2018年8月2日青海海東舉辦的中國(guó)儲(chǔ)能西部論壇，在“儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)發(fā)案例與實(shí)踐”環(huán)節(jié)，北控智慧能源投資有限公司總經(jīng)理蘭云鵬作了“高比例可再生能源場(chǎng)景下儲(chǔ)能的應(yīng)用”主題報(bào)告，以下為演講全文。
蘭云鵬：各位來(lái)賓，各位朋友，大家好，我是北控新能源集團(tuán)下的北控智慧能源投資有限公司蘭云鵬，非常榮幸今天參與這個(gè)會(huì)議，也把我們整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展思路和想法跟大家做一個(gè)交流。
北控智慧能源投資有限公司是今年2月份剛剛成立的，專注于投資儲(chǔ)能、微電網(wǎng)和智慧能源的投資平臺(tái)。目前我們?cè)谟?guó)、澳洲、美國(guó)等做一些儲(chǔ)能項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)的江蘇、北京、西藏等地有一些成功的案例，今天我們主要是把去年做的羊易20MWH的一個(gè)儲(chǔ)能電站進(jìn)行分析。
我匯報(bào)的內(nèi)容主要分為四部分：1、能源革命之儲(chǔ)能微電網(wǎng)；2、羊易儲(chǔ)能電站項(xiàng)目背景；3、儲(chǔ)能微電網(wǎng)核心技術(shù)解析；4、小結(jié)。
首先我說(shuō)一下能源革命之儲(chǔ)能微電網(wǎng)。我們判斷以后的能源發(fā)展方向包括以下幾部分：
一個(gè)是以用戶側(cè)微電網(wǎng)群虛擬電廠為架構(gòu)的能源供給。在電網(wǎng)側(cè)會(huì)有大型的獨(dú)立儲(chǔ)能電站，這里面有化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能電站，還有以集中式光伏、風(fēng)電（新能源+儲(chǔ)能）的能源供給方式。
能源發(fā)展的路徑：第一個(gè)是傳統(tǒng)的布電模式，以大規(guī)模、集中方的供電模式，對(duì)環(huán)境不友好；第二個(gè)是是集中式新能源+儲(chǔ)能的供電模式，和傳統(tǒng)的能源相比有更好的調(diào)節(jié)性能、度電成本更低，更好的環(huán)境友好性；第三個(gè)是分布式供電模塊，分布式、靠近用戶的被光伏/風(fēng)電/儲(chǔ)能替代的區(qū)域供電模式（低碳耗、更經(jīng)濟(jì)），這是目前大家都在試行的微電網(wǎng)和并電網(wǎng)，這種損耗低，更具有經(jīng)濟(jì)性；第三步我們的改革就是分布式+儲(chǔ)能，比如說(shuō)通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)平抑分布式能源和發(fā)電波動(dòng)，匹配供需、削峰降谷；最后是多能互補(bǔ)及微電網(wǎng)，通過(guò)職能控制策略，實(shí)現(xiàn)各種能源的調(diào)配與優(yōu)化，提升投資收益率。形成微電網(wǎng)群，對(duì)多個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)行綜合控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)群與大電網(wǎng)的電力的交易與能源交易。
接下來(lái)我們介紹一下我們的項(xiàng)目-西藏嘉天羊易20MWh儲(chǔ)能電站，西藏嘉天羊易光伏電站儲(chǔ)能項(xiàng)目位于海拔4700米的拉薩市當(dāng)雄縣，儲(chǔ)能系統(tǒng)是一套4.5MW/20.7MWh的磷酸鐵鋰和鉛碳電池的混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為電網(wǎng)提供調(diào)峰、一次調(diào)頻、二次AGC調(diào)頻和AVC調(diào)節(jié)等多項(xiàng)功能。項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到并網(wǎng)，僅歷時(shí)三個(gè)月，是目前我國(guó)海拔最高、建設(shè)周期最快、容量最大的投入商業(yè)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目是在去年10月份開(kāi)工，歷時(shí)三個(gè)月。該項(xiàng)目按“無(wú)人值班，少人值守”運(yùn)行功能設(shè)計(jì)，采用全智能控制，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制和能量管理，儲(chǔ)能系統(tǒng)配置1套能量管理系統(tǒng)（EMS）。
主要功能包括：1、控制羊易光儲(chǔ)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要指標(biāo)要求；2、與光伏電站的SCADA（含：AGC&AVC系統(tǒng)）通信，執(zhí)行網(wǎng)調(diào)調(diào)節(jié)指令；3、提供及時(shí)的預(yù)警信息和故障報(bào)警信息，以及儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，為光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障；4、提供滿足網(wǎng)調(diào)要求的其它輔助服務(wù)功能。實(shí)際上我們希望最后形成一個(gè)完全電網(wǎng)間友好的互動(dòng)關(guān)系。
