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吴磊:阳光电源在储能行业的经验分享
发布时间:2017-05-27 17:25:00
关键词:吴磊阳光电源储能

  5月23日,由国家能源局科技装备司指导,中国能源研究会、中关村管委会、中关村海淀园管委会支持,中关村储能产业技术联盟(CNESA)主办的“储能国际峰会暨展览会2017”在国家会议中心·北京隆重开幕。阳光电源吴磊发表主题演讲。以下为演讲内容:

  我今天就阳光电源在储能行业的经验跟大家分享。我们将储能分为四种应用场景,微电网,微电网首先是针对负载的,直接对负载的波动性和小电源发电的波动性进行评议和稳定。国内储能市场不成熟,没有完全起来的情况下,微电网是主要的储能市场。因为在大部分的情况下为了解决有和没有电的问题,也是不考虑经济回收的。新能源平滑,针对传统的平滑新能源发电波动。充当系统的调峰功能,我们在三北调峰有文件指出要求光伏电站具有系统调峰功能。需求侧响应,说的简单一点就是分时电价,当然在国内因为即使是在北京地区电价差在一块钱左右,比较难有实际的经济模型。但在欧美的国家,因为它的分时电价差很大,尤其是在户用有比较好的经济模型。电力调频,其实它是属于广泛地储能辅助电力服务。我们单把它挑出来叫调频,我们也是挑主要的讲。

  在欧洲和美国,因为电力调频市场竞价机制,只要你可以调频不管用什么东西调,锂电还是机组,只要调都可以获得收益,竞价机制相当于国内招标一个星期招标一次。这种情况下锂电因为投资相对传统的机组和调频效果讲都是有比较好的效果,所以锂电池的调频参与度非常高。去年在欧洲储能调频项目有100多兆瓦时的合同。国内的调频市场由火电机组完成,我们调频的主要作用就是辅助火电机组。因为我们现在在部分地区出台了文件,双细则考核。在若干个调频机组里面把调的差的对它进行罚款,把罚的钱拿给调的好的奖励它。本来调频对这些火电厂来讲是一种义务,不得不履行的责任。但在履行责任时可以得到回报,所以他们就对调频结果比较关注。加入锂电电储能系统以后,可以将响应的时间从分钟级达到秒级甚至在一秒以内可以完成像可以提高效果。

  储能系统的构成。储能系统由核心的设备和配件,包括系统集成的方案共同组成。核心设备主要包括逆变器,电池,这是最核心的两大块。能量管理系统,尤其是在微电网里能量管理系统的地位非常重要,包括监控平台、云平台、手机App等智能终端的平台。我们以核心设备为基础的前提下,加上消防、暖通、通信、继电保护等多种辅助的设施,把它集成一个储能集装箱,这是我们的集成方案。我们给客户提供的就是一整套的一站式系统。

广西快3APP下载  阳光电源在储能行业很多年,自己总结一些经验和曾经的误区。很多人认为把电动车的电池拿过来直接储能就可以,但其实并不是这样。我们收了一下,这是比亚迪公司最先进的一款大巴电动车,里程250公里。它采用的电池系统设计是BMS电池管理系统,一套BMS168个单体电池。磷酸铁锂电池将电芯并联的,这减少BMS管理难度。阳光电源在西藏双湖做的微网,电力储能因为它的规模性,电池管理的难度比传统的电动车以及乘用车难很多。

  相对电动车的应用场景,储能应用的应用场景非常多,对电池要求不一样。电动车更多的关注是碰撞性能以及续航里程,其实就是能量密度。但电池储能在不同的场景下因为考虑到投资会涉及到充放电倍率的问题。目前储能无法回避的问题,很多公司对储能的技术进行研究时,采用多种电池甚至是不同厂家的同种电池和不同厂家的不同电池在同一个系统里进行实验。造成本来不同的电池电压特性完全不一样,这些电池用在一个电池系统里就会导致能量管理的难度BMS难度大大提升,因为不同单元特性完全不一样。

  微电网为例,因为微电网也是目前典型的储能应用。它有负载,发电单元有风机、光伏和电网、弱电网,整个的系统可能离网运行,也可能并网运行。蓄电池在离网时,它组成的储能系统作为主供电单元建立电网。这么多的发电源在相对而言非常小的,非常若的系统里工作,如果负载有波动性的话。家里大的电机突然掉网,怎样平衡电网的稳定以及在电网停电和来电时保证它有光伏风电的不稳定因素。微电网的能量管理系统非常复杂,进行系统集成时要科学地考虑这些事情,非常周到的让问题发生在项目之前防患于未然,科学地进行设计。我们还是以双湖项目为例,我们在项目的实施过程中遇到非常多的困难。13兆瓦的光伏,但储能只有4兆瓦的建网能力,光伏的渗透率已经达到1:5的样子,高渗透率的情况下微电网的控制与能量管理是最大的难度。弱网情况下的阻抗稳定性,防止它谐振和谐波,这都是非常头痛的问题。同时,这个系统也采用了不止我们一家的电池,多个电池的协调管理让项目变的非常艰难。

