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中天储能谭清武:安全智慧型用户侧储能系统设计和应用
加入时间:2019-05-20        来源:中国节能网


  第八届“储能国际峰会暨展览会2019(ESIE2019)”于5月18-20日在国家会议中心(北京)盛大启幕,主题聚焦“技术应用双创新,规模储能新起点”,将开展主题演讲、展览展示、创新大赛、专题研讨、项目考察、新品发布、技术交流等多种活动。
  
  以下为发言实录:
  
  谭清武:各位业界的专家和同仁们大家下午好,首先很感谢会议组能够给我一个机会给大家带来储能系统方面设计和应用的方案。
  
  这是我今天汇报的主题“安全智慧型用户侧储能系统设计和应用”,前面讲了很多电网侧,电源侧的系统,我带来用户侧系统。
  
  讲这个之前看一下整个汇报主题内容主要是五点:第一,电网/用户侧成果和经验的分享,我们达到什么样的水平,什么样的成绩,给大家介绍一下。
  
  第二,这次演讲的主题新型用户侧储能新在哪里?有哪些新颖点,我们为什么要做这样的东西?针对整个储能里面所有的亮点的展示。最后,储能系统系列性产品的介绍和我们公司的介绍。
  
  这张照片去年开始在各大论坛上面反复出现,这是镇江一期,大港16MW/32MWh的站,也是我全程参与的一个站。我们目前为止电网侧建设成果,这个PPT是简单的汇总,包括江苏一期,整个66MWh的三个站,包括河南二期的储能系统,我们参与总共18MWh,在去年12月底并网,以及在湖南长沙一期示范工程,这个站号称全国最大的集中式站防式的储能系统,4月23号进行并网发电。
  
  这是整个电网侧储能系统实现电网的AGC、AVC、一次调频、以及功能实测的曲线。整个电站电网侧并网之后实现了一些功能和运行策略,主要是为冬季和夏季的削峰填谷、迎峰度夏。另外针对于平时非夏季、非冬季的实时调度AGC策略,和AVC的无功调压功能实现。这三个表李主任提到的整个储能站实现的功能,提到了储能系统实现的效果非常好,这是实际的证明的数据,包括源网荷,站端响应时间达到42毫秒,包括AGC实时调度响应时候达到240毫秒,一次调频采取精度在0.002Hz。我们站从去年到现在这么长时间,整个站安全运行了300天以上,这边是三个站实际的运行情况,运行数据,拿数据说话。现在三个站统计发现达到88%,这是真实的数据,包括南网后台实时采集的数据都在上面。这是湖南长沙亿期项目,芙蓉站,4月23号并网,这个电站规模26MW,52MWh。这个站里面采用了一些新的或者是优化了一些设计和调试方案,特别是包括全站3000多点的一键式自动对点。缓解了镇江,有的兄弟连续6个夜晚睡在舱里,干的就是对点工作,这是一个突破,也是湖南电网的优势。
  
  另外将所有的舱室也加了一些红外温度检测,我们实现全站智能化控制。整个储能电站达到实时问诊的特性。针对储能电站的建设我们积累了电网侧的经验,在镇江一期积累了经验,发现了一些在BMS与锂电池配合有一些衔接的地方我们需要弥补它,我们加了一个针对全站展开的SOC维护,也是我们对今后所有站特别要增加的一个功能,叫一键SOC维护。
  
  用户侧,从2013年开始逐渐逐渐,特别在江苏省,江苏省用户侧峰谷差价比较明显,盈利点也是比较好的,江苏苏州这个项目10MWh。这是我们自己的站,6MWh的站。这是临电系统(临时用电)主要是山东大桥临时用电。
  
  今天的主题是讲用户侧,在2016年拿到江苏省两个分布式10MWh,做了江苏省真正意义上的用户侧,因为这个项目我们折腾了倒推了江苏省,不能说倒推,江苏省的战略升级也是安排了进度,我们也是相配合,实现了整个江苏省电力公司《客户侧储能系统并网管理规定》。今年年初开始折腾了用户侧,这个用户侧用来干什么的?站在南方科创中心,是一个1MW/5MWh的一个系统。光伏这块配的是2770瓦,主要是以车棚的形式,储能用的5MWh,分为两个电池集装箱的方式,也是电网侧常用的一种布置方式进行设置的。
  
  这是主接线的拓扑图,采用的路线还是在400V交流母线,可以和电网之间实现无缝切换。这是整个电池舱的结构,包括容量和布局。我们现在最大的一个亮点,也是最明显的亮点,是占地面积减少了,因为整个电池舱的容量增加了。这是电池簇能量密度的体现,我们采用240串电压方案,母线电压达到768伏,我们采用86安的电芯,实现了344Ah的容量。
  