這個(gè)是我們現(xiàn)在運(yùn)行的狀態(tài)，到12月建完以后，它的優(yōu)勢(shì)包括：1、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠：儲(chǔ)能系統(tǒng)自運(yùn)行以來(lái)每天為電網(wǎng)穩(wěn)定提供約一萬(wàn)三千度電量；2、系統(tǒng)運(yùn)行效率高：儲(chǔ)能系統(tǒng)在35kV側(cè)運(yùn)行效率達(dá)85%，遠(yuǎn)高于業(yè)界78%的平均水平；3、系統(tǒng)響應(yīng)速度快：儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)速度在100毫秒以內(nèi)；4、多臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)技術(shù)：18臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，是目前世界上最多儲(chǔ)能變流器并聯(lián)運(yùn)行的項(xiàng)目。該項(xiàng)目遠(yuǎn)高于2016年國(guó)家863課題的6臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)運(yùn)行數(shù)量。這個(gè)技術(shù)的意義是為大型的儲(chǔ)能電站成本降低提供支持。如果做大型的電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)能，必須要把成本降下來(lái)才行。
接下來(lái)介紹一下儲(chǔ)能微電網(wǎng)里面的一些關(guān)鍵技術(shù)：
1、項(xiàng)目頂層設(shè)計(jì)
大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)有著不同的應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式，有的儲(chǔ)能系統(tǒng)是單一的電網(wǎng)調(diào)峰，有的儲(chǔ)能系統(tǒng)是調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓等多重應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合。根據(jù)不同的項(xiàng)目，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率配置和電池配置和選型也是完全不同的。我們現(xiàn)在在英國(guó)做100兆瓦時(shí)的電網(wǎng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目，我們要提供備用服務(wù)，包括容量、電網(wǎng)調(diào)頻，所以這一塊對(duì)電池這一塊，到底用功率型，還是能量型，所以配比是非常關(guān)鍵的，需要按控制系統(tǒng)來(lái)。但最終我們要通過(guò)不同的配比要達(dá)到電網(wǎng)的指標(biāo)之后達(dá)到最優(yōu)。藏嘉天羊易20MWh項(xiàng)目采用鋰電+鉛碳的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)頻和調(diào)峰的功能，鋰電系統(tǒng)主要參與系統(tǒng)的一次、二次調(diào)頻；鉛碳系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)峰，通過(guò)這樣的組合設(shè)計(jì)降低了系統(tǒng)造價(jià)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以以VF源和PQ源同時(shí)并列并網(wǎng)運(yùn)行，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰的需求以及各自儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC的狀態(tài)，EMS系統(tǒng)下發(fā)指令快速切換每個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)既能調(diào)峰，又能在電網(wǎng)需要的時(shí)刻參與電網(wǎng)一次和二次調(diào)頻。
2、關(guān)鍵技術(shù)第二個(gè)就是儲(chǔ)能系統(tǒng)繼承。
根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)頂層規(guī)劃，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成需要從最底端的電芯選型（電池模組、電池包和電池簇）到儲(chǔ)能系統(tǒng)配置（包含了BMS分時(shí)均衡的電池個(gè)數(shù)、均衡電流大小、集裝箱內(nèi)部熱管理系統(tǒng)、PCS工作模式、PCS底端控制邏輯及上層EMS控制策略的制定等）進(jìn)行全方位的把控。
