全机制。还有一个是通信接口，实现采集芯片和主控芯片的信息互通。最底层的芯片就是一个传感器，物联网的概念，它必须要通过一个通信手段来上报，最后一个是可靠性要求。既然我们是用在车上，用在储能上也好，它对可靠性的要求是非常高的。
目前电池管理芯片的主流厂家，大家可以看一下，排在最前面的是LinearTech名头比较大一点，Intersil也有，但是它的系列不是很全Maxim也在推，它的系列也不是特别全，TI现在有两款，PL536系列和PL455系列，还有NXP有33771系列。后面简单讲一下高泰之前也做了一款芯片，可以跟大家分享下
这是一个简单的对比，一个是通道数，精度、诊断功能、通信接口这几个方面来比较一下这几家的差异和共同点。目前主要的通道数都是在12路左右，个别的有6路和16路，还有14路的，目前来讲主要12路为主。精度上，各家都是比较精确的，我们讲精度是讲全温度范围的精度，不是说你在常温下的精度，常温下的精度一般在3个mv，或者5个mv。诊断功能就是刚刚讲的硬件上的全面预警和判断，这一块也是各家各有所长。有些做的比较弱一点，基本上没有，后面早期一点的产品基本都是没有的。
还有一个就是通信接口，通信接口这里面虽然跟我主要的采集功能没有特别的关系，但是它跟整个系统的成本是很有关系的，BMS的成本比较贵，这里面核心来讲还都是芯片的成本，尤其像通信接口这里，现在一般来讲会有两种形式，一种叫SPI，SPI相对比较简单。还有一种是菊花链。SPI一般是标准接口，它整个的接口定义是业内标准的，但是它需要一些器件来支撑，所以带来的成本比较高。菊花链是自定义接口，现在各家各有自己的通信手段，它是没有兼容性的，它主要的目的是为了减化隔离的成本，所以想了这么的花招。但是菊花链要做好，要做稳定可靠是不容易的。
一个芯片发展的趋势，第一个，安全性永远是第一位的，安全性没有的话，什么都谈不上。所以第一个我们可以看，现阶段大部分芯片厂家都已经开始按照功能安全的标准，26262的标准进行芯片的安全功能的设计，并且进行相关的认证。但是功能安全要求反过来讲对芯片的成本肯定是有增加的，任何事情都不可能既要马儿跑的快，又要马儿不吃草，这不现实。
功能安全的核心来讲，就是要做到冗余和诊断。冗余就是我至少一个关键功能是有两个备份的，自然我的成本就增加了。另外它要诊断。诊断就是要有另外的电路去判断它是什么状态，所以核心来讲也是增加我的成本的。所以安全诊断这块从芯片来讲是增加成本的，但是对于企业的长期可靠性肯定是带来好处的，所以我们如果要从使用成本来讲，应该是有降低的。
另外一个发展趋势就是通道数，我总结为两种方向的发展，并不是说通道数集成越多越好，因为这个是有物理条件限制的。它有两种方向，第一种方向是通道数增加，现在主流的是12路，但是现在也有16路、18路，都开始有这个规划。简单讲它的逻辑是什么呢？就是你通道数增加，集成度增加，我的硬件成本肯定会下降。但是它也并不是那么简单，通道数增加以后，单个芯片需要处理的共模电压升高了，也就是我要耐压提升，其实我们芯片行业最难做的一个是射频，一个是高压。芯片上面的那些基本的芯片，怎么做上去，它对耐压是有要求的。所以芯片的制造成本会增加，因为芯片的成本主要分两块，一块是裸片的面积，还有一个就是我的制造工艺。大家都说芯片其实是沙子做出来的，沙子里面提炼出硅，硅变成硅片，在硅片上面我们印刷电路。但是印刷电路的过程就叫制程工艺，不同的制程成本是不一样的。再继续增加通道数成本是不会下降的，甚至是不可能实现的。
一般来讲芯片耐压越高，它对芯片的线宽要求就越高，因为芯片集成电路为什么可以降低成本，主要是因为我们讲纳米级的工艺，它是把线宽越变越小，所以我的硅片面积可以下降。但是高压之后我的线宽就不能无限的往下降，降了以后安全就有问题，芯片就不能工作，所以并不能降低成本，甚至是不可能实现的。
还有另外一个方向是通道数减少，比如4串、6串甚至1串，这方面也是有一定的逻辑的，不管是电芯场还是PACK大家都喜欢建立一个标准化的模组设计，希望有分布式的电池管理，我们也碰到好多有这样的需求，这样的好处是便于标准化、组装方便，我可以随时组装。同时减少串数就是降低共模电压，所以成本也会降低，这是另外一个逻辑。我把通道数降低了，所以我的制造工艺就简单了，我的成本也会下降。这里面有个难点是什么呢，因为我把它分解成越来越少之后，通信的开销就增加了，所以通信开销这里我们需要仔细设计一个通信的接口，否则成本会增加，可靠性也会降低，因为通信的过程就是跟噪声在抵抗的过程，我们如何从噪声中提取信号的问题，所以通信接口也是一个比较可观的成本。
还有一个是均衡，被动均衡和主动均衡，被动均衡一般都可以集成到采集芯片里面去，但是集成到芯片里面的电流一般不可能太大，因为过电流一定会发热，发热的话芯片就必须要把封装做大，把硅片面积做大，这样就会增加成本。而且集成MOS之后可能会带来可靠性的下降。因为芯片里面是有很多集成通道的，芯片内部有大量的集成通道，一不小心这个芯片可能就会被搞死了。
还有一个是主动均衡，目前来看你要想完全集成在采集芯片里面几乎是不可能的，现在能提供的也就是所谓的独立功能的芯片，而且是比较受限的。它的难度在哪里呢？就是因为涉及到功率电路及其环路控制，跟采样电路本身关系不大，而且不同的电池，比如一个BMS或者一个芯片我可能管十几路，我每一路的电池它是不一致的，都各自有各自的电压，我怎么去解决它的参考地的问题呢？这是不好弄的。在电路控制上其实是非常复杂的事情，所以目前芯片厂家还不能提供有效的高性价比的可靠性的主动均衡的控制芯片，这也是为什么在市面上你们很难看到这样一个芯片的原因。
这个是高泰做的一款芯片，我们当时是基于国家智能电网的智能电芯的项目，当时的出发点是说我单颗电芯或者单个电芯模块，就可以做成一个智能的东西，它自己可以管自己了，实现电压温度采集，以及主动均衡的环路控制，达到智能电芯的目的。我单个电芯就是一个智能化的东西，你可以随便给我组装，这是我们当时的一个出发点。做这个事情大概在2013年左右，当时申请了国家的创新基金项目完成了设计和流片，这是当时流片的芯片。
这个是单通道，我们当时为什么选择单通道，主要是刚才说的几个问题，一个是我们需求上做一个单个的智能芯片，另外高压问题很难把握，多通道之后你的均衡其实是很难实现的，主动均衡的控制很难实现，所以我们选择了单通道的采集和控制。当时也已经采用了一些功能安全的概念，比方说有两路的冗余电压，虽然我只有一颗电芯，但是我有两路的冗余电压，增加冗余就增加安全性。两路的温度采集和集联的通信接口，通信这里要特别讲一下，通信是一个很复杂的东西，你做的不好你的可靠性会降低，同时你的成本会增加。
另外通信地址自动分配逻辑，因为我每一颗电芯做完之后出场都是一样的，配上一颗芯片以后我就随意组装了，我一旦排好之后我要让他们通信的话，我必须要有地址的区分。怎么区分呢？我不可能用手工一个个去贴，或者说装个什么东西，这样的话你自动化就没法做了，而且成本也非常高，所以这里面要解决一个自动地址分配的算法，还有它的算法逻辑的实现。
还有通信数据的纠错，刚才说了通信一定要考虑纠错的问题。我们之前最早跟林特的芯片，他们早先的芯片里面就有一个通信的抗干扰能力的问题，当时也是我们跟他们的设计者沟通之后，在后续的产品里面把它改掉了。被动均衡控制，主动均衡的PW的环路控制，这些东西都会做在里面。
接下来我简单对整车和储能这两个相关的应用进行一些比较，这是一个典型的三层架构的整车拓扑，最上面一层就是车上的东西，跟我们电池相关的最下面的就是电池组，从整车来看是一个三层架构。
这是一个典型的集装箱的系统拓扑，是比较复杂四层架构，所以从这个三层架构来看，跟整车架构是一一对应的，从拓扑来看没有本质的区别，区别只在于要求和策略的不同。
这是我做的一个对比，整车和储能系统的要求，电压采集精度，整车要求高，储能要求相对低，这是因为整车上面对于SOC这些比较敏感，因为它毕竟是跟人直接关联的。温度采集是一样的，肯定都要求很高的，因为温度直接代表了安全性的问题。温度采集的通道数，储能会相对更多一点，因为储能里面的电池更多。还有安全诊断，安全诊断我认为两者的要求其实都是很高的，而且储能系统因为能量集中，对安全性的要求会更高。还有SOC的精度，整车要求是比较高的，因为整车存在行驶里程焦虑的问题，这块如果你做的精度不高，有个20%的误差那完蛋了，你到20%人家还可以可以开到家里，然后停路上就麻烦了。SOH也是一样的，因为在车上的话，它的循环次数非常多，登辉我们后面可以看到我举个例子，我们在失控电动的案例里面，一块电池一天可能要循环好几次。SOP都是对功率的控制，整车因为涉及到加速、减速、自动、能量回馈，它的应用场景是比较复杂的。
抗震动或者是抗扰性，整车最大的要求就是它是一个动的东西，所以它抗震动要求比较高，储能影响是静态的，所以在抗振动这块没有特别的要求。
另外工作环境，整车是很恶劣的，冬天在外面零下40度都有可能，夏天在地面温度可能是四五十度，电池真是饱受煎熬。
