中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：9月7日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司與浙江省能源局聯(lián)合指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合232余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十二屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州洲際酒店召開。
大會(huì)以“共創(chuàng)儲(chǔ)能新價(jià)值，共建市場(chǎng)新格局”為主題，聚焦新型儲(chǔ)能安全持續(xù)發(fā)展，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(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913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中154家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測(cè)認(rèn)證等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
9月8日下午，西安新艾電氣技術(shù)有限公司創(chuàng)始人/CTO倪同先生在儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與裝置專場(chǎng)分享了主題報(bào)告《新艾模塊化產(chǎn)品解決方案構(gòu)筑儲(chǔ)能系統(tǒng)的四重安全防護(hù)》以下為演講速記實(shí)錄：
倪同：感謝主持人，就剛才主持人講到的逆變器的分類確實(shí)有很多種，從高壓直掛到低壓并連，到大功率單機(jī)。逆變器是儲(chǔ)能重要的零部件，但是做儲(chǔ)能光有逆變器是不夠的。
我們做儲(chǔ)能，在儲(chǔ)能發(fā)展過程中，從過去逆變器選型，它只有大功率大機(jī)，到今天組串式逆變器，很多企業(yè)在這方面不停在突破。在儲(chǔ)能的收益、安全、性能方方面面有非常多的考慮，我們來講講新艾電氣這些年在儲(chǔ)能方面的一些考慮，再次分享給大家。
首先，我們公司在2015年成立以后就開始干儲(chǔ)能，我想在座的可能干儲(chǔ)能的，在2015年前干的不會(huì)超過1/3，可能會(huì)更少，在這兩三年干的比較多一點(diǎn)。我們從成立之初，從儲(chǔ)能變流器切入到整個(gè)儲(chǔ)能賽道，到今天儲(chǔ)能解決方案，來為這個(gè)行業(yè)提供我們的產(chǎn)品，也是經(jīng)歷了波瀾壯闊的七年，這七年在中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展過程中，新艾也算一個(gè)縮影。
目前我們的產(chǎn)品主要覆蓋在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，是標(biāo)準(zhǔn)化的廠內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)制的方式去呈現(xiàn)。新艾電氣也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)在2017年提出的組串集中式的企業(yè)。同時(shí)也是為數(shù)不多的把儲(chǔ)能的底層安全和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)合起來進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的企業(yè)。
我們?cè)谶@幾年過程當(dāng)中，也得到了一些行業(yè)協(xié)會(huì)、專家的認(rèn)同，先后獲得了2017年中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽陜西賽區(qū)的冠軍，也在2020年與豐巢能源等企業(yè)同臺(tái)，我們獲得了第四屆國(guó)際儲(chǔ)能創(chuàng)新大賽第二名。同時(shí)，我本人也是中電聯(lián)儲(chǔ)能專委會(huì)的儲(chǔ)能協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)。