西藏嘉天羊易光伏電站內(nèi)的Pack設(shè)計(jì)和集裝箱內(nèi)部管理使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在最大的充放電倍率下，Pack內(nèi)部電芯最大溫度差不超過(guò)1度；同時(shí)，集裝箱內(nèi)的散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保電芯在集裝箱內(nèi)最大溫度差不超過(guò)2度，從而確保了儲(chǔ)能系統(tǒng)在運(yùn)行環(huán)境中的一致性。
3、關(guān)鍵技術(shù)3—BMS均衡技術(shù)
BMS面臨的挑戰(zhàn)：MW級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)中包含數(shù)萬(wàn)顆電池電芯，即便通過(guò)嚴(yán)格的篩選，電芯成組后不一致性也會(huì)倍增，BMS均衡控制難度加大。大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)需要電芯并聯(lián)進(jìn)行容量擴(kuò)充，BMS對(duì)并聯(lián)電芯的檢測(cè)手段難以準(zhǔn)確判定問(wèn)題電芯和問(wèn)題pack。電池在運(yùn)行過(guò)程中，由于各類因素的影響，導(dǎo)致不同Pack其衰減曲線不一致，擴(kuò)大儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部的不一致性。BMS的硬件設(shè)計(jì)、均衡策略必須和Pack設(shè)計(jì)以及整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)功能參數(shù)緊密結(jié)合。BMS均衡能夠整體提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的充、放電容量，降低系統(tǒng)的短板效應(yīng)。
西藏嘉天羊易儲(chǔ)能電站從BMS的硬件設(shè)計(jì)到后臺(tái)的均衡都有獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案和控制策略。該技術(shù)使得鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)在一次充放電的過(guò)程中就能達(dá)到均衡（1C的充放電倍率，5%以內(nèi)的容量差距）。這里面還有SOH的測(cè)算精度等問(wèn)題。同時(shí)，BMS通過(guò)智能算法能夠估算每個(gè)電芯的電壓值和健康狀態(tài)，SOC的計(jì)算精度達(dá)到3%（業(yè)界水平5%），SOH的測(cè)算精度也是業(yè)界領(lǐng)先水平。
4、關(guān)鍵技術(shù)—PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)
PCS面臨的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)PQ控制方式不足以體現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)靈活、快速、穩(wěn)定的電源特性。傳統(tǒng)的VF控制方式難以實(shí)現(xiàn)多機(jī)并聯(lián)，電壓源容量和支撐能力的擴(kuò)充受限。多機(jī)VF控制并聯(lián)方式的環(huán)流與儲(chǔ)能并網(wǎng)點(diǎn)、連接線路阻抗等密切相關(guān)，控制難度較大。
對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)一直是業(yè)界急需攻克的難題。PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)可以大幅度降低系統(tǒng)造價(jià)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)瞬時(shí)反映能力。
西藏嘉天羊易項(xiàng)目達(dá)到18臺(tái)PCS以VF并聯(lián)并網(wǎng)運(yùn)行（無(wú)任何二次通信），該18臺(tái)PCS可為電網(wǎng)提供一次調(diào)頻和AVC調(diào)節(jié)（四象限無(wú)縫調(diào)節(jié)），系統(tǒng)一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間約為50ms-80ms之間，響應(yīng)精度達(dá)到99.5%以上，該系統(tǒng)為大規(guī)模化學(xué)儲(chǔ)能替代傳統(tǒng)的抽水蓄能電站打下基礎(chǔ)。
黑啟動(dòng)：4月11日中午12點(diǎn)40分左右，西藏嘉天羊易電站外電網(wǎng)110kV線路故障，站內(nèi)所有儲(chǔ)能逆變器以電壓源模式黑啟動(dòng)給電站供電，并投入3MW光伏發(fā)電，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至晚上11點(diǎn)電網(wǎng)恢復(fù)。此次線路故障驗(yàn)證了大規(guī)模儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的重要性。
5、關(guān)鍵技術(shù)5—PCS無(wú)縫切換技術(shù)