工况，整车的工况复杂多变，储能有一定特定的规则。
串联数目，整车上面串联比较少，因为像乘用车在300多伏的档次，大巴在5、6百的档次，但是储能的总压很多，一串非常多。
并联数目，整车的并联一般用的比较少，串完之后再并。储能上面我们用的比较多了，我们叫簇的并联，及其切换控制，这个是比较重要也比较特殊的。
标准化问题，整车上面的标准化是很难的，尤其是我们做电芯和PACK的，因为你的客户是整车厂，每辆车都不一样，你想把它做成标准化比较困难，但是对于储能来讲，基本都是做电芯的厂家自己控制，或者说做储能的系统自己控制，我们是有可能做成一个标准化的东西的。而且大家刚才也都说了，第一个是安全性，第二个是低成本。低成本怎么来呢，肯定是规模化、标准化。
这个是简单下的一个结论，从几个方面，对安全的要求，对电池参数估算的要求，对电池均衡的要求。无论是储能还是整车，对安全的要求都是第一位，最重要的，而且相对来讲储能系统储存容量更加集中更加高，对安全的要求应该更加高。对电池参数估算的要求，整车需要精准的SOC的估算，储能方面相对要求低一些。对电池均衡的要求，集装箱储能由于其串门属于更加多，从而电池一致性差异带来的影响更为明显，需要有效的处理手段。以整车电池管理的要求来设计储能系统，可以达成上述目标。
刚刚讲到均衡，我们这里简单介绍一下目前的均衡的解决方案，一种就是被动均衡加上均衡管理的系统，优势就是成本比较低，因为被动均衡的电池管理系统相对成本低一点，劣势就是维护不方便，这是一个维护设备，非实时在线，得人给它拿过去，用完再实时拉走，所以不方便，可能也不及时。
如果是主动均衡管理系统，优势当然是自动均衡，无须现场人员安装操作，反正我天天在那儿工作，随时保持电池的有效性。劣势就是成本相对高一点，主动均衡的可靠性和安全性要加强，避免主动均衡电路失效带来了漏电甚至短路，这个是之前有一些案例发生的。因为任何电路都是有失效风险的。
这是我们一种主动均衡的解决方案，一个是性价比、兼容性和失效安全，性价比就是我们要实现用的起的产品，主动均衡的产品相对于被动均衡的产品大概增加15块左右，兼容性就是主动均衡和被动均衡接口保持一致，第三个最重要的是失效安全。对失效这块来讲一定是假设所有的器件都是可能失效的，不能说我这个东西是某某厂家买的，我绝对不可能失效，这是不可能的。主动均衡因为和电池直接连接，尤其需要做到失效安全。万一没控制好失效了，电池烧了怎么办呢？所以你一定要做到即使相关器件短路开路故障，电池仍然是安全的，短期看没有问题，长期看一定会有风险。
我们讲一个实际的应用案例，杭州的时空电动，我们跟他们一起做整个项目，他们是从整车到储能系统完整的标准化，就是把我们刚才说的这些概念都体现出来了。第一个核心理念，我们看它是从整车应用到储能系统，电池是标准化的，因为它们自己造车，所以可以控制这个标准化。第二个是直接整包级别的梯次利用。这里面要做到核心理念你需要后面两个东西，一个是兼容性，一个是长寿命。兼容性不管是整车充电模式还是换电模式，还是说储能这里可以用大型集装箱，我的电池接口、能量规格、系统协议、系统控制是全部兼容的，实现即插即用。最理想的是我把车上的拆下来，直接塞到另外一个地方就可以用了。还有一个长寿命，长寿命一个是通过一开始电池储存时候的配组，还有一个是通过均衡管理，维持一致性，延长循环寿命，保障整包级别的梯次利用，否则你时间不到，它已经没了，或者说已经放不出电了。
还有一个实例是我们跟一些储能厂家做的标准化的案例，基于标准箱的储能电池系统。所以核心理念也是差不多的，从家储系统到集装箱系统，电池箱体标准化，直接堆叠使用。兼容性，不管是家储还是大规模的船并联，电池箱不管从尺寸、协议等等都要实现标准化兼容，长寿命也需要均衡的参与。
这里是我们储能电池系统的解决方案，有三个重要的点，一个是标准箱，尺寸和接口固定，协议标准化，可以以任意方式组合，无须修改软硬件，即插即用。
第二个是串并联，我的电池箱怎么去串并联，要求可以支持多种组合形式，不管你是单箱使用还是多箱并联使用，还是多箱先串再并，多簇并联使用，我根据系统的方案可以随时快速的变化。
后面这个是我们的一些应用案例。累计有9万台车的供货经验，还有一些储能的案例。
谢谢大家。
主持人：接下来有请烯晶碳能电子科技无锡有限公司技术总监孙伟，来跟大家一起探讨《GMCC超级电容器储能在新能源发展中的应用》，有请孙总。
孙伟：大家下午好，我是烯晶碳能的孙伟，我们公司是做超级电容器的，很高兴参加这个大会，大家也做电力系统的，有做BMS的，也做电池的，今天我想介绍一下超级电容。
因为在和朋友交流的过程中，尤其在储能领域，大家对超级电容会有一些疑问，借此机会我想给大家介绍一下什么是真正的超级电容，针对疑问也为大家做一个解答。
我今天汇报分为四个部分，第一，简单介绍一下我们公司，一个什么是超级电容，和对超级电容质疑的解答。烯晶碳能2010年成立，位于江苏无锡，我们业务范围主要做的是超级电容，从电容电极到电容产品，覆盖了从材料到储能系统的产业链，应用领域主要是新能源，新能源汽车，智能电网和军工领域。6年来我们也通过了TS16549包括ISO9000、14000、18000的质量体系，也通过了201所的强制性检测，也有30个发明专利申请，其中17项已经授权。
下面我从原理上介绍一下什么是超级电容，目前我们讲的超级电容主要是指的EDLC，利用电极与电解液溶液的固液界面影响的双电层储存电何，利用的是静电吸附原理。这是一个斯特恩的双电层模型，是一个固体的电子层加上一个离子的液体层，这个层的厚度就相当于离子的半径，所以很薄。我们超级电容里面用的材料，是每克展开可以上千平方米的材料，所以这个A很大。从容量公式我们可以算出超级电容的容量很大，可以做到法拉级别，几百法拉或者上万法拉的电容。
中间是超级电容的结构，超级电容的原理基于双电层，它是两个电极，一个正极一个负极加上两个隔膜，这两个电极分别是两个双电层，简单来讲超级电容是正极的一个双电层电容和负级的双电层电容串联起来的，置于一个密封的客体中的结构。
这是双电层电容的电化学体系和等效电路，它可以等效为一个不同时间常数的RC回路的串联的阶梯网络，由于它是多孔的结构，有的孔大可能时间常数比较小，有的孔小，时间常数比较大，一个微孔的结构是很复杂的，这是超级电容结构，刚才讲的正极极流体、负极及流体，搜集电核作用。正极活性材料、负极活性材料，这里面都是碳，当然了我们后面会有一些搀氮的或者导电高分子的材料。隔膜是一个电子绝缘，离子电导的多孔膜结构。
这是一个超级电容EDLC的频率特性，上面那个图，超级电容是一个卷绕的结构，在没有注入电解液之间，它是一个以隔膜为电解质的传统的电容器，它这个值是在400多纳，电极的单层的面积大概是一个平方米，针对三千法的电容来讲。
注液之后，由于电解液的浸润，它的比表面积发生了很大的变化，在一万赫兹的时候，它的容量提升了三个数量级，当频率再降低时，它的离子扩散有足够的时间，在0.1赫兹我给它10秒钟，离子扩散时间是足够的。这个情况下超级电容的容量又升了好几个数量级。
可以简单来讲，注液之后超级电容变成了两个双电层，也称之为以界面势磊为电介质受扩散控制的双电层的结构。
这是大家眼中的超级电容器储能特性，它是一个功率型器件，处于电容和电池之间，具有中等的能量密度和功率密度。但是其实在功率密度上，和能量密度上，距离传统的电解电容和电力电容，它也酉空间，它的频率在10的4次方赫兹下，没有滤波能力，滤波很小，我们也正在开发一种电容，看看是不是能到毫秒级，或者说能做滤波的应用。
另外一个是提升超级电容器的能量密度，这个是大家一直追求的，希望扩展它的应用时间，目前超级电容的时间常数以3000法超级电容为例，时间常数在0.5秒到1秒左右，这说明什么事儿呢？这个电容充满电短路，经过3个时间常数，经过2秒到3秒，这个电就放没了，所以它能具备大功率的放电，它可以被短路。。
我们讲的很多电池具有大倍率充电，这里面电池如果等效成一个电容的话，它应该也有个时间常数，这个常数在分钟级别，分钟级别的常数电池做的是小时级别，甚至几十分钟级别的，把能量从前一个时间和空间移到下一个时间空间，超级电容做的是秒级到分钟级的事情。
右边就是超级电容的优势了，有人可能会问超级电容是不是真的这样，这四点我是我遇到的大家对超级电容质疑的地方，第一个能量密度太低，但是理论上提升空间比较大。第二个问题，超级电容真的能循环100万次吗？这个没问题，单体实验我们在家里做过100万次，充放电循环，81秒是一个充放电循环，我们做了三年多的时间。但是对于整个系统来讲，安全可靠性确实有很大的影响，它不光是电容器件本身。另外一个，很多人觉得超级电容漏电很快，尤其在低压，比如我用超级电容启动车，和铅酸电池并联，会不会把电池的电拉光了？
另外一个价格太高了，用不起。