過去這些年，我經(jīng)常給大家開玩笑，新艾除了沒干過天上飛的儲(chǔ)能，基本所有儲(chǔ)能形式全干過，像獨(dú)立微網(wǎng)、電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)，像移動(dòng)車載儲(chǔ)能、船用儲(chǔ)能、臺(tái)島獨(dú)立微網(wǎng)全部干過，包括用戶型的削峰填谷也干過很多。從2017年以后，開始逐步地在儲(chǔ)能賽道上不斷積累我們的核心能力，到現(xiàn)在我們總共完成了大概300多個(gè)儲(chǔ)能示范工程項(xiàng)目，也在這個(gè)過程中提煉出了大量的儲(chǔ)能的經(jīng)驗(yàn)，也踩了很多坑。針對(duì)于know-how的東西，我們?cè)诩苫a(chǎn)品里面，在技術(shù)體系架構(gòu)方面，也做了很多創(chuàng)新。
說到儲(chǔ)能，它的底層邏輯源于一是全球能源的結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)型的需要，二是全球碳排放的需要，三是中國(guó)作為在“雙碳”目標(biāo)下面特別主導(dǎo)、主動(dòng)的一個(gè)國(guó)家，我們?cè)?030年要構(gòu)建起以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這時(shí)候風(fēng)光發(fā)電比例大幅提升，同時(shí)帶動(dòng)的是電網(wǎng)調(diào)節(jié)性資源的剛性需求，而儲(chǔ)能，特別是電化學(xué)儲(chǔ)能作為日內(nèi)調(diào)節(jié)的一個(gè)主要手段，拉開了一個(gè)非常大的序幕，據(jù)統(tǒng)計(jì)這一塊市場(chǎng)高達(dá)數(shù)萬(wàn)億。
經(jīng)歷了從大概七八年前開始干儲(chǔ)能，到今天儲(chǔ)能的形態(tài)有技術(shù)等很多變化，在整個(gè)發(fā)展過程中是用儲(chǔ)能行業(yè)同仁犯的各種錯(cuò)誤，包括我們的經(jīng)濟(jì)損失，甚至包括生命的代價(jià)，換來了很多很多know-how的東西。比較達(dá)成共識(shí)的，在電化學(xué)儲(chǔ)能方面目前遇到的是這么幾大問題或者幾大關(guān)注點(diǎn)：第一，儲(chǔ)能大規(guī)模上量以后，對(duì)于安全性的擔(dān)心；第二，對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能它的成本單位循環(huán)成本的顧慮；第三，鋰電池理論循環(huán)壽命和系統(tǒng)壽命之間它的GAP，壽命比預(yù)期的要短；第四，儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝方式、調(diào)試方式，很多地方還是采用工程化的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)調(diào)和部署，極大的影響了從有需求到能夠發(fā)揮效用的一個(gè)時(shí)間；最后是大量的儲(chǔ)能系統(tǒng)部署以后，我們進(jìn)行資產(chǎn)的管理難度非常大，甚至有些儲(chǔ)能系統(tǒng)跑了兩三年以后，發(fā)現(xiàn)陷入無人運(yùn)維，無人懂這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)初咋設(shè)計(jì)的尷尬境地。
因此我們就在想，有沒有一種好的儲(chǔ)能方法，既能解決安全性，又能解決它的成本，又能解決它的循環(huán)壽命，還能夠快速的部署，也能夠進(jìn)行智能化的運(yùn)維，到底什么樣的方法是能做到這樣的？我們也做了自己的一些思考，推出了2.0時(shí)代的儲(chǔ)能產(chǎn)品。
我們可以看一下新艾的儲(chǔ)能產(chǎn)品，我們是把電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做了分離，這樣的一種方式既可以應(yīng)用在工商業(yè)側(cè)大規(guī)?？焖俨渴?，也能應(yīng)用在新能源發(fā)電側(cè)。儲(chǔ)能資產(chǎn)電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做分離，它最大的幾個(gè)好處或者我們的考慮是源于幾點(diǎn)：第一，電池系統(tǒng)對(duì)于溫度的需要，和管理系統(tǒng)完全不一樣的，電池希望在20度到30度之間是比較舒服的溫度范圍。而我們的逆變器系統(tǒng)可以從零下30度到零上55度，都是可以進(jìn)行有效的工作。同時(shí)，關(guān)于鋰電的安全性，鋰電池本身電池是不可燃的，可燃的是電池中的有機(jī)電解質(zhì)和它的六分磷酸鋰的有機(jī)物，單純六分磷酸鋰（音）也不可燃，而是受到發(fā)熱以后，氣化以后，彌漫在空氣中，遇到高溫、火星或者是在電池內(nèi)部由于它自放電，它的熱失控以后，形成了一個(gè)持續(xù)的燃燒。也就是說，如果有效解決了它的可燃的幾個(gè)必要條件，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的安全性還是可以得到有效保障的。