PCS可以以V/F的形式并網(wǎng)運(yùn)行，給電網(wǎng)提供一次調(diào)頻、調(diào)壓等電力輔助服務(wù)。在電網(wǎng)故障時(shí)，它無(wú)需進(jìn)行PQ和VF的切換直接進(jìn)入到孤網(wǎng)運(yùn)行模式，為孤網(wǎng)提供電壓和頻率的設(shè)定值（reference），從而確保重要負(fù)荷的不間斷供電。該項(xiàng)技術(shù)的使用可以使PCS系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)，同時(shí)可以提供傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)的一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和無(wú)功調(diào)節(jié)等電力輔助服務(wù)。該項(xiàng)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和對(duì)電能質(zhì)量要求高的客戶。同時(shí)對(duì)提高微電網(wǎng)供電可靠性有著重要作用。右圖為切換時(shí)電流、電壓的變化曲線。
6、關(guān)鍵技術(shù)6—智能化能量管理系統(tǒng)EMS
羊易儲(chǔ)能電站在運(yùn)行過(guò)程中，EMS能夠根據(jù)電池BMS的采集數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電實(shí)際和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)調(diào)度指令，通過(guò)AI智能算法在線對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電修正，對(duì)PCS工作模式進(jìn)行切換，從而確保電池在各種工況下循環(huán)壽命能夠最大化。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電特性隨著環(huán)境溫度變化、循環(huán)次數(shù)的遞增而不斷發(fā)生變化，EMS采用自學(xué)習(xí)功能來(lái)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電進(jìn)行控制，延緩電池的衰減。EMS系統(tǒng)能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)判斷出電芯的工作狀態(tài)，可以及時(shí)預(yù)警和提示更換損壞電芯，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
7、關(guān)鍵鍵技術(shù)7—“新能源+儲(chǔ)能”的協(xié)調(diào)控制
8、關(guān)鍵技術(shù)8—微電網(wǎng)及微電網(wǎng)集群控制
我們認(rèn)為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是以微電網(wǎng)為單元，微電網(wǎng)集群為區(qū)域的供電方式，大電網(wǎng)將逐步退至后備電源的地位。由此衍生出的虛擬電廠，云端大數(shù)據(jù)調(diào)度平臺(tái)以及各種AI智能算法，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將成為微電網(wǎng)及微電網(wǎng)集群EMS的一個(gè)發(fā)展趨向。
9、關(guān)鍵技術(shù)9—區(qū)域能源管理平臺(tái)（區(qū)域自治）
區(qū)域能源管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)微電網(wǎng)的運(yùn)行控制，建立多微電網(wǎng)間的競(jìng)價(jià)機(jī)制，旨在：提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高用能的經(jīng)濟(jì)性、提高可再生能源比例、現(xiàn)電力交易和能源交易。分布式發(fā)電與大電網(wǎng)的關(guān)系，從單方面依賴轉(zhuǎn)變?yōu)楹献骰ペA。
未來(lái)將會(huì)把供暖、供冷和供電等多樣能源的轉(zhuǎn)換，通過(guò)各種儲(chǔ)能技術(shù)（儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)冷），利用能源最優(yōu)調(diào)配進(jìn)行EMS來(lái)實(shí)現(xiàn)。北控團(tuán)隊(duì)在這方面已經(jīng)做好充足的技術(shù)儲(chǔ)備，并計(jì)劃在二連浩特項(xiàng)目上進(jìn)行實(shí)時(shí)。
儲(chǔ)能行業(yè)目前處于行業(yè)爆發(fā)期，是一個(gè)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)千億、收益率高、現(xiàn)金流好且技術(shù)門(mén)檻高的行業(yè)。在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)，儲(chǔ)能行業(yè)將形成若干大型能源公司，資源逐步向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中的局面，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模有望突破萬(wàn)億級(jí)。