针对第一个问题，超级电容的能量密度，它的能量是1/2CV的平方，按这是很简单的。提升能量密度也很简单，提升C，当然在同样的体积或者同样的重量下，提升C、提升V。提升C的方式，刚才这个公式也介绍了，怎么用呢？提升比表面积的利用率，提升相对径限常数，减小半径，但是这个半径首先于离子很难减小了，那我们做的就是怎么样提升比表面积。超级电容是一个电极材料和电解液材料相互配合的，从C的角度来讲，可用的比表面积必须和电解液中的电解质、离子的库存量具有正相关，而且电解液离子库存量应该大于两倍的可用比表面积。另外，电解液所具有的极性，或者溶媒的极性，要和我的电极材料，碳材料表面官能团具有类似于相似相溶的特性，才不至于相互排斥。第三个，我的孔粒分布和离子分布，因为超级电容器的电极材料是有很多孔，一个材料打开那么多比表面积，多孔结构这个离子是不是进的去，如果孔太大了，空间利用率太低，孔太小了离子进不去。按照我们市场用的活性炭，比如说这个材料是1600平方米每克，真正按照容量来算只有几百，可能利用率只有15%左右。
另外孔容包括粒径匹配和电解液浓度，这个就有很多关系了。
这是我们在提升材料克容量的工作，第一个对活性炭进行改性，改变它的界面性质。因为活性炭也具有类似于石墨的特性，我们利用石墨硒的分子结构，石墨硒是一种结构，不是一种材料，它是一种具有蜂窝状的碳的6个原子的一种单层结构，我们把石墨硒结构科学引入到活性炭上做了改性处理，这个能量密度可以进一步提升。
我们引入氮材料之后，这属于导电高分子的范围，我们可以做到400F/g的容量。但是这400还是在实验室的级别。
另外我们想再提升V，因为对于电解液来讲，锂电池的电解液已经做到了耐压5伏，那对超级电容现在有提供3伏电解液的，离子液可以用4伏，但是现在适用的3伏电解液，它在光伏的条件下耐电压可以到3.8、3.9伏，我们合成的一些材料，我们想找到正极材料配合阴离子，负极材料配合阳离子，这样找到一个很好的，能最大化的电压串口的结构，我们在实验室里发现，我们能找到一种材料，在稳定性上达到3.5V稳定的。当然我们做这个实验的时候，是把两个实验材料的正负极对换，它做正极的时候可以在3.5V稳定，做负极的时候，极化就比较大，那这个材料我们找了一种异构材料，我们还在写专利。
第二个，超级电容的可靠性、安全性真的那么高吗？从大规模的储能，它的安全性、可靠性，首先取决于整个系统的架构，这个里面刚才有位讲BMS，其实我认为BMS起到的作用更多的是监控和保护，真正的提高安全性、可靠性，最基础的还是技术元件，也就是电容器本身。
我们提出一个CRAMS，其实是借用了一个高铁上的检测手段，我觉得这个很好，特别适合超级电容，当然也适合电池，一致性非常重要，是所有电化学器件必须要有的，这个一致性指的是从材料、工艺、初始性能一致性，并且在整个全生命周期都要一致，其实对电池也是这样的，这个可能做到比较难。
我们怎么样做到一致性呢？这里面有一个技术逻辑，我们把特征分成两部分，一部分是特殊特性，可能是引起比较大的安全性隐患的，另外一部分是它的技术性能，比如容量、内阻、自放电、温度特性、循环，这个东西和什么有关，我们从机理上来试图理解它。例如电阻和什么有关，和集流体有关，和电解液的固体和液体界面的电焊转移有关，把这些东西对应到我们的物料场，这就相当于我们做控制计划的基础。
我们做了控制计划怎么实现呢？就需要自动化设备去实现，去根据计划去制订工艺，定SOP，通过设备实现我们的工艺，我们希望我们不同车间的工艺参数，首先实现设备联网，不同的过程参数、结果参数都能形成一个大数据，甚至和我的策略工程，甚至在应用中的，我们期望在应用中的，例如在不同功率、不同电流，不同温度下造成我的寿命衰减，能和我前期建成一个关系，这个东西可以形成一个数据的闭环，它可以指导我去更改配方，更改工艺，当然我们现在样本太少也做不到这种。
另外是关于自放电的问题，针对这个问题我们做了分析，自放电和什么有关，第一个，所有的电池也好，电容也好，这种器件有一个等效电源电阻，通过这个自放电。另外一个就是法拉第副反应，还有浓差极化，因为它有阴阳离子的吸附，在充放电的过程是一个消耗电解液离子的过程，在这个过程中我们建立了一些关系，我们做了一个120小时的自放电，然后用对数函数进行模拟，它也是0.14的速率在衰减，现在我们3伏产品在1000小时，电压保持率还能在2伏以上。
最后一个是价格问题，现在超级电容器是秒级到分钟级的储能器件，在一分钟之内超级电容是有优势的，你找一个储能说我是500千瓦，1分钟那超级电容还是便宜的，到两分钟超级电容就不便宜了。但是从整个生命周期来讲，从性价比来讲可以到5分钟的级别。但是目前超级电容大规模的应用起来可能成本比较高，一次投资比较大。但这也是由于产业链不成熟，我们认为未来超级电容成本下降空间还是比较大的，第一个，超级电容的基础材料为碳和铝，资源丰富，降本潜力很大，第二，能量密度的提升会大幅度的降低超级电容的使用成本。我们期望未来超级电容能在15分钟级别的储能能占据一席之地，尤其对功率要求比较高的。
后面是我们超级电容的应用，目前的情况是针对于源和负载之间的平衡，更多的是短时间的平衡，不管是源切换、源波动。这是在微电网中的应用，这是做一个大电流的发生器，是一个检测设备，一千伏一万安的检测设备，要在5毫秒之内输出，减少了变压器的投资。
这是在长北分布式的光伏虚拟同步机，我们为他们提供的20台超级电容。
这是我们正在做的一个项目，基于超级电容的快速充电特性我们做了一个能量回收装置，这是一个峰值功率4兆瓦的，把原来的电阻能馈用超级电容做能量回收，这里面配置4个柜子，每个柜子是2.4度电，总共是9.6度电。
这是功率补偿，在修井机、钻井平台的110千瓦和500千瓦的系统。
这是一个更小型的应用，要求非常长寿命的超级电容的应用，在东南亚的一个路灯，一个韩国客户在做的。这个是物联网概念的，微能源的收获，这里面是采用的光伏，其实我们可以采用振动还有各种其他的能量，包括射频、温差，来实现能量搜集、储存和管理。
谢谢，这就是我要汇报的内容。
主持人：接下来有请天津大学副教授王易峰老师为大家带来《微电网的运行和规划问题》的讨论，大家欢迎。
王易峰：我叫王易峰，来自天津大学，很高兴能够有这个机会来做这个报告，我是代替天津大学的郭力教授来做汇报的。我对微电网这块的装置理解的不是很深入，希望大家多多包涵。
刚才各位专家高屋建瓴，从各个方面做了很完整的介绍，我想就微电网规划和运行这方面，我们之前做过的事情做一个介绍
我来自天津大学教育部智冷电网重点实验室，所以我们在技术研究和装置研发，和系统开发、工程应用方面都有一些成果。我本人对这些东西不是特别了解，说的时候可能不是特别具体，如果各位前辈同行有兴趣的话，可以到天津大学做访问交流。
技术研究方面，主要包括微网规划，和微网能量管理技术，研制开发方面我们做了一些设备研制，和软件开发，包括规划软件，运行监控软件和管理软件，工程应用我们做了一些独立微网的项目也做了一些并网型的项目，天津大学的智能电网教育部实验室在我们国家是做微电网方面最早也是最完善的一个科研机构之一。
今天的汇报包括四个方面，首先是微电网的优化规划。我们知道对于一个微网的优化规划，一般是基于两个层面，基于双层的微网多目标优化设计方法，外层优化模块决定的是最优设备组合和设备容量。内层优化模块根据外层的优化模块给出的优化配置方案，计算系统最优运行策略。我们课题组主要处理的问题是针对不确定性的问题，因为微网做规划的时候，不确定性是一个主要的问题。针对这个不确定性问题，我们提出了包括鲁棒优化方法，随机机会优化方法，主要处理的是包括负荷预测的不决定性，还有成本预测的不确定性的问题。首先是并网型的，也就是我们要把微网系统连接到大电网之后，这样一个系统，我们在做规划设计的时候，它需要考虑的问题是比如光伏容量，储能容量，还有储能更换计划，还有储能成本下降的不决定性和负荷增长的不确定性。我们在传统建模的基础上提出了两阶段鲁棒优化建模方法。对于这样一个建模方法来讲，首先要考虑的是不确定极，对于这样一些输入参数，怎么样在成本上面和负荷增长上面的不决定性进行建模研究，包括不确定性的偏差，和不确定性调节参数，引入这两个系数。
目前函数方面，主要是寻求一组投资组合和储能更换计划，极小化规划期内的最恶劣场景下的投资成本。这个可能是电网里面比较专业的东西，所以这里就不细讲。
这里主要是对参数进行队列替换，采用bonds（音）分解方法进行解耦，最后利用微电网的规划和运行文化的交叉求解得到的一种结果，上面是并网型的，对于独立微网的设计方法需要考虑的重点问题又不太一样，主要是包括资源和负荷的不决定性，还有负荷的可靠性和分布式电源容量，所以对于独立微网系统的规划设计，首先要考虑运行场景聚类分析，也就是我们利用实测的或者历史数据进行大规模数据的聚类分析，得到一些离散的典型场景，在这个基础上进行多状态的可靠性建模。最后再进行多状态的规划设计。
首先要对数据进行聚类操作，作用就是想对大规模的数据，比如现在研究的大数据的概念，对于这些大数据我们要进行数据的简化，所以这个操作主要是进行数据的典型化的操作。在数据操作之后我们需要考虑多能系统，它的资源随机性和设备可靠性的结合，这样一个结合可以准确的评估可再生能源发电系统的供电可靠性。
