5月24日,由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦,200余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十一屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州洲際酒店召開(kāi)。此次大會(huì)主題是“堅(jiān)守儲(chǔ)能安全底線(xiàn),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。來(lái)自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的718家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),1952位嘉賓參加了本屆大會(huì),其中88家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品。
廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司董事長(zhǎng)姜新宇受邀做大會(huì)主題報(bào)告,題目是:儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期成本控制的策略與思考。
姜新宇:各位好,今天利用這短暫時(shí)間把我們智光儲(chǔ)能在儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期中有關(guān)儲(chǔ)能價(jià)值挖掘的方法與思考,和大家分享一下。
剛才很多嘉賓已經(jīng)談了“雙碳”背景下,未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)是可期望的,也有領(lǐng)導(dǎo)引用數(shù)據(jù),說(shuō)未來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)的度電成本會(huì)降到每瓦時(shí)0.1元~0.2元的期望值。那么,為適應(yīng)和推動(dòng)儲(chǔ)能的規(guī)?;l(fā)展,如何去進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本,是我們必須認(rèn)真思考的時(shí)候了。
(圖示)這是兩個(gè)案例,左邊是高壓級(jí)聯(lián)型技術(shù)路線(xiàn)運(yùn)行的儲(chǔ)能案例,右邊是常規(guī)低壓的儲(chǔ)能案例。在今年3月份,我們對(duì)這兩個(gè)案例做了一個(gè)容量核定實(shí)驗(yàn),兩個(gè)案例的運(yùn)行時(shí)間都是13個(gè)月,大家可以看到,系統(tǒng)整體效率,案例A是91.25%,案例B是86.4%,也就是說(shuō),在高壓大容量化之后,系統(tǒng)整體的效率確實(shí)得到很大的提升。關(guān)于容量利用率的數(shù)據(jù),這反映了整個(gè)系統(tǒng)我們要獲得同樣多并網(wǎng)電量的情況下,電池容量利用率較高的儲(chǔ)能技術(shù)方案,電池初始安裝容量是不是可以更降低一些?從這兩個(gè)案例對(duì)比可以看出:在獲得同等并網(wǎng)電量的條件下,不同技術(shù)路線(xiàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng),其效率、電池安裝容量、壽命等都有差異,那么其全生命周期過(guò)程中總成本肯定也存在較大的差異。
為進(jìn)一步闡述成本控制,我們首先得對(duì)一些概念梳理一下。第一,放電深度的概念。我們知道放電深度對(duì)于電池的壽命是有影響的,但我們采購(gòu)回來(lái)的電池標(biāo)稱(chēng)容量與實(shí)際容量有時(shí)候有較大差距,那放電深度90%或者100%有沒(méi)有比較的價(jià)值?放電深度100%一定比90%的質(zhì)量更好嗎?通過(guò)我們實(shí)際使用電池情況來(lái)看,很多電池標(biāo)稱(chēng)容量是一個(gè)值,但是實(shí)際容量可能是另一個(gè)值(額定倍率下偏大或偏小都有可能),而且不同廠(chǎng)家差異還比較大,那我們?cè)诓少?gòu)電池的時(shí)候就會(huì)存在一個(gè)價(jià)格與容量比值的判斷問(wèn)題,這會(huì)影響大家對(duì)電池的選擇。另外現(xiàn)有的SOC和SOH的測(cè)量與計(jì)算是否準(zhǔn)確,如果數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,那儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電深度就是一個(gè)虛幻的數(shù)字概念而已。單體電池我們可以定義充放電深度,但組合成大電池堆之后,整體電池堆的放電深度又該如何去定義(因?yàn)楦麟姵剡\(yùn)行不一致)?個(gè)體的放電深度跟電池堆的放電深度完全是兩碼事,我們儲(chǔ)能電站的放電深度到底要控制什么?控制了什么?第二,電池成組后整體壽命與可輸出電量的衰減因子如何建立模型?成組后的電池堆如何控制其中局部的單體電池不超倍率運(yùn)行??jī)?chǔ)能運(yùn)行到中后期后,由于電池單體性能差異顯著,BMS均衡策略是否還有實(shí)際效果(SOX已經(jīng)無(wú)法準(zhǔn)確估算了或者電池能量已經(jīng)無(wú)法均衡一致了)?各電池溫度的均衡控制方案與實(shí)際效果具體如何等等這些都是需要去關(guān)注的。第三,系統(tǒng)能量密度,在安全問(wèn)題顧慮之下,我們單體集裝箱電池能量是不是真的是越大越好?實(shí)際工程中我們是否更應(yīng)該看重場(chǎng)站能量密度而不是單體集裝箱的能量密度?單體電池堆容量現(xiàn)在越做越大,剔除安全性考慮因素,電池實(shí)際運(yùn)行一致性肯定是越來(lái)越差,是不是意味著實(shí)際并網(wǎng)電量會(huì)進(jìn)一步降低?且隨循環(huán)次數(shù)增加呈現(xiàn)更加陡峭的電量衰減趨勢(shì)?如果這樣,儲(chǔ)能系統(tǒng)每次循環(huán)的實(shí)際并網(wǎng)電量就減少了,對(duì)于投資者而言投資回收期會(huì)拉長(zhǎng),也影響了收益率。電池堆構(gòu)建方案對(duì)電池容量利用率及電池堆整體壽命都有很大影響,有時(shí)候有限的理論投資收益會(huì)因?yàn)榉桨傅倪x擇不當(dāng)而被全部吞噬掉。第四,系統(tǒng)效率與系統(tǒng)集成。儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率每增加1%都是一個(gè)巨大的進(jìn)步,安全保障的前提下,盡可能選擇更高效的方案,因?yàn)槟壳昂芏囗?xiàng)目還無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的盈利,那效率的提升實(shí)際就意味著收益率的增加。