在這千億市場(chǎng)規(guī)模面前，關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和使用將是決定成敗的關(guān)鍵因素，我們有信心在能源革命的浪潮中，策馬揚(yáng)鞭，奏響推動(dòng)能源變革的最強(qiáng)音！我們希望有志跟我們合作的同仁們，我們一起共同發(fā)展，共同努力，謝謝大家！
蘭云鵬：各位來(lái)賓，各位朋友，大家好，我是北控新能源集團(tuán)下的北控智慧能源投資有限公司蘭云鵬，非常榮幸今天參與這個(gè)會(huì)議，也把我們整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展思路和想法跟大家做一個(gè)交流。
北控智慧能源投資有限公司是今年2月份剛剛成立的，專注于投資儲(chǔ)能、微電網(wǎng)和智慧能源的投資平臺(tái)。目前我們?cè)谟?guó)、澳洲、美國(guó)等做一些儲(chǔ)能項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)的江蘇、北京、西藏等地有一些成功的案例，今天我們主要是把去年做的羊易20MWH的一個(gè)儲(chǔ)能電站進(jìn)行分析。
我匯報(bào)的內(nèi)容主要分為四部分：1、能源革命之儲(chǔ)能微電網(wǎng)；2、羊易儲(chǔ)能電站項(xiàng)目背景；3、儲(chǔ)能微電網(wǎng)核心技術(shù)解析；4、小結(jié)。
首先我說(shuō)一下能源革命之儲(chǔ)能微電網(wǎng)。我們判斷以后的能源發(fā)展方向包括以下幾部分：
一個(gè)是以用戶側(cè)微電網(wǎng)群虛擬電廠為架構(gòu)的能源供給。在電網(wǎng)側(cè)會(huì)有大型的獨(dú)立儲(chǔ)能電站，這里面有化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能電站，還有以集中式光伏、風(fēng)電（新能源+儲(chǔ)能）的能源供給方式。
能源發(fā)展的路徑：第一個(gè)是傳統(tǒng)的布電模式，以大規(guī)模、集中方的供電模式，對(duì)環(huán)境不友好；第二個(gè)是是集中式新能源+儲(chǔ)能的供電模式，和傳統(tǒng)的能源相比有更好的調(diào)節(jié)性能、度電成本更低，更好的環(huán)境友好性；第三個(gè)是分布式供電模塊，分布式、靠近用戶的被光伏/風(fēng)電/儲(chǔ)能替代的區(qū)域供電模式（低碳耗、更經(jīng)濟(jì)），這是目前大家都在試行的微電網(wǎng)和并電網(wǎng)，這種損耗低，更具有經(jīng)濟(jì)性；第三步我們的改革就是分布式+儲(chǔ)能，比如說(shuō)通過(guò)儲(chǔ)能技術(shù)平抑分布式能源和發(fā)電波動(dòng)，匹配供需、削峰降谷；最后是多能互補(bǔ)及微電網(wǎng)，通過(guò)職能控制策略，實(shí)現(xiàn)各種能源的調(diào)配與優(yōu)化，提升投資收益率。形成微電網(wǎng)群，對(duì)多個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)行綜合控制，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)群與大電網(wǎng)的電力的交易與能源交易。
接下來(lái)我們介紹一下我們的項(xiàng)目-西藏嘉天羊易20MWh儲(chǔ)能電站，西藏嘉天羊易光伏電站儲(chǔ)能項(xiàng)目位于海拔4700米的拉薩市當(dāng)雄縣，儲(chǔ)能系統(tǒng)是一套4.5MW/20.7MWh的磷酸鐵鋰和鉛碳電池的混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為電網(wǎng)提供調(diào)峰、一次調(diào)頻、二次AGC調(diào)頻和AVC調(diào)節(jié)等多項(xiàng)功能。項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到并網(wǎng)，僅歷時(shí)三個(gè)月，是目前我國(guó)海拔最高、建設(shè)周期最快、容量最大的投入商業(yè)運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目是在去年10月份開(kāi)工，歷時(shí)三個(gè)月。該項(xiàng)目按“無(wú)人值班，少人值守”運(yùn)行功能設(shè)計(jì)，采用全智能控制，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制和能量管理，儲(chǔ)能系統(tǒng)配置1套能量管理系統(tǒng)（EMS）。
主要功能包括：1、控制羊易光儲(chǔ)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要指標(biāo)要求；2、與光伏電站的SCADA（含：AGC&AVC系統(tǒng)）通信，執(zhí)行網(wǎng)調(diào)調(diào)節(jié)指令；3、提供及時(shí)的預(yù)警信息和故障報(bào)警信息，以及儲(chǔ)能設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，為光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)安全運(yùn)行提供保障；4、提供滿足網(wǎng)調(diào)要求的其它輔助服務(wù)功能。實(shí)際上我們希望最后形成一個(gè)完全電網(wǎng)間友好的互動(dòng)關(guān)系。
