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范小波:深入工商储能市场,打造关键储能设备

   日期:2018-06-01     来源:中国储能网    浏览:3754    评论:0    
核心提示:5月19日至21日,第八届中国国际储能大会在深圳隆重召开, 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等
 5月19日至21日,“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开, 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。

深圳市盛弘电气股份有限公司储能微网事业部总经理范小波在储能电站专场,发表了题为“深入工商储能市场,打造关键储能设备”的精彩演讲。

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演讲内容如下:

范小波:各位领导,各位同仁,大家下午好。我今天主要聚焦在工商业储能市场这一块,和大家一起分享如何打造储能的关键设备这一块。目前工商业储能市场目前面临着比较多的机会。我们当前把整个中国的储能市场大概分为这五个部分,包括了家庭储能市场、工商业储能市场、风光电场限发,电网辅助服务,微电网等等。

随着目前用户侧电力市场改革的推进,以及综合能源服务,售电业务,分布式光伏市场化的快速发展,工商业储能市场需求越来越明确,商业模式也越来越清晰。可以从下面这几个维度来看一下。

过去三年,储能电池的价格其实是有一个大幅的下降。以磷酸铁锂电池为例,2016年的2.5元左右,现在下降到1.5元左右。带来的好处是在工商业上应用的储能,它的收益率会变得相对来说非常好。可以看到,从大概前年的10-12年的投资回报期,下降到现在的6-7年,根据不同地区及不同的应用。

除了电池价格的下降和收益率的提升以外,目前整个工商业储能市场的政策清晰度和商业模式也有了比较好的良性发展。政策这一块,尤其大家能够感觉到,最近这一两年,尤其是今年,无论是从电网公司还是从能源局等等,各个方面对政策这一块的支持力度开始加大。商业模式也越来越清晰,不像过去更多的是示范项目,或者是863等等,现在有了相对比较清楚的盈利模式,甚至刚刚开始崭露头角的综合能源服务这一块。工商业储能的收益模型不只是削峰填谷加套利和电价电费,还有很多相关的综合服务可以产生价值,目前工商业储能可以说处在市场的临界点。

另一方面,工商业储能也面临着比较多的困惑或相应的挑战。主要是两个层面,首先是政策和商业模式层面的,这一块,会议上会有很多的专家进行讨论,相对来说也比较复杂,面临着应用层的东西。

今天的重点侧重于产品和技术层面来探讨一下工商业储能还有哪些挑战。当前阶段,整个储能这一块的项目相对比较粗放和粗糙,处在比较前期的阶段。下一个阶段,我想整个储能市场变得理性、成熟起来,一定会更加注重效益、安全和可靠性、成本等等。最后,到第三个阶段,我们会更加的注重运营、所有硬件实体的虚拟化。

具体来看,主要面临着几大挑战,首先是成本高,刚才科华的专家也分析了整个电池和系统成本太高造成了工商业的收益率还是比较差的。现在整个系统的造价成本加起来还是在2元左右一个瓦时。再往下就是工商业储能系统的效率不佳,目前普遍在85-90%左右。安全性存在比较大的问题。需求多种多样,容量和功率都会有很大的跨度,这对产品的设计,各个方面也会造成一定的挑战。系统集成的难度也是比较大,对电网的性能和电网友好性这一块,现在对储能系统也有很多的不同意见,可能对电网会带来一定的冲击或影响,包括谐波、谐振等等,相关标准不明确。


 
面临着这么多的困难和挑战,我们想到的只有是通过技术创新,解决这些技术层面的问题,打造关键的储能设备。首先,我们现在要打造储能专用的电芯和Pack。目前市场的情况,至少90%以上储能电池和动力电池共用的,共用电芯和Pack。最近有消息说,德国奔驰现在已经退出了家庭储能市场,前两年他们做的还蛮好的,到处在推广。为什么退出呢?因为发现用在固定环境使用的储能系统,这种储能场合用电动车的电池成本太高,所以就退出这一块市场。经过和大家的交流以及测算,最后讨论出来电池如果用储能专用的电池,成本大概可可以下降20%左右,性能也有大幅度的提升。现在有一些厂家专门在做储能专用的Pack,甚至有些厂家准备做专用的储能电芯。