最后一點(diǎn)就是電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,我們十分希望前端企業(yè)能夠在電池的規(guī)格、尺寸、容量方面做一些規(guī)范?,F(xiàn)在各個(gè)廠(chǎng)家電池容量、尺寸完全不同,在儲(chǔ)能將要規(guī)模化發(fā)展的時(shí)候,這個(gè)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本控制是一個(gè)巨大的障礙,尤其是后期部分電池的更換,我們還能找得到同樣的電池嗎?至于不同廠(chǎng)家的技術(shù)特點(diǎn)及差異,可以在同等尺寸下把壽命做的更長(zhǎng)或者損耗做到更小,這樣反而會(huì)有更多的集成商會(huì)認(rèn)真選擇更好的產(chǎn)品。還有就是過(guò)去很多客戶(hù)招標(biāo)時(shí)都對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝電量提出要求,我今天要強(qiáng)調(diào)的是:其實(shí)安裝電量對(duì)客戶(hù)并不重要,客戶(hù)真正要關(guān)心的是儲(chǔ)能系統(tǒng)能給他提供多少電量,所以說(shuō)在成本控制或者選型的時(shí)候,應(yīng)該是以并網(wǎng)電量作為一個(gè)性?xún)r(jià)比考量點(diǎn)。上面這些因素都是影響儲(chǔ)能系統(tǒng)成本或投資收益十分重要的方面,這些因素往往又互相交錯(cuò),相互影響,我們發(fā)現(xiàn)要做好儲(chǔ)能系統(tǒng)并控制好系統(tǒng)成本,最后面臨又不得不重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題是:如何使得儲(chǔ)能系統(tǒng)擺脫牽一發(fā)而動(dòng)全身的不安全境地?這是我們需要去思考的。
儲(chǔ)能價(jià)值挖掘的目標(biāo)設(shè)定,如果從制造的角度考慮,我們更關(guān)注度電成本的控制,將儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期可并網(wǎng)電量與全生命周期內(nèi)的總投入的比值控制到最優(yōu)。而生命周期內(nèi)的投入包含初始投資成本、運(yùn)維費(fèi)用、退役處理成本和電量損失成本,這要站在整個(gè)生命周期進(jìn)行控制,初始成本低的系統(tǒng)可能全生命周期成本反而更高。另外從投資角度而言,度電收益是重要考量,度電收益會(huì)依據(jù)不同場(chǎng)景及政策的不同而表現(xiàn)出十分大的差異,這部分我就不多講了。所以總的來(lái)講,綜合度電成本及度電收益之后,最終關(guān)注的是單位成本收益,盡可能提高單位成本收益也就是進(jìn)行價(jià)值挖掘是要多管齊下,且需要在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間跨度內(nèi)謹(jǐn)慎思考的。
價(jià)值挖掘的手段和方法主要考慮如下幾個(gè)方面:
第一,電池的選型。第一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是電池的大小之辯,我們現(xiàn)在在爭(zhēng)論到底是單體大電池好還是小電池好?我這里的大與小沒(méi)有具體界線(xiàn),依據(jù)當(dāng)時(shí)期的技術(shù)水平而定。目前我們能簡(jiǎn)單比較的是,一個(gè)大電池如果用兩個(gè)一半容量電池來(lái)代替,是不是兩個(gè)一半容量的電池實(shí)際散熱面積會(huì)比一個(gè)單一的大電池會(huì)要大?在這種情況下是不是單個(gè)大電池在實(shí)際運(yùn)行中內(nèi)部溫度會(huì)更高?如果內(nèi)部溫度更高的話(huà),這會(huì)不會(huì)對(duì)它的壽命影響更大呢?所以這方面需要我們的電池產(chǎn)業(yè)在這方面進(jìn)行更多的研究,為后面環(huán)節(jié)的應(yīng)用提供更多的支撐數(shù)據(jù),也是為了更好的延長(zhǎng)電池的實(shí)際使用壽命。具體來(lái)說(shuō)比如每個(gè)單體電池其內(nèi)部電池芯子到殼的熱阻參數(shù)是怎樣的?它有什么樣的變化規(guī)律?不同容量的電池,當(dāng)殼溫相同時(shí),內(nèi)部溫度的不同對(duì)它們的壽命衰減影響趨勢(shì)是怎么的?同一個(gè)電池,當(dāng)外部溫度不同時(shí),其壽命衰減規(guī)律又是怎樣的等等,如果能獲得這些參數(shù),應(yīng)用單位就會(huì)依據(jù)這些曲線(xiàn)或者參數(shù)結(jié)合合適的溫度控制策略使系統(tǒng)壽命更長(zhǎng),很可惜目前還看不到這些對(duì)應(yīng)用很重要的參數(shù),目前的現(xiàn)實(shí)情況就是幾頁(yè)紙把電池的幾個(gè)表征參數(shù)表述一下,這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了應(yīng)用要求的,很多對(duì)應(yīng)用很重要的參數(shù)是看不到相關(guān)數(shù)據(jù)的,這是我們最為擔(dān)憂(yōu)的。我們使用IGBT,一個(gè)小小的IGBT,其各種工況下的性能描述及曲線(xiàn)都是非常清晰具體的。儲(chǔ)能系統(tǒng)的問(wèn)題,在運(yùn)行的中后期更突出了,那單體電池容量不同,同等運(yùn)行外部工況,內(nèi)部實(shí)際溫度存在高低不同,溫度高的會(huì)不會(huì)帶來(lái)更大的不一致性?從我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,同等外部環(huán)境控制條件下,感覺(jué)用小容量的電池可能能更好的控制電池內(nèi)部的溫度,更能保證電池的實(shí)際使用壽命,當(dāng)然用大電池可以降低系統(tǒng)初始集成成本,也可以避免電池在簇內(nèi)的直接并聯(lián),所以就要平衡初始成本與系統(tǒng)壽命對(duì)投資者的實(shí)際影響,看哪個(gè)有利,當(dāng)然這些都要深入分析,得出結(jié)論并不容易。第二個(gè)關(guān)注點(diǎn),壽命之辨。很多電池廠(chǎng)家,對(duì)外宣傳時(shí)講一個(gè)壽命參數(shù),真要簽合同了,又變成另一個(gè)參數(shù)值了,或者電池實(shí)際使用時(shí)壽命衰減過(guò)快,又把責(zé)任推向環(huán)境溫度影響(當(dāng)然溫度是有影響的),到最后反正是廠(chǎng)家沒(méi)有責(zé)任,所以剛才為什么講電池企業(yè)一定要研究并提供殼溫與電池壽命的關(guān)系曲線(xiàn),因?yàn)閷?shí)際使用時(shí)是不可能?chē)?yán)格控制在測(cè)試溫度下的,我們實(shí)際選型時(shí)可以依據(jù)電池的溫度特性,選擇基于現(xiàn)實(shí)溫度條件下更長(zhǎng)壽命的電池而不是標(biāo)準(zhǔn)25度下更長(zhǎng)壽命的電池,這里其實(shí)就涉及到電池的工作溫度區(qū)的概念了。而對(duì)于應(yīng)用者來(lái)說(shuō)要辨識(shí)單體電池的真正而非理論壽命,明確單體電池壽命與殼溫度的辯證關(guān)系,尤其是電池內(nèi)部溫度場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型,對(duì)于我們選擇單體大電池還是小電池的決策并盡可能挖掘電池的潛力,使得其在生命周期內(nèi)提供更多的輸出電量是很有幫助的。