這個(gè)是我們現(xiàn)在運(yùn)行的狀態(tài)，到12月建完以后，它的優(yōu)勢(shì)包括：1、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠：儲(chǔ)能系統(tǒng)自運(yùn)行以來(lái)每天為電網(wǎng)穩(wěn)定提供約一萬(wàn)三千度電量；2、系統(tǒng)運(yùn)行效率高：儲(chǔ)能系統(tǒng)在35kV側(cè)運(yùn)行效率達(dá)85%，遠(yuǎn)高于業(yè)界78%的平均水平；3、系統(tǒng)響應(yīng)速度快：儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)速度在100毫秒以內(nèi)；4、多臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)技術(shù)：18臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，是目前世界上最多儲(chǔ)能變流器并聯(lián)運(yùn)行的項(xiàng)目。該項(xiàng)目遠(yuǎn)高于2016年國(guó)家863課題的6臺(tái)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)運(yùn)行數(shù)量。這個(gè)技術(shù)的意義是為大型的儲(chǔ)能電站成本降低提供支持。如果做大型的電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)能，必須要把成本降下來(lái)才行。
接下來(lái)介紹一下儲(chǔ)能微電網(wǎng)里面的一些關(guān)鍵技術(shù)：
1、項(xiàng)目頂層設(shè)計(jì)
大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)有著不同的應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式，有的儲(chǔ)能系統(tǒng)是單一的電網(wǎng)調(diào)峰，有的儲(chǔ)能系統(tǒng)是調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓等多重應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合。根據(jù)不同的項(xiàng)目，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率配置和電池配置和選型也是完全不同的。我們現(xiàn)在在英國(guó)做100兆瓦時(shí)的電網(wǎng)調(diào)節(jié)項(xiàng)目，我們要提供備用服務(wù)，包括容量、電網(wǎng)調(diào)頻，所以這一塊對(duì)電池這一塊，到底用功率型，還是能量型，所以配比是非常關(guān)鍵的，需要按控制系統(tǒng)來(lái)。但最終我們要通過(guò)不同的配比要達(dá)到電網(wǎng)的指標(biāo)之后達(dá)到最優(yōu)。藏嘉天羊易20MWh項(xiàng)目采用鋰電+鉛碳的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)頻和調(diào)峰的功能，鋰電系統(tǒng)主要參與系統(tǒng)的一次、二次調(diào)頻；鉛碳系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)峰，通過(guò)這樣的組合設(shè)計(jì)降低了系統(tǒng)造價(jià)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以以VF源和PQ源同時(shí)并列并網(wǎng)運(yùn)行，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰的需求以及各自儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC的狀態(tài)，EMS系統(tǒng)下發(fā)指令快速切換每個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作模式，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)既能調(diào)峰，又能在電網(wǎng)需要的時(shí)刻參與電網(wǎng)一次和二次調(diào)頻。
2、關(guān)鍵技術(shù)第二個(gè)就是儲(chǔ)能系統(tǒng)繼承。
根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)頂層規(guī)劃，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成需要從最底端的電芯選型（電池模組、電池包和電池簇）到儲(chǔ)能系統(tǒng)配置（包含了BMS分時(shí)均衡的電池個(gè)數(shù)、均衡電流大小、集裝箱內(nèi)部熱管理系統(tǒng)、PCS工作模式、PCS底端控制邏輯及上層EMS控制策略的制定等）進(jìn)行全方位的把控。
西藏嘉天羊易光伏電站內(nèi)的Pack設(shè)計(jì)和集裝箱內(nèi)部管理使得儲(chǔ)能系統(tǒng)在最大的充放電倍率下，Pack內(nèi)部電芯最大溫度差不超過(guò)1度；同時(shí)，集裝箱內(nèi)的散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保電芯在集裝箱內(nèi)最大溫度差不超過(guò)2度，從而確保了儲(chǔ)能系統(tǒng)在運(yùn)行環(huán)境中的一致性。