目前整个工商业储能这一块,目前相对来讲是比较发展初期的阶段,所以大家更注重的是简单功能的实现,更多的注重是一个示范,很多项目都是这样的。所以,在系统集成这一块,从产品层面来讲还没有达到非常成熟的状态。系统继承相对是比较复杂的一个事情,涉及到很多种设备,涉及到各个领域,如果设计的不好最后存在效率或成本上的短板。

盛弘电气推出半集成的储能系统,把电池以外的所有设备进行封装,所有的部分进行优化设计,打造成一个最优设计的半集成系统,给客户拿回去装上电池就可以快速开展它的业务,不用把精力再聚焦在集成设计上,而是聚焦在业务开展方面。

上面提到系统集成,整个系统的效率优化是系统集成的重要指标,效率对工商业储能来讲是非常重要的,因为它直接影响到系统的收益情况。以一兆瓦时的储能为例,提高一个点的效率,生命周期的收益可以增加4万元。一兆瓦时250千瓦的储能系统,这是目前来讲比较粗犷的运行情况,一个损耗的状态情况,主要的损耗发生在电池,PCS,很大一部分发生在散热系统上,整个系统的损耗达到了175度电,系统效率只有83%。中间这个是经过了优化设计,集成以后的储能系统,通过控制模式等等的改变,还有其他的优化,对电池、PCS,尤其是散热系统,进行了大幅的优化,整个系统的损耗只有117度电,效率达到了89%。进一步的优化,解决了漏电,安规的问题,最后把PCS电网变压器取消掉,直接是储电网,整个系统效率又进一步提升了2%,到91%。效率优化对储能系统是至关重要的。

技术创新这一块,打造多分支的储能变流器,现在用的工商业储能系统,相对来说容量算比较大的,导致很多电池要串并联在一起,形成大容量的系统。这样带来的问题,一方面系统耦合比较大,系统的复杂度增高,包括BMS的复杂度都提高了。

另一方面,当初的系统设计可能更多的注重当前电芯是一致性的,但是没有考虑到过了两年以后电池的特性会发生一些变化,最后导致电池的簇与簇之间有一些内阻不同,每簇电池形成环流等等。要解决环流,可以采用多分支的流程,把不同的电池只串不并,每处电池接入到一处,最后系统统一实现交流侧的调度,并网。

要做更高效率的,下一代的产品一定是要更高效率的储能变流器。在储能的第一发展阶段大家都没有重视,更多的是实现功能,功率相应的产生变化,效率这一块会越来越重视。效率这一块,下一代的储能变流器,无论是充电效率还是放电效率都要进一步的提升。在储能效率变流器的效率,不光是注重充电效率,还要注重放电效率。在效率曲线这一块,因为整个储能系统经常会运行到满载运行或重载运行状态,它的效率曲线在后半段部分不要有太大的下降,尽量保持平稳。这和过去的设计,UPS、光伏电气等等有不同的地方,整体上通过新的拓扑选型或优化,以最大效率点的偏移技术,实现高效率,而且末端效率高的PCS,更好的满足工商业储能市场的应用。

这个技术上的创新,可以说把储能系统进行了模块化设计,规模化设计,可以为了能够更好的快速部署,有点类似于数据中心规模化的概念,整个单柜里面包含了整个储能系统里面所有的要素单元,电池、BMS、PCS,控制,所有的东西全部集中在一个柜子里面,而且这个柜子是尽量简化的,里面的电池也只有一处,不进行并联的操作,整个系统是结耦的。整个小的储能单元可以快速的实现部署,解决了尤其是商业场合应用的场地问题,还有一些运输,还有一些部署的问题。最后整个储能系统可以一个个的模块化,像充电宝一样接入充电线,剩下所有问题交给云平台处理。这些可以解决储能在硬件层面快速部署,并在硬件层面开展相应的应用和软件业务。这是All in one的解决方案。