第二,電池系統(tǒng)集成。電池系統(tǒng)在集成的時(shí)候會(huì)遇到很多的問(wèn)題,舉例來(lái)說(shuō),單簇使用、兩簇并聯(lián)或者更多簇并聯(lián)使用,容量利用率會(huì)顯著不同,電池堆壽命也會(huì)不同等等。因此我們說(shuō)電池的組合應(yīng)用方案直接關(guān)系到全生命周期內(nèi)的可放電量及系統(tǒng)安全性。選擇合適、可靠的應(yīng)用組合方案而不是基于初始投資的評(píng)價(jià)更有意義。電池組合成堆之后,在一致性保障方面,要重視電池運(yùn)行一致性的外部保障方案,對(duì)于提高電池堆整體運(yùn)行壽命起到關(guān)鍵作用。在溫度控制方面,密切關(guān)注環(huán)境溫度均衡性對(duì)電池運(yùn)行一致性的重要作用,不同運(yùn)行環(huán)境溫度下的電池剩余壽命差異較大。在簇成組方案方面,環(huán)境溫度均衡性不是電池運(yùn)行一致性保障的充分條件,比如兩個(gè)直接并聯(lián)的電池,環(huán)境溫度可能相同,但運(yùn)行可能會(huì)不一致,這就要求選擇初始一致性較好的電池,所以無(wú)論從哪一方面來(lái)講合理的組合方案需要能冗余電池本體與外部一致性的不足,達(dá)成延緩電池堆壽命以提升經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。在超倍率運(yùn)行控制方面,要嚴(yán)格控制與監(jiān)控電池超倍率運(yùn)行的工況。在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行中后期由于電池單體性能差異加大,部分電池超倍率程度會(huì)加劇,會(huì)顯著降低電池堆單次可輸出電量,并加劇“劣幣驅(qū)逐良幣效應(yīng)”,并可能誘發(fā)安全事故,因此儲(chǔ)能系統(tǒng)在運(yùn)行的中后期的管理十分重要,但這一切,都跟初始的電池堆組合方案密切相關(guān)。
第三,BMS的管理與選擇。BMS在儲(chǔ)能系統(tǒng)成本中占比很小,但它對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的全生命周期成本影響很大,我們要提升BMS對(duì)于SOC、SOH等重要參量的估算準(zhǔn)確性及加強(qiáng)策略研究,同時(shí)要引起重視的是儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行中后期,由于每個(gè)單體電池剩余壽命都不同的時(shí)候,不當(dāng)?shù)腂MS策略可能導(dǎo)致電池電量的反向“均衡”作用,會(huì)讓系統(tǒng)變得更不均衡更不好用,這個(gè)是一定要仔細(xì)觀(guān)察對(duì)比分析的。要結(jié)合不同的電池成組方案,選擇合適的均衡方法,充分發(fā)揮主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡各自?xún)?yōu)勢(shì),要注意主動(dòng)均衡方法中對(duì)電池能量的搬移其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的算法及過(guò)程,因?yàn)槊看伟嵋茖?shí)際就是電池能量的重新分配,而電池能量是動(dòng)態(tài)變化的,尤其面對(duì)一大堆剩余容量不同的電池,即使在SOX計(jì)算準(zhǔn)確的條件下,能量的多次均衡分配策略是需要十分考究的。
第四,重視電池堆運(yùn)行溫度管理。電池堆的構(gòu)建方案實(shí)際已基本確定了電池運(yùn)行溫差了,前面已經(jīng)反復(fù)提及。對(duì)于電池而言,不同運(yùn)行溫度就意味著不同的剩余運(yùn)行壽命,一般而言溫度差距越大,壽命差距就會(huì)越大。我們歸納了幾個(gè)點(diǎn):第一點(diǎn),電池堆物理尺寸越大,越不容易做到溫度的均衡管理,空調(diào)分布式位置及風(fēng)流速度、方向控制十分重要,但這些都要?jiǎng)討B(tài)控制,會(huì)有很大的難度,甚至因?yàn)橥獠繗鉁氐淖兓?、光照方向的不同,都要調(diào)整控制策略,但這其實(shí)很難做到,并且電池堆溫度差異最大的時(shí)候并不一定出現(xiàn)在天氣最熱的時(shí)候,或者一定是系統(tǒng)滿(mǎn)功率的時(shí)候(很多人容易形成這種思想誤區(qū))。對(duì)于水冷而言,由于管路布局問(wèn)題,本質(zhì)上屬于串行散熱(即前端熱量會(huì)影響后端的散熱),入水溫度及回水溫度差控制十分重要,溫差越大,電池實(shí)際運(yùn)行溫度就差異越大,冷卻水母管的配置、水流速度及流量控制需要引起足夠重視。第二點(diǎn),由于電池溫度不均衡,會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部參數(shù)尤其是內(nèi)阻差異變大,從而導(dǎo)致同一電池堆中各電池運(yùn)行倍率不同甚至部分電池過(guò)倍率運(yùn)行(大家常說(shuō)的環(huán)流現(xiàn)象實(shí)際就是電池運(yùn)行倍率不同),隨不同的現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)際溫差而呈現(xiàn)不同的嚴(yán)重程度,運(yùn)行管理過(guò)程中合理管控溫度及均衡性控制也是提升電池堆整體壽命與經(jīng)濟(jì)性的有效措施。第三點(diǎn),簇內(nèi)溫區(qū)管理比簇間溫區(qū)管理更重要,合理分區(qū),減少被散熱體體積是有效措施。第四點(diǎn),溫差管理與儲(chǔ)能電站布局、甚至日照也有十分密切的關(guān)系。
