江蘇林洋億緯儲能科技有限公司總工程師  曾繁鵬  出席論壇并發表主題演講——《支撐新型電力系統的新型儲能電站系統集成及運營支撐關鍵技術》

 

以下為演講實錄：

首先為大家簡單地回顧一下我們新型電力系統的幾個特點。

現在講的新型電力系統都會加一個以新能源為主體的定語，當新能源發電占主體位置時，由于新能源發電的波動性和不確定性，這就需要大量的儲能作為靈活性調節資源。

儲能在新型電力系統中的發電側、電網側和用戶側都有較好的調節能力和應用需求。現階段還是以電網側和電源側為主，而且盈利模式還不是很清晰。用戶側雖然有比較好的盈利模式，但是全生命周期的盈利可控性相對差一點。

    林洋億緯儲能系統集成圍繞以下六個方面特點開展：

（1）高安全。安全是底線，儲能系統的站級安全和儲能設備運行安全都是非常重要的。這里包括電芯的本體安全和運行安全，同時儲能系統的電氣設備運行安全也是保證電站系統安全的關鍵。

（2）長壽命。現在國家能源局明確說明儲能電站要與光伏電站全生命周期的調節匹配。我們要解決從電芯壽命、直流側和交流系統集成的技術參數問題，支撐到系統20年的運營周期，可以按照集成過程當中的零配件與20年做匹配或者考慮更換。

（3）高效率。儲能電站實測效率約86%，儲能電站效率參數提高是比較難的。我們通過系統參數的優化和高效的溫控系統，以及及時的運維來保障這個參數。

（4）低衰減。通過評估儲能應用模式，預測系統衰減指標，并針對性地設計系統運行參數，一般通過創新BMS預警策略和比較優良的溫控系統，保證電芯在同樣的電氣環境和溫度下正常運行，提高系統一致性。

（5）智能化。林洋儲能更多從電力系統的角度來設計儲能電站，包括電站的設計、運維、運營等，所以我們會非常關注智能化平臺的建設。降低運維成本，采用技術運維和智能的控制算法來提高我們運營過程中的收益，為儲能參與電力市場輔助化服務獲取更高收益奠定基礎。

（6）高收益。未來儲能電站應該具有更好的收益模式，以共享儲能電站為例，它的收益模式需要采用多種運行模式做支撐，我們通過提高儲能電站的運行特性和優良的電網支撐能力來保證在未來參與電力市場過程中，儲能電站獲取更高的收益，提高儲能電站的價值。

林洋正在打造一個儲能端到端的數字化產業鏈平臺，我們從電芯的制造、PACK生產、系統集成、下線檢測等，建立整體的系統測試平臺。在系統投入應用后，我們也會關注運營過程當中的整體的運行數據，打通從電芯數據到運行數據的無縫連接，并采用智能分析算法輔助進行更簡單的運維和更合理的運維，這也是實現儲能電站系統級安全的必要手段。

未來的儲能電站越來越大，無法通過一個終端或者某幾個終端把數據打通，為此我們開發3S融合儲能控制終端，實現數據和分析的合理布局。在創新的PACK上要實現很優良的溫控特性，并結合PACK控制器和簇制器解決直流DC/DC環流和PCS控制層面上的問題。

BMS是我們重點關注的系統，為了實現它與電芯的緊密配合，把電芯的性能發揮到最好。在安全上，我們將一些預測算法集成到我們的控制系統和高級應用系統里，把電芯的問題控制在萌芽階段，避免惡化。

從電的角度看，電池是一個無法預測也無法直觀看到內部機理的一個黑盒。通過數字孿生的系統，對電池的內部的運行機理，包括怎么樣匹配電池特性來調整控制方式，這是在儲能數字孿生系統里面要做的一些嘗試。

（1）第一個關鍵是技術就是溫控系統的設計和控制，有效降低電芯的溫升和溫差，這也是所有儲能系統集成廠家面臨的非常關鍵的問題。我們的溫控系統基于系統設計方案，同時考慮運行模式、電芯健康狀況和環境因素，一方面保證溫升和溫差指標，另一方面采用最優控制算法提供系統能效。

（2）第二個關鍵技術是電芯運行不一致性的控制技術。電芯在運行過程當中，由于控制系統的誤差和電芯本身的一些機理上的因素，不一致性的發生很難完全避免。個別電芯有可能就導致了一個儲能系統的性能衰減加快，無法按照設計使用容量充放電。另外，衰減過快的電芯始終工作在限值狀態，導致該電芯的衰減加快，發生故障或者火災的風險性加大。

（3）數字孿生技術。數字孿生技術可以實現整站建模的實時仿真，針對儲能系統和儲能電池無法精準建模的特點，利用數字孿生可以提高系統的在線仿真優化，提高運維效率。針對電力市場不確定的運行模式，在線選擇最優控制模式，深度挖掘組成電站的價值。在林洋內部電站上我們針對此技術正在做一些嘗試，但還是很不成熟。今天拋出來這個話題也是希望跟行業內的專家一同來推動數字技術發展。

（4）調峰調頻輔助決策系統。儲能電站在收益模式上以調頻調峰輔助模式為主，控制系統要評估電站參與哪種模式最優，我們希望調峰調頻輔助決策系統，一方面要分析輔助服務的報價機制，另外一方面要關注儲能設備本身的健康狀況。在參與不同的調頻模式的時候，我們會測算我們的成本，采取全生命周期的儲能電站收益最優的控制模式。

（5）多時間尺度上的復合控制。儲能電站可以實現毫秒級、秒級以及更長時間尺度上的響應，電站的控制模式變得更加的靈活。我們如何在一些電芯性能比較好，電網又需要的場景實現一些響應速度比較快的模式，如一二次調頻。但隨著電芯的逐漸衰減性能變差，就可以把這一部分的儲能設備做調峰，既保證了安全性，也保證了整體電站的收益盈利。

（6）支撐電網安全運行的能源路由器。并網能源路由器承擔在直流側和交流側并網接口的作用，要考慮建立支撐電網的控制模式上。構網型的PCS在單機上實現比較簡單，但在一些大型儲能站上實現就比較復雜，如在GW級的電站上要求PCS同時發揮能力，并支撐電網運行就是我們共同面臨的難題了，要求在多級并聯的協調控制技術上進行攻關研發。

（7）儲能電站3S融合終端。依托我們的項目的實景，把整體的儲能電站按照一定的規模采用分區環網控制，把我們的3S終端放到我們的儲能設備里面，實現數據在實時性、可靠性、安全性上的控制邏輯。

（8）儲能電站分區控制。我們把儲能場站分成不同的模塊、區域，按照不同的區域和環網來實現在數據由下面終端到上層的AGC、AVC以及整體電站EMS上的聯動。實現包級的優化，簇級的管理，海量數據本地分析，上傳變量數據，包括故障數據和需要保存的數據。在設備實時聯動上，通過光纖環網按區域來進行控制，這也是實現大型儲能電站特別是GW級儲能電站的一個多時域的聯動控制。

以上就是林洋對于儲能的一些思考和嘗試。自從踏入這個行業，我們針對儲能電站就做了很多思考，今年我們儲能業務也呈現快速的增長趨勢。

謝謝大家！