我們是在安全、容損、壽命、部署、運(yùn)維這幾個(gè)方面以新艾的產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，以及在線的信息化，完成了產(chǎn)品服務(wù)和管理的在線化。
（PPT圖示）先來看一下新艾的電池系統(tǒng)。首先，這是我們的645度電標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)立方體結(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)，內(nèi)部主要包含消防、冷卻、電池簇、BMS和高IP等級(jí)防護(hù)柜體。這樣的柜體整體重量比較適用于普通的插車和一般起吊裝置就能夠輕松搬運(yùn)，體積大小也比較適用于從小工商業(yè)到中大型的儲(chǔ)能電站的部署。同時(shí)，由于艙體相對(duì)來講645度電，整個(gè)電池系統(tǒng)絕對(duì)可燃物比較少，同時(shí)由于內(nèi)部風(fēng)道比較緊湊，內(nèi)部氧氣絕對(duì)含量相對(duì)比較少，我們通過全氟己酮高效浸沒的方式，在發(fā)生極端情況的時(shí)候能夠?qū)崿F(xiàn)有效的散熱和絕氧。同時(shí)，我們采用了比較敏感的有機(jī)揮發(fā)物的傳感器，也能提前發(fā)現(xiàn)電氣的隱患。通過把電池系統(tǒng)和管理系統(tǒng)做分析，在生產(chǎn)制造、在對(duì)外合作、在運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)管理方方面面也取得了比較良好的效果。與之對(duì)應(yīng)的我們的管理系統(tǒng)，是以210千瓦、280千瓦到630千瓦這三種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)一體化智能硬件產(chǎn)品，它是把直流匯流、交流匯流、智能配電、儲(chǔ)能變流器、本地通信監(jiān)控、本地能源管理以及云端的能源管理接口全部呈現(xiàn)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品當(dāng)中。這種方式最大的好處，是可以服務(wù)于不限于在座的一些系統(tǒng)集成商，可以直接單買這一款產(chǎn)品，自己提供自己的直流側(cè)系統(tǒng)，這樣就可以節(jié)省大量的系統(tǒng)集成的相關(guān)技術(shù)和相應(yīng)的工程人員，以標(biāo)準(zhǔn)化的接口快速的進(jìn)行自己項(xiàng)目的部署。
在標(biāo)準(zhǔn)化的路上，很多企業(yè)做了很多探索，標(biāo)準(zhǔn)化和通用化往往是一對(duì)矛盾。在中國(guó)，比如今天在杭州開會(huì)，浙江地區(qū)的峰谷時(shí)段，特別是早上11點(diǎn)到下午1點(diǎn)這兩個(gè)小時(shí)屬于低谷電時(shí)期，比如我們現(xiàn)在用的是高峰電了，在這兩個(gè)小時(shí)內(nèi)最好是能夠把儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池充滿。對(duì)于像廣東、江蘇這樣的地區(qū)，它的峰谷時(shí)段跟這個(gè)又是不一樣的。有沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，既能覆蓋兩小時(shí)系統(tǒng)，又能覆蓋三小時(shí)系統(tǒng)，還能覆蓋比如一天一充一放的6個(gè)小時(shí)甚至以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)呢？新艾以一敵三，我們通過標(biāo)準(zhǔn)化直流并聯(lián)的設(shè)計(jì)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能管理系統(tǒng)既可以做到比如630千瓦6個(gè)通道，管理六簇215度電的系統(tǒng)，也可以630千瓦分成9個(gè)通道，每個(gè)通道管理70千瓦，比如也是管理215度電。甚至也可以變成18個(gè)通道，一個(gè)630千瓦，每個(gè)35千瓦，形成6個(gè)小時(shí)每簇電也是215度電這樣的一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。也就是說，一款產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)各個(gè)不同地區(qū)一充一放、兩充兩放、兩小時(shí)三小時(shí)的全覆蓋。
做儲(chǔ)能的變流器不是唯一，要更懂得對(duì)電池的管理。變流器好像離電池比較遠(yuǎn)，但事實(shí)上BMS、PCS和EMS本身是三位一體的，有了好的架構(gòu)，BMS才能充分的發(fā)揮作用，或者有了這個(gè)架構(gòu)的輔助，BMS才能干更多的事情。新艾取消了傳統(tǒng)的電池堆，以一簇一管理的方式，最大可能實(shí)現(xiàn)電池的精細(xì)化管理，提高電池容量利用率，降低它的容量功率和壽命的木桶效應(yīng)。我們通過這樣的方式，能夠有效的降低全生命周期的度電成本，同時(shí)也能提升它的容量利用率。