第五,選擇合適的系統(tǒng)集成方案。我們要改變對(duì)系統(tǒng)集成的觀(guān)念,不要簡(jiǎn)單認(rèn)為系統(tǒng)集成就是組裝。系統(tǒng)集成方案及技術(shù)路線(xiàn)其實(shí)也是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心要素,影響到整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性與效率指標(biāo)等。從系統(tǒng)集成的角度來(lái)講,要特別注意如下幾點(diǎn):第一點(diǎn),不同系統(tǒng)集成方案從并網(wǎng)點(diǎn)來(lái)看效率有較大差異,大概位于83%-91%之間,差異還是比較明顯的。第二點(diǎn),我們不應(yīng)該過(guò)度強(qiáng)調(diào)和追求單電池艙能量密度的最大化(基于安全性以及溫度的均衡控制考慮),但要合理分艙設(shè)計(jì),減少場(chǎng)站整體占用面積,提升整體場(chǎng)站能量密度。第三點(diǎn),不同的技術(shù)方案對(duì)土建、施工以及用材影響比較大,不能只比較儲(chǔ)能設(shè)備的價(jià)格或成本。第四點(diǎn),注重并網(wǎng)性能參數(shù)對(duì)輔助服務(wù)的影響,不同性能指標(biāo)的儲(chǔ)能系統(tǒng),對(duì)輔助服務(wù)的適應(yīng)能力是不同的。未來(lái)輔助服務(wù)可能是支撐儲(chǔ)能長(zhǎng)期發(fā)展的因素,因此要充分研究不同型式及性能的儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)輔助服務(wù)的響應(yīng)能力。第五點(diǎn),運(yùn)行環(huán)境溫度高低與均衡性的整體保障,依據(jù)不同的技術(shù)路線(xiàn)而呈現(xiàn)較大的差異,對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值發(fā)揮有重大影響。我們的觀(guān)點(diǎn)是環(huán)境溫度的控制與均衡性保障可能比選擇更長(zhǎng)壽命的單體電池更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值(單體電池壽命相差不很大的情況下)。怎么樣讓整堆電池壽命更長(zhǎng),這是我們做系統(tǒng)集成和選擇方案時(shí)更應(yīng)注意的重要內(nèi)容。
第六,制定謹(jǐn)慎周全的運(yùn)維策略。第一點(diǎn),溫度監(jiān)控與修正。這部分剛才已經(jīng)提到了。第二點(diǎn),運(yùn)行性能較差電池的準(zhǔn)確識(shí)別并及時(shí)更換,這點(diǎn)對(duì)保障電池堆的安全及壽命具有重要意義。第三點(diǎn),及時(shí)補(bǔ)電或者放電。在運(yùn)維過(guò)程中,對(duì)于電池電量的大數(shù)據(jù)管理及人工識(shí)別也是非常重要的,及時(shí)補(bǔ)電或放電對(duì)于提升單次循環(huán)充放電量有重要影響,也能加速投資回收期。第四點(diǎn),嚴(yán)防電池堆中局部電池過(guò)倍率運(yùn)行,這對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電池整體的壽命及安全性具有非常重要的作用,所以我說(shuō)未來(lái)整個(gè)儲(chǔ)能電池壽命的延展,一方面是靠電池本體,另一方面,更依靠電池堆方案、溫度控制及日常的維護(hù)。第五點(diǎn),運(yùn)行策略。包括整個(gè)電池堆的整體充放深度及一致性管理方案、BMS電壓保護(hù)設(shè)定策略及嚴(yán)格的運(yùn)行倍率控制,但電池堆整體運(yùn)行倍率與其中的單體電池運(yùn)行倍率是兩個(gè)概念,實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池堆中哪個(gè)電池已經(jīng)超倍率還是較為困難的,尤其是有電池直接并聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)合,因此需要從BMS的一些運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合判斷,也需要有這方面的專(zhuān)業(yè)運(yùn)維管理人員,否則由于過(guò)倍率所觸發(fā)的一些異常情況及不利影響將是非常嚴(yán)重的,所以我們要制定合適的運(yùn)行策略以及對(duì)應(yīng)的BMS保護(hù)管理策略。
綜合來(lái)講,儲(chǔ)能電站建設(shè)過(guò)程中三個(gè)階段的關(guān)注點(diǎn)概要如下:
第一階段—建設(shè)階段:一是方案不可跟風(fēng),模式不能簡(jiǎn)單復(fù)制。要因地制宜,根據(jù)需求特點(diǎn)選擇合適的方案,制定適合運(yùn)行需要的策略。舉例來(lái)說(shuō):并不是火儲(chǔ)調(diào)頻就一定是2C方案,新能源電站就是0.5C等等。二是特定電池選型之后,電池簇成組方案是儲(chǔ)能系統(tǒng)整體壽命及安全的重要技術(shù)保障,要把好儲(chǔ)能系統(tǒng)方案的第一道關(guān)。三是建立全壽命周期經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法以及整體最優(yōu)控制的評(píng)估模型。
第二階段—運(yùn)行階段:溫度的均衡性與絕對(duì)值控制是儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命影響的重要因素,溫度的差異化,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻變化不同進(jìn)而影響電池剩余壽命,剩余壽命不同的電池或電池簇并聯(lián)運(yùn)行又會(huì)導(dǎo)致局部電池超倍率運(yùn)行,從而引發(fā)更大的溫差及更大的剩余壽命差,要明白超倍率運(yùn)行是電池加速老化以及安全問(wèn)題的重要誘發(fā)因素。同時(shí),要確保BMS在儲(chǔ)能電站中后期的正確作為,仔細(xì)分析中后期階段BMS是否起到預(yù)期作用。
第三階段—退役階段:合適的處理方案與處理成本控制,未來(lái)電池的退役處理將可能進(jìn)入付費(fèi)階段,不同的處理方案其處理成本是有差異的,現(xiàn)有收益核算模型也需要關(guān)注這點(diǎn)。
最后用幾句話(huà)介紹一下智光儲(chǔ)能,我們智光是級(jí)聯(lián)型高壓大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的倡導(dǎo)者和踐行者,致力于以更高效、更安全的級(jí)聯(lián)高壓直掛PCS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為大規(guī)?;瘍?chǔ)能電池的安全應(yīng)用提供先進(jìn)的集成應(yīng)用方案。目前公司高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能已在國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)、華能、華電等企業(yè)中應(yīng)用超過(guò)160MWh,該技術(shù)顯著特點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)在無(wú)電池簇及電池并聯(lián)情況下,10kV系統(tǒng)單機(jī)容量可以在10MWh以上,系統(tǒng)安全性、整體壽命大幅提升,系統(tǒng)效率相比現(xiàn)有系統(tǒng)提升5%以上(0.5C倍率下數(shù)據(jù))。由于單機(jī)容量大,非常適合于目前100MW等級(jí)大容量?jī)?chǔ)能電站的建設(shè),希望和各位同行有更多的交流。以上的個(gè)人闡述也僅代表個(gè)人觀(guān)點(diǎn),不當(dāng)之處敬請(qǐng)大家批評(píng)指正。
謝謝大家!