然后是系统状态和可靠性指标的设计，因为我们的多能系统里面包含源网和多种状态，所以我们对它进行插机。可靠性指标包括负荷的切电时间期望，还有电量不足的期望等等这样一些参数。这个是以加拿大某一个独立的微电网为例，对它的数据进行了实际的分析。我们可以看到对大量的数据进行聚类操作之后，可以得到一些很典型的运行场景，这样的话有助于我们数据特征的提取。
这是系统最优化配置之后的结果，我们可以看得到采用这样一个规划方法，我们可以得到不同的规划方法之后的设备的容量，也可以得到系统的经济性，和可靠性指标，甚至是可以得到新能源的利用率，渗透率的这样一些指标。比如针对这样一个系统，我们得到的结论，风电接入大规模降低系统的总成本，有一个节能就是储能的接入，它的经济性优势并不明显，但是能够提高风能的渗透率，减小柴发的容量，所以储能接入可以降低污染物的排放，并不能直接带来经济性的优势。
从可靠性的角度，我们来论证规划的结果，我们可以看到储能在可靠性变化的时候，它对系统的经济性的变化并没有那么大影响，第二个方面是讲微电网运行控制的研究，现在非常典型的就是交流微电网和直流微电网的混合体，直流微电网现在开始越来越引起研究者的关注，特别是直流配电网和直流用电网。对于这样一个微电网而言，它存在的问题有这么三个方面，第一个是交流微电网它的电压频率控制，交流侧的这些控制。第二个是直流微电网它的母线电压的控制，第三个是多种分布式电源它的协调控制，这样三个方面的问题。我们目前采用的方法是引入到微电网的分层控制体系，在不同的时间尺度上实现设备级和系统层面的控制，最后完成电气量的控制，电能质量调节以及经济运行控制，实现微电网控制系统的标准化、可扩展性以及提高微电网整体的运行性能。
在传统的交流微电网的运行控制方面我们主要工作是两个方面，一个是储能与同步发电机组的协调控制，包括双电源的切换控制，储能阻尼控制和调频控制。这就和刚才南瑞讲的虚拟同步机的概念有点相似，利用储能来提高系统的阻尼，和它的关量。
第二个是通过混合储能系统有功功率分配方法，通过两级控制合理给出超级电容和蓄电池的指令功率值，将蓄电池和超级电容的SOC调整到合理工作范围。混合储能的配置方式，在电网里面也具有很好的控制的优势。
下面这些是具体的控制图，对交直流混合的微电网统一控制，目前我们主要的关注点在接口电路，也就是逆变器的对整体系统的稳定性有至关重要的作用。由于电网的系统功率都比较大，所以多逆变性的并联，实现交直流微电网相互支撑是一个关键点。这就包含两个方面的内容，一个是互联容量本身比较大，多逆变器进行并联运行。还有一种是什么？它们之间存在多个互联通道，这个时候也可能会存在多个逆变器分散并联的问题。总体来讲，都要解决多逆变器的协调控制。我们主要的研究是交直流混合，微电网运行模式的平滑切换，比如并网时候的PQ控制和离网时候的AF控制。还有无互联通信的多变流器协调控制，现在咱们的这种系统层面的控制，对于通信系统的依赖非常严重，通信系统的延时和它的可靠性对我们的控制会有很大的影响，所以我们很希望能够通过这种没有互联的通信控制方式，进行协调控制算法的研究，最后希望控制器结构通用，而且易于实现即插即用这样的功能，最终目标就是要实现控制结构的通用化，控制模式的灵活性，和即插即用。
这个是我们对于直流母线电压控制的一些研究，是基于非干扰观测器的控制系统，包括一个核心的非线性干扰观测器，实际上就是一个非线性前馈，包括下垂控制，包括电压电流双闭环控制，包括基于2GA广义积分器的电源滤波器的电流反馈，这样一个系统我们希望它实现的目标是什么呢，目标一个是要减小电压环，提高系统的稳定度，保持系统可以在较大的下垂系数，减小线路阻抗对于簇率分配的影响，我要实现无通讯互联线的分布式的控制。
第二，我要提高直流母线电压控制系统的抗干扰的性能，也就是我在提高稳定的同时，我还要保证这个系统在动态过程中，尽量减少波动，所以减少暂态时直接母线电压的波动，这是我们在直流侧集中控制这块做的工作。
在分散式协同控制方面我们也做了一些工作，主要的控制目标是什么呢？对于这样一个独立的直流微网系统，我们第一个要保证直流母线电压的稳定，第二个要保证在这个系统内部的各个储能单元，根据自身的SOC和容量合理分配出力。第三个，希望各单元灵活切换控制模式，主动参与母线电压的调节和控制。
上述目标的手段，主要是采用点对点的分布式的通讯网络，意思就是每一个分布式电源只与临近节点通信，凭借自身或者临近单元信息，智能的实现上述的控制目标。
这是我们在实验室已经做出来的一些初步成果，可以看到在考虑线路的阻抗，和考虑各个单元容量不一致的控制模式下面，我们已经取得了一些初步的结果。
因为这种点对点的通讯结构，它造成的系统延时和信息的缺失是更加严重的，所以我们的控制效果看右图的实验工况1和试验工况2，肯定是没有完全依赖全通讯系统的控制方式，它的效果没有那么好，但是起码我们能够保证这个系统的稳定，同时减少对通讯系统的依赖。
在微网能量管理方面，主要研究的基于多时间尺度协调的滚动优化调度方法，我们主要的目标是要减小长时间尺度的预测误差，同时又要减小短时间的计算量，所以它的技术特点，一个是要可再生能源多时间尺度的出力预测，第二个是多目标优化，第三个是与能量平衡策略共同实现微电网能量优化。前面讲的是装置层面的，这里讲的是系统管理层面的。我们以一个工程实例来分析这个问题，这是一个孤网运行的含风机和柴油发电机以及储能的独立微网系统，它的负荷是海水淡化负荷机组作为可控负荷，研究了其含可控负荷的能量管理方法，提出了基于超短期预测和改进硬充电策略的实时控制方法，能量管理根据风速预测结果，制订机组投切计划，能够有效减少柴油消耗量，提高系统经济性。我们没有完全以储能作为控制的补偿量和误差的修正，而是以负荷的平移，作为我们对负荷偏差的补偿。后面我们应该可以看到，在这种优化调度的时间上的偏差问题，可能不仅仅要靠储能去进行修整，而更多的是靠可控负荷和储能同时进行，这样的话可以保证系统的经济性。
这个是多能系统，有冷热电联供的微网系统的不确定调度，这样一个系统的调度会更复杂，包括各设备的启停计划，蓄冰装置的蓄融冰的计划，多冷机系统供冷分配，还有可再生能源日前预测误差，所以它的优化量更多，它的偏差量更多。我们针对这个问题采用的是两阶段的鲁棒建模的方法。
这也是一个典型的例子，并网型的微网，里面有光伏，也有地缘热泵这样的新能源系统，采用的是两层的调度框架。刚才在前面已经讲到了，两阶段的鲁棒控制，最主要的就是不确定极的制订，所以我们需要寻找一组设备，日前的运行组合极小化的最恶劣的场景运行成本，不确定的调节参数可以调整整体运行方案的鲁棒性。
我们可以看到它的输入数据主要包括系统运行的模拟基础数据，和日前的预测数据，这个当然就要包含它的误差了，还有一个是不确定极的制订，这是它典型的一个运行结果，我们可以看到它日间的运行总成本，约占27.86%，降低了低于传统方法的28.28%，取得了一定的经济性的优势。
这是针对鲁棒优化的不确定范围进行的对比仿真结果，我们可以看到25%和50%设计的日负荷的场景下面，随着不确定性偏差缩放系数的增大，微网日间运行成本呈现增加的趋势，所以这个不确定性越大的时候，运营成本会呈现增加。
随着不确定性系数的继续增加，这个方法就已经不具备特别明显的变化规律了，所以说这个时候它的优势就会变的很低。
在这个时候我们对不同的控制策略进行比较的话就会发现，在25%和50%设计的日负荷的场景中间，也就是我的可控偏差在能接受的范围内的时候，鲁棒运行策略和模型预测控制方法，它的均值是相近的。但是前者在标准型上面有一定的优势。如果说鲁棒优化的偏差在75%到100%的时候，这个时候它的优势就已经不明显了。最后我们得出的结论是什么，在25%到100%的设计日负荷场景中间，可选用鲁棒运行，在75%或者以后，就可以采用这种模型控制和鲁棒运行优化的结合，这样可以保证系统整体的经济性。
后面是一些现在我们做的一些事情介绍。这个是我们已经做的微电网优化规划设计软件，这个软件的好处就是，我可以可视化的去对微网的结构进行编程，同时我们还可以对它所有的组件进行特性的编辑，结果就可以得到它包括容量的配比，甚至它的运行数据都能得到，所以这样一个软件，是能够更直观的指导我们进行规划和设计。
设备方面，这些设备不是我本人做的，30kVA光储虚拟同步机，和250kVA液流用的DC/DC双向充放电。
如果去过天津大学的应该都知道，天津大学现在正在运行的一个微网的监控系统，它可以实时的采集我们整个系统里面所有的数据。这个是它的主界面。所以这个是天津大学已经建成的一个可以仿真50多种运行模式的交流微电网。我们也正在建一个直流微电网，我们希望对现在这个做直流配电和直流用电方面的研究做一些前瞻性的技术探讨。它的特点一个是多端的环状结构，然后是双极型的三线制，比如说正负400伏或者正负200伏再加上地线。第三个是六段的直流母线，最后是利用隔离型的DC/DC柔性互联，直流微电网最大的好处就是它的柔性互联会更容易，更简单。而且它可以形成一个环网，所以直流微电网如果不保护装置方面，它的安全性是具有一些优势的，最后要考虑分布式电源灵活接入，直流微电网还有一个特点它对于光伏、储能这样的装置，它能够更高效、更灵活的接入。