支撐新艾產(chǎn)品的背后是我們四大核心能力，其中一個(gè)是對(duì)于主動(dòng)防御的安全四重防護(hù)設(shè)計(jì)；第二個(gè)是組串集中式變流器底層支撐，讓儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)能夠更加簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)潔；第三個(gè)是基于對(duì)底層電化學(xué)材料和底層電化學(xué)建模的理解，讓我們可以通過電壓、電流、溫度三個(gè)基本物理量，再通過BMS系統(tǒng)基本的SOC、SOP、SOH等等二級(jí)數(shù)據(jù)，來進(jìn)行類似于變壓增量、低頻阻抗等三級(jí)數(shù)據(jù)的進(jìn)化。
通過多重的電化學(xué)建模，能夠形成有效的對(duì)電池安全和健康狀態(tài)的評(píng)估，我們?nèi)ツ暝谝患已肫蠛献鞯囊粋€(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，當(dāng)時(shí)國(guó)家還沒有明文禁止5兆瓦以下的梯次電池的示范項(xiàng)目，我們當(dāng)時(shí)跟一家央企合作了一個(gè)項(xiàng)目，那個(gè)項(xiàng)目一直運(yùn)行得非常好，在大概四五個(gè)月前，我們的系統(tǒng)智能的預(yù)感到了其中有一個(gè)電芯會(huì)出問題，當(dāng)時(shí)我們的工程師告訴我，說CR2（音）這個(gè)電芯要特別關(guān)注，必要的時(shí)候把它換掉。我說可以等一等，看看情況。到后面真的這個(gè)電芯以及它周圍的電芯出現(xiàn)了問題。最后，要實(shí)現(xiàn)非常強(qiáng)大的在線監(jiān)測(cè)，必須要有比較強(qiáng)大的云，對(duì)于智能運(yùn)維這一塊，新艾也區(qū)別于其他的云系統(tǒng)，我們做出了自己的創(chuàng)新。
先來講講我們的四重防護(hù)。鋰電池不是本身安全的，真正做到本身安全的話，要做到固態(tài)電解質(zhì)才有機(jī)會(huì)，在這種情況下多重防護(hù)就顯得非常有必要。首先我們采用全氟己酮來進(jìn)行高效的靜默式的消防，通過電芯安全和健康狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)電芯級(jí)掃描，通過組串式儲(chǔ)能變流器來進(jìn)行電池的組串式管理，隔絕簇與簇之間的環(huán)流，最后通過小型預(yù)置艙實(shí)現(xiàn)物理隔離。最重要的是把電池系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)做了分離，這樣有機(jī)揮發(fā)物的蒸汽就不會(huì)輕易地跟一些電氣開關(guān)放在一起，這樣的話盡可能減少它的燃爆可能性。
組串集中式通過對(duì)逆變器組串式管理，對(duì)電池實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流和直流同步友好。
同時(shí)，我們的電化學(xué)核心建模能力，讓我們?cè)陔姵氐陌踩徒】禒顟B(tài)方面有了核心的保障。
我們的云系統(tǒng)區(qū)別于常規(guī)的設(shè)備和管理以外，我們更為核心的是把每一顆電芯的安全和健康狀態(tài)都進(jìn)行了在線識(shí)別，這是我們其中一個(gè)梯次電池的示范項(xiàng)目，我們可以看到其中有標(biāo)紅的CR2這款產(chǎn)品。這是當(dāng)時(shí)我們提前了三個(gè)月判斷出來，在三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，我們可以看到電芯它的自放電迅速增大，它的電壓充放電的平均值后端嚴(yán)重低于平均值，它的自放電已經(jīng)可以通過這個(gè)均衡無法均衡了。我們目前能做到的水平，通過這種方式能夠判斷到電芯內(nèi)短路電流大概在20Ah的時(shí)候就能提前發(fā)現(xiàn)，而20Ah是被動(dòng)均衡能力cover范圍之內(nèi)的。
以上就是新艾關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品所做的一些思考，同時(shí)新艾也在儲(chǔ)能產(chǎn)品智能化制造這一塊進(jìn)行進(jìn)一步的探索，我們也跟全球最好的做智能制造的企業(yè)開啟了下一步對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品制造這一塊深度的合作，也希望在座各位儲(chǔ)能的同仁和關(guān)注儲(chǔ)能的朋友們，我們一起攜手共進(jìn)，為我們國(guó)家的“雙碳”目標(biāo)一起貢獻(xiàn)一些力量。