大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司董事長(zhǎng)姜新宇受邀做大會(huì)主題報(bào)告,題目是:儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期成本控制的策略與思考。
姜新宇
姜新宇:各位好,今天利用這短暫時(shí)間把我們智光儲(chǔ)能在儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期中有關(guān)儲(chǔ)能價(jià)值挖掘的方法與思考,和大家分享一下。
剛才很多嘉賓已經(jīng)談了“雙碳”背景下,未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)是可期望的,也有領(lǐng)導(dǎo)引用數(shù)據(jù),說(shuō)未來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)的度電成本會(huì)降到每瓦時(shí)0.1元~0.2元的期望值。那么,為適應(yīng)和推動(dòng)儲(chǔ)能的規(guī)?;l(fā)展,如何去進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本,是我們必須認(rèn)真思考的時(shí)候了。
(圖示)這是兩個(gè)案例,左邊是高壓級(jí)聯(lián)型技術(shù)路線(xiàn)運(yùn)行的儲(chǔ)能案例,右邊是常規(guī)低壓的儲(chǔ)能案例。在今年3月份,我們對(duì)這兩個(gè)案例做了一個(gè)容量核定實(shí)驗(yàn),兩個(gè)案例的運(yùn)行時(shí)間都是13個(gè)月,大家可以看到,系統(tǒng)整體效率,案例A是91.25%,案例B是86.4%,也就是說(shuō),在高壓大容量化之后,系統(tǒng)整體的效率確實(shí)得到很大的提升。關(guān)于容量利用率的數(shù)據(jù),這反映了整個(gè)系統(tǒng)我們要獲得同樣多并網(wǎng)電量的情況下,電池容量利用率較高的儲(chǔ)能技術(shù)方案,電池初始安裝容量是不是可以更降低一些?從這兩個(gè)案例對(duì)比可以看出:在獲得同等并網(wǎng)電量的條件下,不同技術(shù)路線(xiàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng),其效率、電池安裝容量、壽命等都有差異,那么其全生命周期過(guò)程中總成本肯定也存在較大的差異。
為進(jìn)一步闡述成本控制,我們首先得對(duì)一些概念梳理一下。第一,放電深度的概念。我們知道放電深度對(duì)于電池的壽命是有影響的,但我們采購(gòu)回來(lái)的電池標(biāo)稱(chēng)容量與實(shí)際容量有時(shí)候有較大差距,那放電深度90%或者100%有沒(méi)有比較的價(jià)值?放電深度100%一定比90%的質(zhì)量更好嗎?通過(guò)我們實(shí)際使用電池情況來(lái)看,很多電池標(biāo)稱(chēng)容量是一個(gè)值,但是實(shí)際容量可能是另一個(gè)值(額定倍率下偏大或偏小都有可能),而且不同廠(chǎng)家差異還比較大,那我們?cè)诓少?gòu)電池的時(shí)候就會(huì)存在一個(gè)價(jià)格與容量比值的判斷問(wèn)題,這會(huì)影響大家對(duì)電池的選擇。另外現(xiàn)有的SOC和SOH的測(cè)量與計(jì)算是否準(zhǔn)確,如果數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,那儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電深度就是一個(gè)虛幻的數(shù)字概念而已。單體電池我們可以定義充放電深度,但組合成大電池堆之后,整體電池堆的放電深度又該如何去定義(因?yàn)楦麟姵剡\(yùn)行不一致)?個(gè)體的放電深度跟電池堆的放電深度完全是兩碼事,我們儲(chǔ)能電站的放電深度到底要控制什么?控制了什么?第二,電池成組后整體壽命與可輸出電量的衰減因子如何建立模型?成組后的電池堆如何控制其中局部的單體電池不超倍率運(yùn)行??jī)?chǔ)能運(yùn)行到中后期后,由于電池單體性能差異顯著,BMS均衡策略是否還有實(shí)際效果(SOX已經(jīng)無(wú)法準(zhǔn)確估算了或者電池能量已經(jīng)無(wú)法均衡一致了)?各電池溫度的均衡控制方案與實(shí)際效果具體如何等等這些都是需要去關(guān)注的。第三,系統(tǒng)能量密度,在安全問(wèn)題顧慮之下,我們單體集裝箱電池能量是不是真的是越大越好?實(shí)際工程中我們是否更應(yīng)該看重場(chǎng)站能量密度而不是單體集裝箱的能量密度?單體電池堆容量現(xiàn)在越做越大,剔除安全性考慮因素,電池實(shí)際運(yùn)行一致性肯定是越來(lái)越差,是不是意味著實(shí)際并網(wǎng)電量會(huì)進(jìn)一步降低?且隨循環(huán)次數(shù)增加呈現(xiàn)更加陡峭的電量衰減趨勢(shì)?如果這樣,儲(chǔ)能系統(tǒng)每次循環(huán)的實(shí)際并網(wǎng)電量就減少了,對(duì)于投資者而言投資回收期會(huì)拉長(zhǎng),也影響了收益率。電池堆構(gòu)建方案對(duì)電池容量利用率及電池堆整體壽命都有很大影響,有時(shí)候有限的理論投資收益會(huì)因?yàn)榉桨傅倪x擇不當(dāng)而被全部吞噬掉。第四,系統(tǒng)效率與系統(tǒng)集成。儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率每增加1%都是一個(gè)巨大的進(jìn)步,安全保障的前提下,盡可能選擇更高效的方案,因?yàn)槟壳昂芏囗?xiàng)目還無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的盈利,那效率的提升實(shí)際就意味著收益率的增加。最后一點(diǎn)就是電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,我們十分希望前端企業(yè)能夠在電池的規(guī)格、尺寸、容量方面做一些規(guī)范?,F(xiàn)在各個(gè)廠(chǎng)家電池容量、尺寸完全不同,在儲(chǔ)能將要規(guī)模化發(fā)展的時(shí)候,這個(gè)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本控制是一個(gè)巨大的障礙,尤其是后期部分電池的更換,我們還能找得到同樣的電池嗎?至于不同廠(chǎng)家的技術(shù)特點(diǎn)及差異,可以在同等尺寸下把壽命做的更長(zhǎng)或者損耗做到更小,這樣反而會(huì)有更多的集成商會(huì)認(rèn)真選擇更好的產(chǎn)品。