后面是我们实验室在微电网方面做过的一些项目，包括广东佛山的冷/热电联供的微电网系统。这是我们国家首个冷电的微电网。第二个是浙江的东福山岛的微电网系统，也是我们国家目前最大的海岛微电网。第三个是广东万山群岛的微电网，第四个是加拿大魁北克原住民区的微电网。最后是西藏阿里狮泉河微电网，包括南方电网5兆瓦的储能电站，还有江苏大丰的万吨海水淡化独立微电网项目。咱们课题组做了很多事情，但是因为我不是这个行业的专家，所以很多事情没有讲的很清楚，如果有感兴趣的前辈和同行，可以到我们学校去看一看，谢谢。
主持人：接下来有请广东新会中集特种运输设备有限公司销售总监王宝臣先生，来跟大家一起讨论《储能集装箱的合理设计与应用》，大家欢迎。
王宝臣：各位大家好。我是一个行外人士，也希望借助中集的力量能够为储能这个新能源领域助一巴里。我来自新会中集，是中集集团南方特种集装箱制造基地，全称广东新会中集特种运输设备有限公司。今天给大家汇报的内容包括下面五个方面：
第一、介绍新会中集；
第二、集装箱箱体设计；
第三、包括防腐设计；
第四、温控设计；
第五、集装箱的装卸与维护，分享我们的一些经验。
新会中集成立于1996年，位于广东省江门市，年产能标准单位箱18万T，特种箱超过3万T。基于20多年的集装箱经验，我们也正在策划转型，这几年我们连续开发了污水处理集装箱化，淡水养殖集装箱化，以及海水淡化集装箱化，光伏逆变器箱，海上风电箱，还有储能与数据中心方面也做了一些探索，目前在珠三角地区，在新能源包括特种设备集成领域里面也是佼佼者。
在集成领域里面针对储能这块我们联合天津力神交付了一条在澳洲近海储能的集装箱系统，在这个领域里面我们也是挑战的难度比较大的。除此之外包括集装箱化系统，也是中国国内第一家做全系统集装箱化污水装备，包括臭河道治理，生活污水处理集装箱一体化的系统。
我们未来针对特种产品的战略，包括以集装箱概念集成城镇各构架体系必需元素，形成集装箱模块化能源与储能、移动充电、水净化、污水处理、数据中心与通讯，体育场馆等子系统，与中集模块化建筑体系构筑中集未来的模块智慧城镇系统。
此外我们基于中集集团的金融优势，我们也原以为客户提供中集租赁服务，包括直租、售后回租、杠杆租赁、委托贷款等等，如果各位企业有什么意向可以与我们交流。
我们经常做的一种就是直接租赁，租赁公司、供应商、承租企业三方的租赁模式。
第二种是售后回租，我们产品卖出去之后，与租赁公司形成按期支付，这样一种处理模式。
下面是我分享的产品设计。第一个我们想分一下常见的我们目前在做的常见的集装箱储能系统的结构设计，第一类大家可以看到，两个间，一个是设备简，一个是做电池间，两端开门，这种结构非常便于集装箱内单面拆卸与维护的电池储能系统。但是有一个小小的问题，由于电池很重，偏心，所以在吊装过程中要有一定合理的吊装方法，否则的话容易对系统形成破坏。
第二个是比较理想的，但是按照兆瓦时的性价比来讲可能也会偏高一点，端部开门式，电池放在中间，在箱体内部进行这种双面维护，这种是比较好的模式，但是成本偏高。
第三种模式从性价比来讲是比较高的，大家可以看到这里面浅蓝色的部分都是电池模组，这样的话就要求集装箱整体的结构设计的性能方面要很强，本身电池重量就很重，所以它的维护模式是内外两个面都可以做维护，但是在运输过程中会有很多问题，因为重量很重，运输过程中可能要把一部分电芯或者PACK拆下来，到现场再安装。
第四种，现在全钒液流电池用的比较合适一点，箱体两个外侧进行维护，如果是液流电池的话，可能单独运输、现场装，不知道可不可行。
剩下的是承重设计，我们承重设计有一个流程，我们会按照客户的需求进行结构设计，然后模拟分析，分析完之后对于弱项进行加强，根据客户需求做样品，做完样品以后做实物进行实验，实验之后这种重大变形确认之后再进行生产。目前我们设计的在静态下的承重可以达到60吨。
下面是抗风设计，最大的17级的风速在56.1千米每秒，这个是非常大的风速，现在按照我们的设计能力，我们可以做到，在地基做的相对合理的情况下，我们的抗风等级可以达到80米/秒。
下面是针对集装箱设计的物流标准体系设计，在去年9月21号，中国出了一个新的标准，叫《超限运输车辆行驶公路管理规定》，以后的超重超宽车辆都有严格的管理规定，一般集装箱含货物总重量不能超过30.5吨，车加箱的总重不能超过49吨。集装箱的长度不能超过13.5米，高度不能高于2.8米，宽度不能宽于2.55米，整车的长度要小于18.1米。车货离地高度小于4米。这个在经过高速的时候大家要关注这些，否则的话有些地方会很麻烦。
在海运方面，因为我们做海运集装箱做了几十年，这块跟大家分享一下集装箱在海运方面的要求。在总重量要求这块，一般货物总重含集装箱一般是32.5吨，是国际通用标准，集装箱的尺寸，列了很多数据，在物流集装箱里面有几个标准尺寸，一个是20英尺40英尺，45英尺以及53英尺，上面的数据是从20英尺到50英尺的尺寸的要求，最大的长度可以做到16.154米，最宽的宽度可以做到2.6米宽，最高的高度可以做到3.06米，现在的物流只要你的宽度和长度满足这几个尺寸，高度上有一些可调空间，最终取决于海运到陆运两端的一些具体的路径要求。
下面我给大家分享的是集装箱的仿佛设计，这两个集装箱已经烂的不成样子了，正常的集装箱的油漆是120个um左右。正常集装箱都要2年、3年，最多超过5年，一定要维护一次，否则的话它的油漆就会破损。如果安全的话形成点蚀，慢慢的就会很厉害。尤其是腐蚀条件很恶劣的，高湿、高盐分的话，集装箱的维护还是很重要的。所以从这个角度我想重点给大家分享一下集装箱的防腐设计这一块，在ISO12944的明确规定，防腐等级分C1、C1、C3、C4、C5、C6六个等级的分类。我们常规的一般做到C4级，它每平方米的腐蚀损失量是400克到650克。这个级别像海船、船厂，近海地区是达到这个腐蚀的级别。针对不高于这个级别的，我们做了一个设计总结，从起初我们要做好设计防腐，从几个方面，第一个要从结构方面做好设计防腐，我们认为在方案上要增加防腐介质抵达保护体的途径，比如增加过渡区，防止直接腐蚀到电芯。第二个要设计腐蚀介质的滤除系统，比如除盐雾，净化或者降低盐雾含量。
第三个是材料的选择，在材料选择这块有几个方面，一方面就是本身钢材的选择，我们还是倾向于Corten的耐候钢，因为比普通的碳钢它的耐候性能要提升2到8倍，而且涂装性能也很好。同时使用抗腐蚀的喷涂，以及防紫外线的油漆防护工艺。此外还要针对特定的环境，选择耐腐蚀的一些材质的零件，包括锁杆、胶条、百叶窗等等。在工艺控制上有三个方面，一个是提高抗腐蚀的喷涂工艺，我们目前做的是三层的喷涂方案，360um的油漆，可以在15年质保。同时在前期的预处理一定要按照国际油漆标准严格执行。另外在焊接的时候一定要严格注意，能够采用自动化的进行自动化焊接，因为人工焊接的时候会产生很小的微孔，这个可能成为未来腐蚀的一个潜在危险点。
最后建议大家定期维护，定期巡检，按时维护。
针对集装箱制造这个环节，大家可以看到大概分6个主要工艺流程，第一个是原材料的预处理，进行零件制造，装配，装配完之后进行二次打砂，对焊道进行处理，然后再进行油漆的喷涂，然后进行辅件的安装，最后检验。这里面有两个关键点，第一个一定要做到SA2.5的打砂标准，它可以把钢材表面的油脂、污垢、氧化批等等清除掉。第二个在焊接之后，由于焊接的影响，焊道会有一些氧化和污染，在这个位置要进行二次的处理，处理完之后才能进行尤其喷涂，根据尤其的施工工艺严格按照温控标准进行施工工艺。大家可以看到左下角的第一张照片，因为油漆施工工艺不合格，导致的在温度70度左右的情况下，集装箱的顶板油漆全部成片脱落，这个是在集装箱交付两年的案例。
下面是关于温控设备与材料方面，针对这个我们有一个建议，大家还是根据设备的发热量，选择设计理论，我们是按照热仿真设计，选择CFD稳态方法，湍流模型进行仿真模拟，根据空间设备的放热量，去设计选择冷却系统，一般水冷系统用在数据中心，针对储能最多也就选择精密空调。一般选择合适的保温层，我们常规选择的是岩棉或者聚氨酯夹芯板，主要是成本方面。内部和外部都可以对岩棉进行涂层处理，这样的话可以取得更好的保温效果。
在集装箱的装卸与维护方面，这是我们经常发现的一些案例，这种吊装的模式非常容易导致集装箱顶梁的位置，形成局部的过载，过载之后容易变形，尤其在装满货物之后，所以我们一般建议集装箱顶部的吊具垂直起吊，如果做不到的话，作用线不能与水平面的夹角不能小于46度，同时吊起的速度不能超过2倍的重力加速度，最好是利用集装箱的吊具起吊，如果有双面吊，正面吊，码头吊当然是最好的操作。
下面是集装箱的装卸与维护，集装箱装满货物都有几十吨，在满足海运标准的情况下，建议大家运输的时候最好放在甲板的下方，这样比较牢固一些。同时在运输过程中，一定要做好相关的物流方面的准备，因为集装箱在运输过程中很难免有磕磕碰碰，在达到目的地的时候一定要对油漆防护进行二次处理，避免有些地方油漆碰坏了之后，时间长形成了点蚀，慢慢慢慢就会腐蚀掉。