最后要打造电网更加友好,性能更加可靠的储能系统。因为储能PCS或者储能系统对电网来讲是一个比较复杂的设备,因为它即是一个用电负荷,同时又是一个发电设备,这样一个系统,目前来看,对电网的挑战,尤其是装多了以后对电网的挑战还是比较大的,目前也没有特别明确或特别成熟的一些解决方案,还是存在许多的问题。所以,目前为了能够和电网之间更友好的配合,希望整个储能系统能够具备对电网的支撑功能,能够支撑电网的电压和频率,通过调节。

通过要有更好的负载和电网适应性,尤其是工商业场合电网的波动、闪变或复杂的用电状况等等。除了这一块,储能系统,无论是在电网状态还是离网状态,自己能并联运行,尤其是在整个微电网独立的和电网解裂运行的时候,多台储能系统能够避免集成负载,并完成黑起动相关功能。

未来的储能系统,除了实现这些功能以外,还希望它是一个综合的电源设备,储能系统除了能够进行有功功率电,还希望补偿负载的无功,能够对负载的不平衡进行补偿,甚至补偿用电设备的谐波,成为一个综合的电力路由器的功能。这是下一代未来对储能系统这一块的电网友好性的需求。

刚才讲了这么多的技术方面的创新,盛弘电气这些年来一直致力于储能变流器,以及储能相关系统产品的研发和设计,一直致力于在一些关键技术的开发,真正从市场层面了解市场的需求并开发相应的产品。目前具备了全世界的工商业储能变流器,从30千瓦到500千瓦的储能变流器。以及达到60度电的小型的储能单元,这即可以用在室内,也可以在户外使用。以及有达到一兆瓦时的半集成和全集成式的储能系统,半集成式的储能系统除了电池以外的所有相关电气设备的东西,经过优化设计的电气集成产品提供给客户开展业务。同时也具备自己的微网控制器和自己的云监控平台,可以对小型的微电网进行内部的调度和控制。

盛弘作为一个全球的布局,也在开展海外的业务。目前我们的全系列产品都具备了相应的海外认证,包括UL认证和欧洲的TUV认证,国内的认证也在积极的参与。同时,盛弘提供优质的良好的全球售后服务,为了能够达到更好的储能的关键基础设施的产品。

盛弘股份作为一家上市公司,拥有7年在储能变流器以及储能系统的开发经验,目前有80个以上的运行案例在全球运行。真正能够做到洞察工商业储能市场的需求,打造真正符合相关市场需求的储能变流器产品和系统集成产品,为客户提供优质的储能变流器和系统集成,能够共同打造工商业储能的关键基础设施,为在应用层面做商业应用的客户,包括综合能源服务、售电等等所有应用层的业务,为他们提供技术层面的支撑。未来整个储能系统像电信行业一样,硬件未来不会是大家去关注的,硬件一定会标准化、虚拟化,所有的业务开展模型大家会集中在软件和应用层面。所以,我们现在要做的工作就是把整个储能系统基础设施这一块做好,和大家一起共建能源互联网,推动能源革命和能源转型。这是我的汇报,谢谢大家!

主持人:盛弘也是我老东家,看你们有新的产品出来,可不可以介绍标准的储能系统,那个电池是用的方壳(谐音)吗?

范小波:目前我们做电气集成这一块,对电池没有明确的要求,现在项目用的比较多的是方壳的磷酸铁锂电池,当然有一些梯次的退役电池我们也在使用。

主持人:储能系统模块是多少功率的?

范小波:标准储能系统模块,目前在主推的一个是60千瓦时/30千瓦的系统;另一个是1兆瓦时/250千瓦的系统,这是现在主推的储能系统的模块。变流器的模块,有全系列的,从30个千瓦,现在也有15kW,50kW,100-500kW,一兆,全系列的都已经有了。
 
标签: 工商储能

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