還有就是過(guò)去很多客戶(hù)招標(biāo)時(shí)都對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝電量提出要求,我今天要強(qiáng)調(diào)的是:其實(shí)安裝電量對(duì)客戶(hù)并不重要,客戶(hù)真正要關(guān)心的是儲(chǔ)能系統(tǒng)能給他提供多少電量,所以說(shuō)在成本控制或者選型的時(shí)候,應(yīng)該是以并網(wǎng)電量作為一個(gè)性?xún)r(jià)比考量點(diǎn)。上面這些因素都是影響儲(chǔ)能系統(tǒng)成本或投資收益十分重要的方面,這些因素往往又互相交錯(cuò),相互影響,我們發(fā)現(xiàn)要做好儲(chǔ)能系統(tǒng)并控制好系統(tǒng)成本,最后面臨又不得不重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題是:如何使得儲(chǔ)能系統(tǒng)擺脫牽一發(fā)而動(dòng)全身的不安全境地?這是我們需要去思考的。
儲(chǔ)能價(jià)值挖掘的目標(biāo)設(shè)定,如果從制造的角度考慮,我們更關(guān)注度電成本的控制,將儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期可并網(wǎng)電量與全生命周期內(nèi)的總投入的比值控制到最優(yōu)。而生命周期內(nèi)的投入包含初始投資成本、運(yùn)維費(fèi)用、退役處理成本和電量損失成本,這要站在整個(gè)生命周期進(jìn)行控制,初始成本低的系統(tǒng)可能全生命周期成本反而更高。另外從投資角度而言,度電收益是重要考量,度電收益會(huì)依據(jù)不同場(chǎng)景及政策的不同而表現(xiàn)出十分大的差異,這部分我就不多講了。所以總的來(lái)講,綜合度電成本及度電收益之后,最終關(guān)注的是單位成本收益,盡可能提高單位成本收益也就是進(jìn)行價(jià)值挖掘是要多管齊下,且需要在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間跨度內(nèi)謹(jǐn)慎思考的。
價(jià)值挖掘的手段和方法主要考慮如下幾個(gè)方面:
第一,電池的選型。第一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是電池的大小之辯,我們現(xiàn)在在爭(zhēng)論到底是單體大電池好還是小電池好?我這里的大與小沒(méi)有具體界線(xiàn),依據(jù)當(dāng)時(shí)期的技術(shù)水平而定。目前我們能簡(jiǎn)單比較的是,一個(gè)大電池如果用兩個(gè)一半容量電池來(lái)代替,是不是兩個(gè)一半容量的電池實(shí)際散熱面積會(huì)比一個(gè)單一的大電池會(huì)要大?在這種情況下是不是單個(gè)大電池在實(shí)際運(yùn)行中內(nèi)部溫度會(huì)更高?如果內(nèi)部溫度更高的話(huà),這會(huì)不會(huì)對(duì)它的壽命影響更大呢?所以這方面需要我們的電池產(chǎn)業(yè)在這方面進(jìn)行更多的研究,為后面環(huán)節(jié)的應(yīng)用提供更多的支撐數(shù)據(jù),也是為了更好的延長(zhǎng)電池的實(shí)際使用壽命。具體來(lái)說(shuō)比如每個(gè)單體電池其內(nèi)部電池芯子到殼的熱阻參數(shù)是怎樣的?它有什么樣的變化規(guī)律?不同容量的電池,當(dāng)殼溫相同時(shí),內(nèi)部溫度的不同對(duì)它們的壽命衰減影響趨勢(shì)是怎么的?同一個(gè)電池,當(dāng)外部溫度不同時(shí),其壽命衰減規(guī)律又是怎樣的等等,如果能獲得這些參數(shù),應(yīng)用單位就會(huì)依據(jù)這些曲線(xiàn)或者參數(shù)結(jié)合合適的溫度控制策略使系統(tǒng)壽命更長(zhǎng),很可惜目前還看不到這些對(duì)應(yīng)用很重要的參數(shù),目前的現(xiàn)實(shí)情況就是幾頁(yè)紙把電池的幾個(gè)表征參數(shù)表述一下,這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了應(yīng)用要求的,很多對(duì)應(yīng)用很重要的參數(shù)是看不到相關(guān)數(shù)據(jù)的,這是我們最為擔(dān)憂(yōu)的。我們使用IGBT,一個(gè)小小的IGBT,其各種工況下的性能描述及曲線(xiàn)都是非常清晰具體的。儲(chǔ)能系統(tǒng)的問(wèn)題,在運(yùn)行的中后期更突出了,那單體電池容量不同,同等運(yùn)行外部工況,內(nèi)部實(shí)際溫度存在高低不同,溫度高的會(huì)不會(huì)帶來(lái)更大的不一致性?從我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,同等外部環(huán)境控制條件下,感覺(jué)用小容量的電池可能能更好的控制電池內(nèi)部的溫度,更能保證電池的實(shí)際使用壽命,當(dāng)然用大電池可以降低系統(tǒng)初始集成成本,也可以避免電池在簇內(nèi)的直接并聯(lián),所以就要平衡初始成本與系統(tǒng)壽命對(duì)投資者的實(shí)際影響,看哪個(gè)有利,當(dāng)然這些都要深入分析,得出結(jié)論并不容易。第二個(gè)關(guān)注點(diǎn),壽命之辨。很多電池廠(chǎng)家,對(duì)外宣傳時(shí)講一個(gè)壽命參數(shù),真要簽合同了,又變成另一個(gè)參數(shù)值了,或者電池實(shí)際使用時(shí)壽命衰減過(guò)快,又把責(zé)任推向環(huán)境溫度影響(當(dāng)然溫度是有影響的),到最后反正是廠(chǎng)家沒(méi)有責(zé)任,所以剛才為什么講電池企業(yè)一定要研究并提供殼溫與電池壽命的關(guān)系曲線(xiàn),因?yàn)閷?shí)際使用時(shí)是不可能?chē)?yán)格控制在測(cè)試溫度下的,我們實(shí)際選型時(shí)可以依據(jù)電池的溫度特性,選擇基于現(xiàn)實(shí)溫度條件下更長(zhǎng)壽命的電池而不是標(biāo)準(zhǔn)25度下更長(zhǎng)壽命的電池,這里其實(shí)就涉及到電池的工作溫度區(qū)的概念了。而對(duì)于應(yīng)用者來(lái)說(shuō)要辨識(shí)單體電池的真正而非理論壽命,明確單體電池壽命與殼溫度的辯證關(guān)系,尤其是電池內(nèi)部溫度場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型,對(duì)于我們選擇單體大電池還是小電池的決策并盡可能挖掘電池的潛力,使得其在生命周期內(nèi)提供更多的輸出電量是很有幫助的。