在维护方面，针对集装箱油漆，我们建议根据具体环境不一样，一般箱外油漆是三个月或者一年维护一次，内部是一年要维护一次，看看有没有什么大的问题。
在配件方面，主要看一些箱体设计的配件，密封胶条、百叶窗、防尘棉等等的配件维护。
以上是我的内容，如果有什么问题欢迎大家批评指正，谢谢。
主持人：接下来有请深圳普瑞赛思检测技术有限公司首席技术官朱静博士，跟大家分享《固定式储能系统国际认证一站式解决方案》的内容。
朱静：大家下午好，我是来自深圳普瑞赛思检测技术有限公司的朱静，非常高兴今天能有机会在这里和各位同仁共同探讨《固定式储能系统认证的一站式解决方案》，我昨天看到现场各位同仁里有一些同事可能是做业务，和市场开拓的，所以我昨天晚上已经把我的简报做了一些调整，原本是侧重在电池安全的分析上，今天我更多的内容是侧重在储能系统的整体满足世界各国认证要求的解决方案上。
首先我来简单的介绍一下普瑞赛思，普瑞赛思成立于2013年4月份，我们在2015年投入了八千万建立了一个动力电池测试中心，目前这个动力电池测试中心实际使用面积是一万五千平方米，主要做电芯、电池模组、电池系统以及BMS和充电机的检测和评价的工作。
这个是我们实验室的一些服务内容，在材料分析上我们不仅仅做电池的基本材料的分析，还利用这些分析的手段做一些电池失效的分析，包括它的安全失效和循环寿命使用寿命的失效。其次就是做电芯，模组级别的性能、可靠性和安全的测试。
另外一部分是做动力电池系统级别的安全的评价和一些方针，例如大家现在比较关注的热时空扩展和热时空蔓延的测试，以及BMS的评价和评测，包括BMS可靠性的检测，在这部分充电桩和电池的火灾分析这是我们实验室的一个重头的部分，我们借助一些实际实验的数据拟合，搜集了电池在以及火灾蔓延的控制，建立了一些电池包括生产和仓储过程，以及实验过程，实际应用场景的消防控制的理念。
另外一个我们实验室的一部分服务内容就是在储能电池盒储能系统上，这部分主要是配合我们国内的电池公司和储能系统集成的制造商，帮助大家的产品走向国际市场，主要应用包括光储充一体的储能系统、轨道交通以及分布式的储能系统。
那么这个是我们实验室，在储能方面经常为大家提供的服务，就包括去欧洲我们的储能电池要做的认证，有一些标准都给大家列出来，还有去往北美的UL164和UL1973的认证，另外一部分就是我们电池的运输安全的检测和评价，还有就是BMS的功能安全的评价，这是我们服务的内容。下面我就开始我今天报告的主要部分，今天的报告分为三个部分，第一部分跟大家简单的分享一下，固定式储能系统市场的情况，第二部分是固定式储能系统认证标准，第三部分集中在储能电池系统测试和测试的基本条件。
我们都知道在近几年的固定式储能系统在智能电网、新能源发电，以及家用分布式储能系统上，和微电网方面发挥着越来越重要的作用。储能系统的迅速发展也推动了我们储能电池的市场活跃，我们来看一下，另外一个是储能系统的应用，还有针对新能源车市场的迅速发展，来推动光储充一体的，为新能源车提供充电的装置。
另外就是轻型轨道交通用的储能系统。
接下来的话题就是锂离子电池的梯次利用，这个就是因为新能源车产业的迅速发展，也推动了电池的梯次利用，现在比较多了解到的梯次利用是用在通讯基站的通讯系统上，铁塔集团有做动力电池的梯次利用，但是目前来说这个梯次利用还处于研发的阶段，首先目前动力电池的电池系统并不是完全的统一，而且现在的电池，大家在做设计的时候，考虑后续的电池模组的拆解以及电池在实际使用过程当中的一致性，和动力电池退役以后残值的评估还处于初级研发的阶段，这也是我们做电池的技术人员需要共同和研究的一些课题。
来自美国电力科学院的一份报道，从2010年到2020年是我们储能电池系统在研发和发展的阶段，2020年以后会进入储能市场的迅速爆发的时期。目前大部分的储能市场还都依赖于世界各国，包括我们中国在内的产业政策的推动上，政府给予了很多补贴，下面我们看到就是2016年到2020年，预计的全球的电网储能市场，年增长率平均大概是37%左右，预计到2022年储能市场会达到68.1亿美金，这一个非常庞大的市场。主要活跃的几个储能市场也是目前大家客户比较关注的。包括北美的市场，日本的市场，德国和澳洲的市场。其实大家目前来说，我们的储能产品走向各国的时候也重点关注各国的产业资金支持项目，比如说美国纽约他有减负计划，要求对每一项减负计划要减少用量，对于储能电池也给予一定的资金补贴。另外就是日本，面向日本市场大家比较关注的是，有些客户也在问我们你们是不是做JET的认证啊，这些都是为了大家去申请日本市场的补贴，想拿到日本市场储能的，基锂离子电池的储能市场的补贴。德国市场主要是德国联邦经济委员会对于光伏储能系统，也就是光伏加储能在一起的分布式的储能系统，可以得到接近30%的建筑投入的经济补偿。在澳洲市场也是近几年非常活跃的，主要推动家用分布式的储能系统，澳洲政府也对家庭给予5年的政府的资金的支持。
接下来就是我们最大的市场，不管是电动汽车市场还是储能市场，中国大陆都是最大的市场，在十三五的规划当中重点发展的也是可再生能源的发储电系统。我们看到统计的数字，2016年年末，中国的光伏发电新增装机容量达到34.54GW其中地面电站是30.3GW分布式电厂4.24GW。重点发展的就是智能电网，可再生能源发电，以及大规模储能技术的发展，这都是十三五储能市场发展的一些热点话题和热点的方向。
接下来来看一下固定式储能系统认证的一些相关知识。目前化学储能电源像钠硫电池，铅酸电池、锂离子电池，一个钒流电池，这些都是非常常见的储能系统。昨天我又听到陈普教授在说，目前的锂离子电池在储能领域里面是非常广泛应用的，但是陈普教授给了一个非常恰当的比喻，他说一面是天使，一面是魔鬼，锂离子电池具有它本身的优势，首先它的能量密度很高，循环寿命比较高，但是锂离子电池有着它致命的缺陷，就是因为它是有机电解液来填充的，因此电池存在着一定的安全性的隐患。这一点也是我们要重点关注的，不仅是在储能电池上，还有新能源车方面，我们也听到了无数次的锂离子电池出现起火核爆炸的情况。
现在谈到锂离子电池，几乎所有人都不敢承运锂离子电池，这些也是因为锂离子电池本身的特性，导致它存在一定的安全风险，因此我们在做储能系统和储能电池的时候，也要关注一些安全标准的要求，让您的产品去满足世界各国的准入门槛的要求。
下面我们来看一下，这个是我们储能系统，基本包括几个部分，最危险的就是这个部分，一个是高压系统部分，一个是电池模组真正的储能装置部分，还有一部分就是控制单元部分，还有电池的冷却系统部分，一个整个储能系统的外壳部分，这是我们基本的结构图。这个是我们比较常见的大型的集装箱式储能系统，包括整个集装箱的货柜，或者宝贵的尺寸、结构要求还有防腐、承重的要求，还有核心的部分，电池这块，以及逆变器或者叫PCS部分，还有一些辅助的部件，包括配电柜，开关柜，还有空调系统以及消防系统。我们整个储能系统，当你出口的时候，一定要让整个系统去满足世界各国的要求。首先我们要考虑包括哪几部分，这是最基本的要求，你要考虑电气安全的问题，除了关注逆变器和能量变换器以外，就是电池盒电池充电器这部分的安全，还要考虑既然你有BMS，既然你有逆变器，你还要考虑它是不是功能安全，今天王教授也在上面说这个小小的激光笔出现了错误，只要是电子电器的产生，有电路的元器件就有一定的失效概率，所以大家也要考虑功能安全的作用。
另外一部分比较重要的是EMC我们做电池的很少关注EMC，因此通常我们在给大家提供的服务也会建议说先做一个EMC的测试，避免所有的测试都通过了，最后EMC没过，再去整改，这种成本就会比较高了。
另外我们也关注整个系统当中所有零部件的安全性，比如电池系统的性能、安全性，还有高压线束满足哪些要求，还有空调系统、变压器、配电柜以及照明需要基本满足哪些，让您整体合规，最起码满足各国市场准入的要求。
我们比较热门的几个市场，第一欧洲市场和北美市场，这也是比较严格要求的，今天跟大家分享一下，含有逆变器的系统要去欧洲市场要关注什么之您的核心部件，就是PCS部分，如果是接入电力，符合的就是62477—1的要求，它是储能系统用的，以及设备安全的通用要求。如果我的逆变器需要有光伏接我们要关注的就是IEC的62109，同样是逆变器，标准不太一样。我们还要关注电池模组和电池系统，它是我们储能系统当中的核心部件，要满足电池系统的安全性，以及它的运输安全，无论你去往世界哪一个角落，你的电池是一定要运输的，这一定是大家一定要非常关注的，除非你说我用卡车一直拖着它在路上跑，这个可能不太现实。
另外一方面是配电柜和开关柜，如果我做的是家用分布式的比较简单，无非就是逆变器加上电池这部分就满足要求了。如果我做的是一个大型的集装箱式的储能系统，除了逆变器、PCS、电池之外还要考虑配电柜、开关柜、空调相关的要求，首先配电柜要符合低压开关的相关标准要求，就是IEC的61439—1，这是欧洲要求的，还有开关柜要符合62271—1的标准要求。空调目前大家采用的都是家用空调比较多，所以说在储能系统上这个空调是要符合家用电器的相关要求，它没有特殊的工业要求。