  电化学储能锂电池储能的发展前景。红色部分是三元电池增长曲线,2011年-2015年的增长速度很高,蓝色的部分增长得益于特斯拉的增长。过去几年锂电池的增长可观。美国2016年新装的储能装机容量锂电池达到97%,GTM非常权威的报告预测未来5年比例维持在95%以上。在先进的储能系统里面,锂电池将来可能会一统天下。我们还是要考虑一些实际情况,说锂电池千好万好,什么电池好,我们最终还是要归结到经济和技术的可持续性上。对锂电池和电池以及储能的技术来讲,最重要的就是度电成本,这只是简单的度电成本的计算公示。我放在这里想表明,影响度电成本是储能的关键因素,影响度电成本的因素并不是误解的因素。而是度电成本与初始投资的关系,我们讲有的电池比较贵,它贵是不是说这个储能的成本就高呢,在我看来并不是这样。因为初始的投资成本与度电成本是不同的概念,这是总的投资除以全生命周期内存的总电量,在这种情况下是单位成本,总投资只是一个分子。我不同的储能技术在生命周期里存的电越多,那么我的经济性就是越好的,应该就是这样理解。我们需要澄清,用电容量不等于电池容量。现在在微电网的需求里,我的负载用电量一天是一兆瓦时,如果我有一种储能可以配一兆瓦时满足它的供电。另外一种电池也许放电不能100%的提供供电,配一兆瓦时,利用一兆瓦时的电池供电,是不能满足负载需求的。不同的电池,不同的储能技术,它的容量并不是完全等同的关系。你一兆瓦时的电池也许并不能满足一兆瓦的供电需求。

  影响电池循环寿命,刚才叶博士从化学的角度讲,我们是从表征看影响电池循环寿命的条件非常多。外在因素放电深度,运行温度,电池本身的均衡能力和一致性。因为不同的电池一致性不一样。相同的电池只要把测试的变量改变其中一个,这个测试结果差距非常大的。不同的电池差距会更大,我们需要澄清地是说循环次数时,我电池能用十年、十五年、三十年,我认为这是不可能的,没有必要让一个电池用30年。需要在相对同等的测试条件下,这样的数据得出有比较意义。我们目前认为在同等的测试条件下比较严苛的条例,三元锂电池有优势。能量密度,在电动车和电动大巴上影响的成分更大,也就是说更大的能量密度在单位体系内可以存储更多的电量。我们以磷酸铁锂为例,现在国内可以做到110千瓦时每千克的也有,三元锂在380以上,特斯拉可以达到240,镍对它的循环寿命造成非常大的影响。特斯拉的电池循环次数500次。不同的应用场景,因为电动车本身寿命可能就是那么多年,没有必要搞15年的电池循环寿命,所以不同的应用场景是不一样的。我们在储能上讲其实更多的是寻求平衡点,我希望减少成本可以让密度增加,我希望它的寿命尽可能地长,这是相对有制约关系平衡的点。特斯拉、宝马包括国内的厂家都在试水三元锂电池,国内的主流电池厂家为电动车供电的都在进入三元电池,这主要得益于车补政策的更新。电池高直流电压的储能系统,因为电池的电压没有办法抬的很高,包括我们逆变器一般都是在450伏到800伏的样子,欧美这些国家主流储能企业已经把储能做到1500V,直流的电压提升后对它的储能效率是有所提高的。系统集成传统地讲就是在做储能时把电池买回来,逆变器买回来放在集装箱里,并不是这样的。电池的环境因素对它的影响很大,我们最大程度地延长寿命,就需要对它进行科学地设计。热仿真,我们需要对电池进行专业的热仿真,保证电池的环境温度不超过4度,节省暖通能耗,保证电池的使用寿命。LTS技术就是电池的循环寿命仿真机制,目前难以实现的技术。目前国际通过一定的范围内,通过大数据负载曲线以及数学模型的建立,可以在一定的时间内模拟出电池的有效循环寿命。并不是验证电池用多少年,而是我们在进行储能系统设计时提供理论指导,并不是电池弄了一兆瓦时配了就可以满足需求,并不是这样的。我们经过系统的仿真模拟有理论指导进行最优化的设计。EMS主要体现在微网里,因为微网的能量管理有非常难的地方。梯次利用,国内的电动车走在世界前列,电动车的数目庞大,电池退役后如何使用是非常困难的技术,最难的就是筛选。储能系统和电动车系统的电池数量不是一个数量级,不同的电池车,不同的大巴使用的功耗不一样,导致电池的容量、内阻和电压根本很难筛选出完全一致的,工作量非常大。即使可以筛选好,那筛选成功的比例非常小。这个工作值不值,值得商榷。即使把电池筛选以后组成新的储能系统,不同的电池工况在后续用了以后怎么管理。因为不同的电池经过不同的使用以后,使用下来的寿命就是不一样。在储能系统大规模的应用里面,它的电芯的一致性要求非常高,我们怎么管理?目前来讲是最大的硬伤,我们国内公司这方面确实还需要进一步提升。

  度电成本问题,经过这么大的时间,表面看电瓶买回来便宜,但经过这些筛选和拆解以及二次封装和BMS巨大的软件研发投入。度电成本真的便宜吗?

  阳光电源主要提供储能的设备,逆变器、锂电池和能量管理系统以及解决方案,我们是集成供应商。我们从98年开始是离网而不是储能就已经涉及到储能,我们这么多年做一些项目和案例,这里就不一一赘述。

稿件来源: 电池中国网
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