第二,電池系統(tǒng)集成。電池系統(tǒng)在集成的時(shí)候會(huì)遇到很多的問(wèn)題,舉例來(lái)說(shuō),單簇使用、兩簇并聯(lián)或者更多簇并聯(lián)使用,容量利用率會(huì)顯著不同,電池堆壽命也會(huì)不同等等。因此我們說(shuō)電池的組合應(yīng)用方案直接關(guān)系到全生命周期內(nèi)的可放電量及系統(tǒng)安全性。選擇合適、可靠的應(yīng)用組合方案而不是基于初始投資的評(píng)價(jià)更有意義。電池組合成堆之后,在一致性保障方面,要重視電池運(yùn)行一致性的外部保障方案,對(duì)于提高電池堆整體運(yùn)行壽命起到關(guān)鍵作用。在溫度控制方面,密切關(guān)注環(huán)境溫度均衡性對(duì)電池運(yùn)行一致性的重要作用,不同運(yùn)行環(huán)境溫度下的電池剩余壽命差異較大。在簇成組方案方面,環(huán)境溫度均衡性不是電池運(yùn)行一致性保障的充分條件,比如兩個(gè)直接并聯(lián)的電池,環(huán)境溫度可能相同,但運(yùn)行可能會(huì)不一致,這就要求選擇初始一致性較好的電池,所以無(wú)論從哪一方面來(lái)講合理的組合方案需要能冗余電池本體與外部一致性的不足,達(dá)成延緩電池堆壽命以提升經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)。在超倍率運(yùn)行控制方面,要嚴(yán)格控制與監(jiān)控電池超倍率運(yùn)行的工況。在儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行中后期由于電池單體性能差異加大,部分電池超倍率程度會(huì)加劇,會(huì)顯著降低電池堆單次可輸出電量,并加劇“劣幣驅(qū)逐良幣效應(yīng)”,并可能誘發(fā)安全事故,因此儲(chǔ)能系統(tǒng)在運(yùn)行的中后期的管理十分重要,但這一切,都跟初始的電池堆組合方案密切相關(guān)。
第三,BMS的管理與選擇。BMS在儲(chǔ)能系統(tǒng)成本中占比很小,但它對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的全生命周期成本影響很大,我們要提升BMS對(duì)于SOC、SOH等重要參量的估算準(zhǔn)確性及加強(qiáng)策略研究,同時(shí)要引起重視的是儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行中后期,由于每個(gè)單體電池剩余壽命都不同的時(shí)候,不當(dāng)?shù)腂MS策略可能導(dǎo)致電池電量的反向“均衡”作用,會(huì)讓系統(tǒng)變得更不均衡更不好用,這個(gè)是一定要仔細(xì)觀(guān)察對(duì)比分析的。要結(jié)合不同的電池成組方案,選擇合適的均衡方法,充分發(fā)揮主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡各自?xún)?yōu)勢(shì),要注意主動(dòng)均衡方法中對(duì)電池能量的搬移其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的算法及過(guò)程,因?yàn)槊看伟嵋茖?shí)際就是電池能量的重新分配,而電池能量是動(dòng)態(tài)變化的,尤其面對(duì)一大堆剩余容量不同的電池,即使在SOX計(jì)算準(zhǔn)確的條件下,能量的多次均衡分配策略是需要十分考究的。
第四,重視電池堆運(yùn)行溫度管理。電池堆的構(gòu)建方案實(shí)際已基本確定了電池運(yùn)行溫差了,前面已經(jīng)反復(fù)提及。對(duì)于電池而言,不同運(yùn)行溫度就意味著不同的剩余運(yùn)行壽命,一般而言溫度差距越大,壽命差距就會(huì)越大。我們歸納了幾個(gè)點(diǎn):第一點(diǎn),電池堆物理尺寸越大,越不容易做到溫度的均衡管理,空調(diào)分布式位置及風(fēng)流速度、方向控制十分重要,但這些都要?jiǎng)討B(tài)控制,會(huì)有很大的難度,甚至因?yàn)橥獠繗鉁氐淖兓?、光照方向的不同,都要調(diào)整控制策略,但這其實(shí)很難做到,并且電池堆溫度差異最大的時(shí)候并不一定出現(xiàn)在天氣最熱的時(shí)候,或者一定是系統(tǒng)滿(mǎn)功率的時(shí)候(很多人容易形成這種思想誤區(qū))。對(duì)于水冷而言,由于管路布局問(wèn)題,本質(zhì)上屬于串行散熱(即前端熱量會(huì)影響后端的散熱),入水溫度及回水溫度差控制十分重要,溫差越大,電池實(shí)際運(yùn)行溫度就差異越大,冷卻水母管的配置、水流速度及流量控制需要引起足夠重視。第二點(diǎn),由于電池溫度不均衡,會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部參數(shù)尤其是內(nèi)阻差異變大,從而導(dǎo)致同一電池堆中各電池運(yùn)行倍率不同甚至部分電池過(guò)倍率運(yùn)行(大家常說(shuō)的環(huán)流現(xiàn)象實(shí)際就是電池運(yùn)行倍率不同),隨不同的現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)際溫差而呈現(xiàn)不同的嚴(yán)重程度,運(yùn)行管理過(guò)程中合理管控溫度及均衡性控制也是提升電池堆整體壽命與經(jīng)濟(jì)性的有效措施。第三點(diǎn),簇內(nèi)溫區(qū)管理比簇間溫區(qū)管理更重要,合理分區(qū),減少被散熱體體積是有效措施。第四點(diǎn),溫差管理與儲(chǔ)能電站布局、甚至日照也有十分密切的關(guān)系。
第五,選擇合適的系統(tǒng)集成方案。我們要改變對(duì)系統(tǒng)集成的觀(guān)念,不要簡(jiǎn)單認(rèn)為系統(tǒng)集成就是組裝。系統(tǒng)集成方案及技術(shù)路線(xiàn)其實(shí)也是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心要素,影響到整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性與效率指標(biāo)等。從系統(tǒng)集成的角度來(lái)講,要特別注意如下幾點(diǎn):第一點(diǎn),不同系統(tǒng)集成方案從并網(wǎng)點(diǎn)來(lái)看效率有較大差異,大概位于83%-91%之間,差異還是比較明顯的。第二點(diǎn),我們不應(yīng)該過(guò)度強(qiáng)調(diào)和追求單電池艙能量密度的最大化(基于安全性以及溫度的均衡控制考慮),但要合理分艙設(shè)計(jì),減少場(chǎng)站整體占用面積,提升整體場(chǎng)站能量密度。第三點(diǎn),不同的技術(shù)方案對(duì)土建、施工以及用材影響比較大,不能只比較儲(chǔ)能設(shè)備的價(jià)格或成本。