另外大家比较关注的是你的EMC这个EMC我们是在工业场景去应用的，那就符合IEC61000—6—2和—6—4的组合。如果是家用的就符合61000—6—1和—6—3的组合。
如果您是去往欧洲的市场，电池主要是安全要符合IEC62619的相关要求。性能部分是符合62620的要求。另外一部分就是非常重要的，UN38.3，这个已经发行到第六版，从2017年的1月1号开始正式实施第六版的相关要求。除此以外我们电池的BMS还要符合功能安全的要求，如果去往欧洲有一个比较简化的，就是IEC61730这是最基本的要求，或者说整个电池的BMS就符合IEC61508，这是比较复杂和完整的可靠性验证的一个功能性评估，这样你的电池BMS也是满足要求的了。
还有一个比较活跃的是北美的市场，北美的标准和欧洲是不太一样的，如果是分布式应用的储能系统要关注的是UL9540，它是储能系统以及储能设备用的安全标准的要求。
另外还要关注UL1741或者CSA107.1，它主要是针对分布式电源逆变器、变流器、控制其标准要求。还要关注IEEE1547，主要是微网分布式的电源标准要求。这是对我们系统级别。我们的电池仍然是要符合BMS的相关要求。如果是针对大型的集装箱式的储能系统，您全部的零部件，也就是PCS、空调满足了相关的家用电器的要求之后，您看一下整个系统要进行一个结构的检查，就是确认整个系统各个零部件安全的基础之上，要确认整个系统结构是符合相关要求的。
去往北美的储能电池，就要符合UL的相关标准要求了，对其中您所使用的电池电芯是要符合UL1642的要求，整个电池系统是要符合UL1973，除此以外还要对电池的BMS进行功能安全评估，就是要符合UL1998的要求，，相对于EIC19730复杂了很多，或者是符合IEC61508的要求，评估了电池BMS的功能安全。
在2016年的时候比较热门，很多人问说你们是不是做KIT的认证，其实KIT不是一个认证，它是根据你所做的标准以后，形成了一个自我的打分，要求打分在110分以上，这个产品表明是符合KIT的要求，把它拆解成更细节的部分，KIT是说整个储能系统经过了IEC62619的测试，UN38.3的测试，以及EN50272—2的要求，你就可以去对你整个的储能系统进行一个自我的打分。
接下来看一下对于储能电池部分，在这些标准当中我们重点应该关注哪些的测试。这是我们储能电池基本的结构图，储能电池系统通常是包括电芯，有很多电芯组成电池模组，然后再加上一些传感器，加上电池的管理系统，以及整个电池的外壳，构成一个电池系统。通常我们这个电池系统大家在做测试的时候，你说我这个电池100多个千瓦时，我是拿它来做一个测试样品，测试单元吗？这样没有必要。通常情况下我们所有的测试是可以在子系统上完成，也就是说你的BMS能够管理到这个系统就OK，我们可以拿它来作为被测试的单元，来替代整个系统的安全性。
这个是我们在储能电池上关注的基本的参数，首先关注电池的一致性，循环寿命，这些就是电芯的一致性，特别是动态一致性决定了整个电池的寿命，还有BMS的管理精度，SOC的管理是不是真实有效的，即使我符合的标准要求，在全生命使用过程当中的时候，我们SOC的管理如果进行定期修整，这些都是影响电池安全性的很重要的因素，还有一些就是对于温度的监控，电池系统当中的各个位置的温度是不是够均匀，这样是影响电池的循环寿命，更重要的影响电池的整体安全性，还有BMS的过充、过放、过温、过流、短路保护，常出现的保护或者异常的点。
接下来就是接地还有绝缘的性质的要求。
电池管理系统通常是要保护电池处于相对柔和的状态，也就是让我们每个电芯处于一个合理的电压、电流和温度的范围内去进行一个正常的工作，维持它相对柔和。因为最终起火释放能量的一定是电芯，但是我们要让这个电芯处于一个不被触发和不被引发的状态，通常我们都要设计BMS要保护电池不被过充，不会出现高压的失效，不会出现过放，过热，以及短路的状况。因此我们所有的测试无非就是评价电池管理系统的保护功能。
上面是电芯的基本测试，电芯的基本测试无非就是我们常见的过充、过方、短路，以及电芯处于重冲击或者跌落的情况下，大家说我在关注这些测试的时候，我应该怎么调整和整改？我们有SID，在单电芯的时候它处于短路保护，它可以很顺利的动作。当我把这个保护的机制转移到整个系统当中的时候，短路断开的那一瞬间的拉弧应该如何有效的控制，它有可能就是引发这个电池整个系统出现失控的一个很关键的因素，因为我们也尝试过不同组织情况下去做电池模组和电池系统的短路测试。这些我们应该如何的去设置有效的保护参数。
电芯一般情况下是不会处于过充的状态，因为一般都是两级以上的保护装置，电池芯本身可以不具备防过充的能力。
接下来我们看更重要的一部分，也是更复杂的一部分测试，大部分都是压在整个系统上，因为不管你电池芯做成了什么样，你最终是要保证整个电池系统的安全，我们电池系统通常关注的这项测试就是热失控蔓延或者热失控扩展测试，这是是在电动汽车上非常多的要求的。现在这个测试方法是可以用电芯的强制内部短路来替代，它实际上是在模拟的是你一颗电芯如果出现异常的情况，会不会把整个电池系统或者电池模组引燃。我们一般是采用慢速针刺的方式，或者用过充的方式，把其中一颗电芯引燃，看整个失控蔓延的速度。大家更希望我这个电池不出现这种蔓延的情况是最好的。假如说我的电池出现过充过流，短路这种情况都是可以通过外部BMS的保护去终止它的，但是如果电池从内部出现短路，你是没有办法从外部去停掉它的。
还有一部分是对BMS的保护功能的考核，对过压的考核，过流保护的考核和过热的考核，这些大家说，举个例子过热保护的测试，我是不是可以把我的单元房到温箱里面去，看一下这个电池动作不动作，就证明这个电池是安全的吗？这样做是不可以的，一定要把电池系统放入到温箱当中去。举个例子，我宣称我的电池使用温度是60度，我把我的电池样品放在60度的温箱当中，可是当我在大电流充放电的时候，这个电池还是有一个温升的，这样会导致整个电池系统的温度会升高，这种情况下看我们BMS是不是会切断电池的充电，包括电池处于一个安全的状态。
另外我们这个储能系统还要关注不均衡的充电，当然大家电池一致性的时候这是一个最好的状态，最可怕的就是有的已经充满电了，有的电池还处于非常低荷的状态下，我曾经有做过电池的模组，经过长期的寿命循环，最终这个电池再循环到300多次的时候出现起火的情况。当我们去追回原始数据的时候会发现，有部分的电池芯处于长期被轻幅度过充的状态，导致了整个电池组的时空。还有像我们过压的保护，不仅仅是保护整个系统的总电压不被过充，还要保证其中每一颗的电芯或者每一个模组都处于一个正常的状态。一组是测试总电压不被过充，另外一个是测试两端的电压不被过充。
特别是一些靠海边应用的，大家更多的去关注盐雾的测试，包括集装箱是不是符合防腐，特别是我们的一些接插件，如果接插件的配合都不好，很容易导致盐雾出现失败，因为盐的结晶会引发传感器的短路，这是我们常出现的失败的情况。
非常感谢各位的聆听，谢谢。
主持人：接下来有请国网冀北电力有限公司电力科学研究院高级工程师李娜，她的演讲题目是《大容量电力储能状态评估及涉网性能检测技术》。
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。
主持人：下面有请来自杭州高特新能源科技有限公司副总经理谢建江，题目是《基于电池全生命周期应用的电池管理系统》，大家欢迎。
谢建江：谢谢大家。汇报的内容大概包括四个部分：第一、全生命周期的应用；第二、电池标准模组的分布式BMS的设计事项；第三、满足全寿命周期应用的主动均衡技术；第四、在梯次利用及分布式BMS案例的分享。
这个图是一个比较理想的动力电池的全生命周期应用的效果图，我们希望从动力电池到后备退役的电池到商业储能，到高电压、大电流的商业储能到后备电源，甚至低电压的商业储能，最后到电池的回收，完成整个电池的生命周期。但是我们现在知道实际的情况并不理想。这个数据可能这两天我们各个论坛都看到了这个数据。到2020年我们国家退役的电池达到十几个GW，到2025年退役电池的总量达到100GW，这是一个非常庞大的数字。
面对这样庞大的数字我们怎么办？我们的地球只有一个，我们要合理利用我们的资源，所以现在大家都在提梯次利用。梯次利用我们这两天的会上也交流了很多，到目前为止针对梯次利用的储能技术或者梯次利用的相关政策，更加少，出台的一些相关的政策，其实都是规范了一些梯次利用的标准，以及作为车厂，动力电池厂回收电池的主要责任落实，没有具体的其他的一些政策。