3、關(guān)鍵技術(shù)3—BMS均衡技術(shù)
BMS面臨的挑戰(zhàn)：MW級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)中包含數(shù)萬(wàn)顆電池電芯，即便通過(guò)嚴(yán)格的篩選，電芯成組后不一致性也會(huì)倍增，BMS均衡控制難度加大。大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)需要電芯并聯(lián)進(jìn)行容量擴(kuò)充，BMS對(duì)并聯(lián)電芯的檢測(cè)手段難以準(zhǔn)確判定問(wèn)題電芯和問(wèn)題pack。電池在運(yùn)行過(guò)程中，由于各類因素的影響，導(dǎo)致不同Pack其衰減曲線不一致，擴(kuò)大儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部的不一致性。BMS的硬件設(shè)計(jì)、均衡策略必須和Pack設(shè)計(jì)以及整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)功能參數(shù)緊密結(jié)合。BMS均衡能夠整體提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的充、放電容量，降低系統(tǒng)的短板效應(yīng)。
西藏嘉天羊易儲(chǔ)能電站從BMS的硬件設(shè)計(jì)到后臺(tái)的均衡都有獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案和控制策略。該技術(shù)使得鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)在一次充放電的過(guò)程中就能達(dá)到均衡（1C的充放電倍率，5%以內(nèi)的容量差距）。這里面還有SOH的測(cè)算精度等問(wèn)題。同時(shí)，BMS通過(guò)智能算法能夠估算每個(gè)電芯的電壓值和健康狀態(tài)，SOC的計(jì)算精度達(dá)到3%（業(yè)界水平5%），SOH的測(cè)算精度也是業(yè)界領(lǐng)先水平。
4、關(guān)鍵技術(shù)—PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)
PCS面臨的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)PQ控制方式不足以體現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)靈活、快速、穩(wěn)定的電源特性。傳統(tǒng)的VF控制方式難以實(shí)現(xiàn)多機(jī)并聯(lián)，電壓源容量和支撐能力的擴(kuò)充受限。多機(jī)VF控制并聯(lián)方式的環(huán)流與儲(chǔ)能并網(wǎng)點(diǎn)、連接線路阻抗等密切相關(guān)，控制難度較大。
對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)一直是業(yè)界急需攻克的難題。PCS多級(jí)VF并聯(lián)技術(shù)可以大幅度降低系統(tǒng)造價(jià)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)瞬時(shí)反映能力。
西藏嘉天羊易項(xiàng)目達(dá)到18臺(tái)PCS以VF并聯(lián)并網(wǎng)運(yùn)行（無(wú)任何二次通信），該18臺(tái)PCS可為電網(wǎng)提供一次調(diào)頻和AVC調(diào)節(jié)（四象限無(wú)縫調(diào)節(jié)），系統(tǒng)一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間約為50ms-80ms之間，響應(yīng)精度達(dá)到99.5%以上，該系統(tǒng)為大規(guī)模化學(xué)儲(chǔ)能替代傳統(tǒng)的抽水蓄能電站打下基礎(chǔ)。
黑啟動(dòng)：4月11日中午12點(diǎn)40分左右，西藏嘉天羊易電站外電網(wǎng)110kV線路故障，站內(nèi)所有儲(chǔ)能逆變器以電壓源模式黑啟動(dòng)給電站供電，并投入3MW光伏發(fā)電，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至晚上11點(diǎn)電網(wǎng)恢復(fù)。此次線路故障驗(yàn)證了大規(guī)模儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的重要性。
5、關(guān)鍵技術(shù)5—PCS無(wú)縫切換技術(shù)