第四點(diǎn),注重并網(wǎng)性能參數(shù)對(duì)輔助服務(wù)的影響,不同性能指標(biāo)的儲(chǔ)能系統(tǒng),對(duì)輔助服務(wù)的適應(yīng)能力是不同的。未來(lái)輔助服務(wù)可能是支撐儲(chǔ)能長(zhǎng)期發(fā)展的因素,因此要充分研究不同型式及性能的儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)輔助服務(wù)的響應(yīng)能力。第五點(diǎn),運(yùn)行環(huán)境溫度高低與均衡性的整體保障,依據(jù)不同的技術(shù)路線(xiàn)而呈現(xiàn)較大的差異,對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值發(fā)揮有重大影響。我們的觀(guān)點(diǎn)是環(huán)境溫度的控制與均衡性保障可能比選擇更長(zhǎng)壽命的單體電池更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值(單體電池壽命相差不很大的情況下)。怎么樣讓整堆電池壽命更長(zhǎng),這是我們做系統(tǒng)集成和選擇方案時(shí)更應(yīng)注意的重要內(nèi)容。
第六,制定謹(jǐn)慎周全的運(yùn)維策略。第一點(diǎn),溫度監(jiān)控與修正。這部分剛才已經(jīng)提到了。第二點(diǎn),運(yùn)行性能較差電池的準(zhǔn)確識(shí)別并及時(shí)更換,這點(diǎn)對(duì)保障電池堆的安全及壽命具有重要意義。第三點(diǎn),及時(shí)補(bǔ)電或者放電。在運(yùn)維過(guò)程中,對(duì)于電池電量的大數(shù)據(jù)管理及人工識(shí)別也是非常重要的,及時(shí)補(bǔ)電或放電對(duì)于提升單次循環(huán)充放電量有重要影響,也能加速投資回收期。第四點(diǎn),嚴(yán)防電池堆中局部電池過(guò)倍率運(yùn)行,這對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能電池整體的壽命及安全性具有非常重要的作用,所以我說(shuō)未來(lái)整個(gè)儲(chǔ)能電池壽命的延展,一方面是靠電池本體,另一方面,更依靠電池堆方案、溫度控制及日常的維護(hù)。第五點(diǎn),運(yùn)行策略。包括整個(gè)電池堆的整體充放深度及一致性管理方案、BMS電壓保護(hù)設(shè)定策略及嚴(yán)格的運(yùn)行倍率控制,但電池堆整體運(yùn)行倍率與其中的單體電池運(yùn)行倍率是兩個(gè)概念,實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中要及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池堆中哪個(gè)電池已經(jīng)超倍率還是較為困難的,尤其是有電池直接并聯(lián)的應(yīng)用場(chǎng)合,因此需要從BMS的一些運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合判斷,也需要有這方面的專(zhuān)業(yè)運(yùn)維管理人員,否則由于過(guò)倍率所觸發(fā)的一些異常情況及不利影響將是非常嚴(yán)重的,所以我們要制定合適的運(yùn)行策略以及對(duì)應(yīng)的BMS保護(hù)管理策略。
綜合來(lái)講,儲(chǔ)能電站建設(shè)過(guò)程中三個(gè)階段的關(guān)注點(diǎn)概要如下:
第一階段—建設(shè)階段:一是方案不可跟風(fēng),模式不能簡(jiǎn)單復(fù)制。要因地制宜,根據(jù)需求特點(diǎn)選擇合適的方案,制定適合運(yùn)行需要的策略。舉例來(lái)說(shuō):并不是火儲(chǔ)調(diào)頻就一定是2C方案,新能源電站就是0.5C等等。二是特定電池選型之后,電池簇成組方案是儲(chǔ)能系統(tǒng)整體壽命及安全的重要技術(shù)保障,要把好儲(chǔ)能系統(tǒng)方案的第一道關(guān)。三是建立全壽命周期經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法以及整體最優(yōu)控制的評(píng)估模型。
第二階段—運(yùn)行階段:溫度的均衡性與絕對(duì)值控制是儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命影響的重要因素,溫度的差異化,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻變化不同進(jìn)而影響電池剩余壽命,剩余壽命不同的電池或電池簇并聯(lián)運(yùn)行又會(huì)導(dǎo)致局部電池超倍率運(yùn)行,從而引發(fā)更大的溫差及更大的剩余壽命差,要明白超倍率運(yùn)行是電池加速老化以及安全問(wèn)題的重要誘發(fā)因素。同時(shí),要確保BMS在儲(chǔ)能電站中后期的正確作為,仔細(xì)分析中后期階段BMS是否起到預(yù)期作用。
第三階段—退役階段:合適的處理方案與處理成本控制,未來(lái)電池的退役處理將可能進(jìn)入付費(fèi)階段,不同的處理方案其處理成本是有差異的,現(xiàn)有收益核算模型也需要關(guān)注這點(diǎn)。
最后用幾句話(huà)介紹一下智光儲(chǔ)能,我們智光是級(jí)聯(lián)型高壓大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的倡導(dǎo)者和踐行者,致力于以更高效、更安全的級(jí)聯(lián)高壓直掛PCS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為大規(guī)?;瘍?chǔ)能電池的安全應(yīng)用提供先進(jìn)的集成應(yīng)用方案。目前公司高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能已在國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)、華能、華電等企業(yè)中應(yīng)用超過(guò)160MWh,該技術(shù)顯著特點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)在無(wú)電池簇及電池并聯(lián)情況下,10kV系統(tǒng)單機(jī)容量可以在10MWh以上,系統(tǒng)安全性、整體壽命大幅提升,系統(tǒng)效率相比現(xiàn)有系統(tǒng)提升5%以上(0.5C倍率下數(shù)據(jù))。由于單機(jī)容量大,非常適合于目前100MW等級(jí)大容量?jī)?chǔ)能電站的建設(shè),希望和各位同行有更多的交流。以上的個(gè)人闡述也僅代表個(gè)人觀(guān)點(diǎn),不當(dāng)之處敬請(qǐng)大家批評(píng)指正。
謝謝大家!