包括刚才我们冀北院的也讲了，目前梯次利用的技术仍然处于技术验证和项目示范的阶段。这个是我们公司实际做的一个基于磷酸铁锂电池的生命曲线，通过这个图我们可以看到，整个磷酸铁锂电池的生命曲线相对线性还是非常好的。我们看到第一条红线就是70%，这个时候电池从车上退下来，我们继续做测试，当它容量达到30%的时候，它70%到30%之间这个衰减的曲线还是非常线性的。所以这个图我们可以非常有信心的证明这一点，动力电池的退役电池，用在储能上是非常有效跟可靠的。
这个电池也是一个三元锂电池，因为它的曲线跳水特性，所以在后期的梯次利用上面有很严重的波动性。
我们现在对于动力电池的梯次利用 ，我们需要经过以下几个过程，第一我们需要将退役电池，或者将退役电池的PACK包从车上拆下来，第二我们要把PACK包拆解到单体，第三我们需要对单体进行筛选，或者对单体进行容量测试，第四我们要根据重新测试的电池数据重新重组，或者重新组成PACK，再到后面的梯次利用，从这四个过程来看，整个梯次利用的成本是非常高的。可能在座的也有电池厂的代表，大家现在也在讨论这个问题
所以整个梯次利用的难点也呈现在我们面前，如何将动力电池整个PACK的拆解、重组包括性能的评估变的简单可靠，如何让整个储能动力电池的梯次利用的商业模式和产业链能够打通，所以我们需要在这些方面，尤其对电池的性能，以及对电池的PACK的重组、评估方面做大量的工作。
经过这几年高特在动力电池的大量研究基础之上，我们提出来从BAM式的技术入手，去解决动力电池梯次利用的技术难题。第一部分我们通过模组级的电池管理系统，组成模组级的电池模组，然后有多个模组再组成一个电池PACK。第二部分，我们在动力电池初期利用的时候，预留主动均衡的接口，包括我们对已经退役的电池增加主动均衡的模块。
第三个，因为我们已经在模组中集成了电池管理系统，这个电池管理系统我等下也会讲，我们是一个分布式的电池管理系统，就是在二次拆解的时候，它只要拆解到整个模组，不需要拆解到每一个单体，这样我们在进行动力电池梯次利用的过程当中，可以大量的减少我们拆解的成本，从而延续动力电池BMS的一些数据。
我们可以看这个图，现在我们BMS的整个架构，最下面是整个电池组，组成了一个PACK包，这个PACK包内我们有若干个从控模块，如果按照主从式的架构，这个从控模块我们要通过电池接入引线，引线到从控模块上面，若干个从控模块再向上一级的主控模块进行数据通讯，所以在实际的PACK的成组过程当中，BMS的安装包括BMS的线束安装，其实占用了整个PACK工艺很大一部分的工序。
我们公司提出的BMS架构，就是我们把电池的PACK分成若干个模组，这里我们把它分成了比如说四个单体或者六个单体或者八个单体作为一个单组，我们在每个模组里面集成了我们的分布式电池管理模块，这样做的好处是什么呢？地我们将从控模块集成在我们电池模组以内，采集线束固化在模组结构中，省去了采集线束。让从控模块成为电池模组的一个构件，在PACK的成组过程当中，整个线束一次完成，不需要再进行二次线束的连接。
第三个，我们把这个模组做成了一个单体的模块化的BMS，我们在每个模组里面，因为我们有这个BMS，所以我们的BMS又跟一般的模块化的BMS没有CPU的有本质的区别，我这个模块的分布式的BMS有CPU我们记录了整个动力电池在整个过程中的充放电次数，SOC衰减的数据，所以我们在进行梯次利用的时候，我们可以一次性将电池模组进行组合，我只要读取一下各个模组实际的SOC的数值，按照不同的数值进行分类，很快的就可以进行二次的梯次利用。
这个图比较形象的表示了原先上面一排，是接了一个电池管理系统，这个电池管理系统可能需要很多的线束，接到一个主控模块，现在我们把上面一层接到一个主控模块上的BMS打散成了4个分布式电池管理模块，这4个分布式管理模块，我们通过工艺的形式，直接安装在整个电池模组之内，当我二次利用的时候，或者我动力电池退役的时候，我直接读取一下各个模组的SOC的情况，直接根据SOC的数值进行二次利用。这样的话就避免了频繁的拆解，以及频繁的进行容量诊定的工作。
这个是分布式电池管理系统的主控模块，这个是电流传感器模块，我们整个分布式电池管理系统，有分布式电池管理模块，加主控模块，加双向主动均衡模块构成，这里我们再介绍一下主动均衡的技术，最左边我们可以知道这是一个新的单体电池，它做循环测试它可以做到非常理想的数据，但是当它成组以后它的循环寿命，包括它的放电深度已经大打折扣，当它运行一段时间以后，我们已经看到了它的一个衰减速度在加速，当它加速以后，动力电池的SOC可能已经低于80%，这个时候必须退役。所以我们认为电池离散性是电池组性能衰减的主要原因，改变衰减的最有效的办法就是主动均衡。
这个图看到，这是没有进行主动均衡的一个实际充放电的曲线，尤其在放电的后期，电池单体之间的离散性还是比较大的。
这是现在的一些主流的主动均衡技术的介绍，我们高特的主动均衡的技术，采用的是双向的无损的主动均衡，简单的说我们可以实现电池模块之内，或者整个电池簇之间的任意单体间的能量转移，我可以把能量高的单体转移到能量低的单体当中，因为这个均衡技术也省去了供电电源跟均衡母线合二为一，我们没有额外的增加均衡的线束，所以在我们安装跟后期维护过程当中，也变的非常方便。我们双向均衡的效果一般是单向均衡的两倍。
这是一个主动均衡的实际效果，上面这个图是没有主动均衡的，它的这个放电的时间以及放电的容量，我们可以看到，充电容量跟放电容量大概在60到65Ah之间，进行主动均衡以后我们可以看到经过31次主动均衡，它的充电容量恢复到99.6Ah，放电容量恢复到101Ah，容量的恢复接近于50%，这是非常有效的。而且这里只做了30个循环，如果电池上一直在跑，或者储能每天在进行充放电工作的话，它的效果会更加明显。
这里我跟大家分享两个，电池管理系统的案例，第一个是主动均衡的案例，这个就是刚刚我们冀北院的李经理也介绍了，风光储9兆瓦的一个梯次利用的项目，这个项目的BMS，就是利用了主动均衡的技术。这个模组是直接从公交车上退下来的，退下来以后我们简单的对这个模组进行了一个测试，对于这个模组里面容量衰减特别低的个体进行了筛选，把它挑出来，大部分我们没有去拆解原来的单体，就继续使用。它的单体容量差异在15%或者20%之内的，我们给它加装了双向主动均衡模块。这个就是在均衡之前跟均衡之后的数据对比。均衡之前充放电过程当中有个别单体衰减的比较快，我们进行主动均衡以后，整组的充放电的深度包括时间，得到了大幅的改善。
这个数据更加能够说明，上面这一条曲线是在没有进行主动均衡之前的放电时间，大概放电40分钟，这里是在进行大倍率放电。进行8次完整的充放电以后，可以看到最下面的这条曲线，它的放电时间已经达到了将近一个小时。而且我们也可以看到在均衡之前，它的压差最大达到100个mV，我们进行8次主动均衡以后，这个电池单体之间的压差在20个mV之内，所以说这个效果也是非常明显的。这个项目目前也在实施跟投运阶段。
第二个我们是基于分布式电池管理系统的箱式储能系统。我们这里的储能系统的电池，我们用的是电池厂的B类电池。这个电池因为存在着很大的质量风险，所以我们在设计的时候，我们做集装箱设计的时候，我们做了一个标准的分布式的模组设计，我们可以看一下这个图，这个模组单体容量达到340Ah，我们这里是采用了8串的结构。分布式的电池管理模块我们安装在这里，这个模组与单体之间的线束是没有的，我们在进行PACK的工艺过程，我们有一个硬连接的技术，我们每个单体的正负极柱是通过点焊的方式，直接连接到中间的连接条，这个连接条的末端就是一个端子，直接插到整个的分布式电池管理模块上面，整个模组最后安装，我们就用插箱的方式，一个一个安装，每一层两个，这个电池架一共12个模组，最后我整个盖起来，相当于每个模组，模组与模组之间没有电池连接线的干扰，模组与模组之间直接通过电源线跟看线进行连接，外面非常干净。如果用传统的主从式的结构，我这里只有8串电池，我要最大效率的利用我的电池管理模块，我需要把3个或者4个插箱共用一个电池管理模块，这样的话我插箱与插箱之间就有电池连线的影响。在后期使用的时候，如果这个插箱有问题，我首先需要把电池的采集线束进行分离，然后把模组退出来，再换上新的模组。这个时候换上去的这组电池，跟模块里面存的数据不一一对应的，所以储能的效益计算就大打折扣。
如果每个模组拆下来的时候，把BMS也拆下来，换上去的时候BMS数据也在里面，上一期的主控模块可以直接读取换上去的BMS的数据，基于跟已经在上面的BMS的分析，来决定整个电池组或者储能系统的放电深度或者放电时间，这样可以大大提高整个储能的效率，最终体现在整个储能的效益上面。
这个是我们在整个工艺过程中的分解图，最终我们会把这个模块完整的放在里面。
高特电子目前的创新的分布式电池管理系统加上主动均衡技术，在电池制造成组以后，每个电芯都可以随时读取，通过有效的主动均衡，也可以让电池的性能跟寿命得到最大程度的保障，这里也给大家一个信心，想做梯次利用的，想做储能的，大家放心的去做，由我们作为你们坚强的后盾，谢谢大家。
主持人：今天的会议就到这里结束了，非常感谢各位演讲嘉宾的精彩演讲，以及各位同仁的支持。
（本文根据现场录音整理而成，未经发言嘉宾审核）