  第二大亮点,BMS和电气安全设计做了提升,主要是BMS这边,我们不仅基于传统的三支管理架构,我们去年也在提三支管理架构,现在针对于BMS增加了一个数据黑匣子,什么作用呢?类似于飞机的黑匣子。我们从去年以来甚至更长久以来出现了很多的安全事故,比如说起火,等到消防团队来查原因的时候发现烧的什么都没有了,电池说是BMS的原因,BMS说是电池的原因,我们针对这块加了黑匣子,在出现安全事故的过程中记录所有的电池端所采集的数据,包括电池的电压、实时功率,尽管火焰燃烧起来了,他还在进行采集,他有自备电系统。
  
  第三大亮点,现在目前包括电网侧,包括用户侧都没有的,也是我们最先实现的,叫储能系统的全寿命周期分析系统,这是时间样的系统呢?是一个完整的包括本地硬件以及云平台以及运转服务器的一整套的系统,本地硬件主要是用来采集本地所有的电池的信息,包括电池的运行过程中实时的每一串电池的电压,温度,压差,温差,温升速度以及实时的计算的值,当这些值采集到数据之后,根据典型工况,5天以后的数据提取出来和5天后的数据进行对比分析,分析发现出一个舱里面8000只电池,相对于5天前哪一节电池的电压平台在某一个时刻波动量相对于5天前有多大的变化,衰减了百分之几,全部以报告的形式体现在远端的云平台,这样我们的工程师就可以在远端甚至坐在办公室里看到所有的用户侧和电网侧此时电池的状态一致性,跟我们刚刚投产跟刚刚并网的一致性在哪里。这些一致性会不会影响今后多长时间内这个电池需要维护了,这个电池是否要更换,是否会产生一些安全性问题,都有一个预警装置,这就是我们全寿命周期分析主要的亮点所在。
  
  这是李主任说了,我们和他们合作研发的智能预警集控单元,为了未来电网侧在消防、灭火以及安全防控这块所采用的多层防护,采集控制的模块。这个模块主要是通过增加舱内的气体传感器,也就是所谓的非电源传感器,包括氢气传感器,一氧化碳传感器,以及特殊的传感器,包括红外测温器件,所有的BBS的温升速率,温差全部都会采集到这个管理单元去,这个管理单元根据这些采样的信息进行整合分析,判定我们此时的电池状态,如果达到失控状态,首先切断电源,第二步该干什么?如果有明火出现或者接下来引发了蔓延怎么办?相当于一个管理架构,管理平台。我们针对于多层级的消防手段,针对于用户侧开发了三级措施。
  
  一级措施是传统的消防设施里面的烟感、温感以及排风以及报警联动跳闸装置。
  
  同时我们也将集装箱的寿命考虑进进来了,越来越多的用户侧,随着锂电池循环次数的提升。集装箱的考验也是很大的,传统的集装箱,传统的加工方式十年,十二年还是比较危险的,所以这块与南通最大的企业合作,开发了高耐受、长寿命的集装箱,包括整装的吊装以及改进。
  
  整个用户侧同时配了我们自主研发的贴近于电网侧的EMS系统,类似于SCADA这种平台模式,开发了高知功能,为什么要这样做呢?后面会讲到,这里面功能包括AGC/AVC,主要是一些EMS的截图。
  
  同时整个用户侧采用了现在比较流行的,目前来说电网侧比较常规的设置规范,就是逆变升压一体机,这也是镇江储能系统首先提出的,现在推广的非常好,采用变流器和变压器和环网柜实现逆变升压一体机这种方式。主要有以下几个提升:一个是集装箱采用双层板设计,材料为冷轧钢板,对集装箱内部形成包裹作用,分舱设计和内部阻燃的设计。采用了无缝切换技术。
  
  小结:做用户侧主要是为了,我们950MWh可股转债募集资金的成功,所以我们做主要是研究各种现在用户侧的商业模式研究,包括光储模式、光储充模式,小型、孤岛型微电网的模式,这个项目并网落地之后所有的用户把他们的需求发过来之后,我们可以跟着他的需求设置成实际的控制策略,设置到这个系统上面去,实际跑一遍,把每天能实现的盈利所有的数据调出来,作为他可研的最准确的数据,这也是新型用户侧的所在。
  
  另外增加了一系列的提升的安全防控措施,率先应用了储能系统的全寿命预测功能,以及消防。配套研发的计算机监控系统调度具备送至地调,我们这样做?为什么?也是为了想今后用户侧参与辅助服务,我们要提前的从技术上来做一个铺垫。
  
  这么多的新功能和提升成本如何,商业模式如何?欢迎大家有兴趣到我们这边实地考察探讨这个模式。
  
  整个产品系列介绍,包括模组、电池簇、变流器。这是主推的电池舱/逆变升压一体机,包括电池舱的三个系列,分别是0.7、2.1和2.6MWh的结构,包括逆变升压一体机。这是产业链的布局。现在在国网上电网侧参与量份额还是比较大的,这么大的份额肯定不是偶然的,这是必然的,这就是我们必然的原因,我们一直在一心一意做储能系统,涵盖了所有的东西。谢谢大家!
  

 


(责任编辑:李婷)
 
 
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