PCS可以以V/F的形式并網(wǎng)運(yùn)行，給電網(wǎng)提供一次調(diào)頻、調(diào)壓等電力輔助服務(wù)。在電網(wǎng)故障時(shí)，它無(wú)需進(jìn)行PQ和VF的切換直接進(jìn)入到孤網(wǎng)運(yùn)行模式，為孤網(wǎng)提供電壓和頻率的設(shè)定值（reference），從而確保重要負(fù)荷的不間斷供電。該項(xiàng)技術(shù)的使用可以使PCS系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)，同時(shí)可以提供傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)的一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和無(wú)功調(diào)節(jié)等電力輔助服務(wù)。該項(xiàng)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和對(duì)電能質(zhì)量要求高的客戶。同時(shí)對(duì)提高微電網(wǎng)供電可靠性有著重要作用。右圖為切換時(shí)電流、電壓的變化曲線。
6、關(guān)鍵技術(shù)6—智能化能量管理系統(tǒng)EMS
羊易儲(chǔ)能電站在運(yùn)行過(guò)程中，EMS能夠根據(jù)電池BMS的采集數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電實(shí)際和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及電網(wǎng)調(diào)度指令，通過(guò)AI智能算法在線對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充放電修正，對(duì)PCS工作模式進(jìn)行切換，從而確保電池在各種工況下循環(huán)壽命能夠最大化。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電特性隨著環(huán)境溫度變化、循環(huán)次數(shù)的遞增而不斷發(fā)生變化，EMS采用自學(xué)習(xí)功能來(lái)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電進(jìn)行控制，延緩電池的衰減。EMS系統(tǒng)能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)判斷出電芯的工作狀態(tài)，可以及時(shí)預(yù)警和提示更換損壞電芯，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
7、關(guān)鍵鍵技術(shù)7—“新能源+儲(chǔ)能”的協(xié)調(diào)控制
8、關(guān)鍵技術(shù)8—微電網(wǎng)及微電網(wǎng)集群控制
我們認(rèn)為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是以微電網(wǎng)為單元，微電網(wǎng)集群為區(qū)域的供電方式，大電網(wǎng)將逐步退至后備電源的地位。由此衍生出的虛擬電廠，云端大數(shù)據(jù)調(diào)度平臺(tái)以及各種AI智能算法，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將成為微電網(wǎng)及微電網(wǎng)集群EMS的一個(gè)發(fā)展趨向。
9、關(guān)鍵技術(shù)9—區(qū)域能源管理平臺(tái)（區(qū)域自治）
區(qū)域能源管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)微電網(wǎng)的運(yùn)行控制，建立多微電網(wǎng)間的競(jìng)價(jià)機(jī)制，旨在：提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高用能的經(jīng)濟(jì)性、提高可再生能源比例、現(xiàn)電力交易和能源交易。分布式發(fā)電與大電網(wǎng)的關(guān)系，從單方面依賴轉(zhuǎn)變?yōu)楹献骰ペA。
未來(lái)將會(huì)把供暖、供冷和供電等多樣能源的轉(zhuǎn)換，通過(guò)各種儲(chǔ)能技術(shù)（儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)冷），利用能源最優(yōu)調(diào)配進(jìn)行EMS來(lái)實(shí)現(xiàn)。北控團(tuán)隊(duì)在這方面已經(jīng)做好充足的技術(shù)儲(chǔ)備，并計(jì)劃在二連浩特項(xiàng)目上進(jìn)行實(shí)時(shí)。
儲(chǔ)能行業(yè)目前處于行業(yè)爆發(fā)期，是一個(gè)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)千億、收益率高、現(xiàn)金流好且技術(shù)門(mén)檻高的行業(yè)。在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)，儲(chǔ)能行業(yè)將形成若干大型能源公司，資源逐步向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中的局面，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模有望突破萬(wàn)億級(jí)。
在這千億市場(chǎng)規(guī)模面前，關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和使用將是決定成敗的關(guān)鍵因素，我們有信心在能源革命的浪潮中，策馬揚(yáng)鞭，奏響推動(dòng)能源變革的最強(qiáng)音！我們希望有志跟我們合作的同仁們，我們一起共同發(fā)展，共同努力，謝謝大家！