江苏林洋亿纬储能科技有限公司总工程师  曾繁鹏  出席论坛并发表主题演讲——《支撑新型电力系统的新型储能电站系统集成及运营支撑关键技术》

 

以下为演讲实录：

首先为大家简单地回顾一下我们新型电力系统的几个特点。

现在讲的新型电力系统都会加一个以新能源为主体的定语，当新能源发电占主体位置时，由于新能源发电的波动性和不确定性，这就需要大量的储能作为灵活性调节资源。

储能在新型电力系统中的发电侧、电网侧和用户侧都有较好的调节能力和应用需求。现阶段还是以电网侧和电源侧为主，而且盈利模式还不是很清晰。用户侧虽然有比较好的盈利模式，但是全生命周期的盈利可控性相对差一点。

    林洋亿纬储能系统集成围绕以下六个方面特点开展：

（1）高安全。安全是底线，储能系统的站级安全和储能设备运行安全都是非常重要的。这里包括电芯的本体安全和运行安全，同时储能系统的电气设备运行安全也是保证电站系统安全的关键。

（2）长寿命。现在国家能源局明确说明储能电站要与光伏电站全生命周期的调节匹配。我们要解决从电芯寿命、直流侧和交流系统集成的技术参数问题，支撑到系统20年的运营周期，可以按照集成过程当中的零配件与20年做匹配或者考虑更换。

（3）高效率。储能电站实测效率约86%，储能电站效率参数提高是比较难的。我们通过系统参数的优化和高效的温控系统，以及及时的运维来保障这个参数。

（4）低衰减。通过评估储能应用模式，预测系统衰减指标，并针对性地设计系统运行参数，一般通过创新BMS预警策略和比较优良的温控系统，保证电芯在同样的电气环境和温度下正常运行，提高系统一致性。

（5）智能化。林洋储能更多从电力系统的角度来设计储能电站，包括电站的设计、运维、运营等，所以我们会非常关注智能化平台的建设。降低运维成本，采用技术运维和智能的控制算法来提高我们运营过程中的收益，为储能参与电力市场辅助化服务获取更高收益奠定基础。

（6）高收益。未来储能电站应该具有更好的收益模式，以共享储能电站为例，它的收益模式需要采用多种运行模式做支撑，我们通过提高储能电站的运行特性和优良的电网支撑能力来保证在未来参与电力市场过程中，储能电站获取更高的收益，提高储能电站的价值。

林洋正在打造一个储能端到端的数字化产业链平台，我们从电芯的制造、PACK生产、系统集成、下线检测等，建立整体的系统测试平台。在系统投入应用后，我们也会关注运营过程当中的整体的运行数据，打通从电芯数据到运行数据的无缝连接，并采用智能分析算法辅助进行更简单的运维和更合理的运维，这也是实现储能电站系统级安全的必要手段。

未来的储能电站越来越大，无法通过一个终端或者某几个终端把数据打通，为此我们开发3S融合储能控制终端，实现数据和分析的合理布局。在创新的PACK上要实现很优良的温控特性，并结合PACK控制器和簇制器解决直流DC/DC环流和PCS控制层面上的问题。

BMS是我们重点关注的系统，为了实现它与电芯的紧密配合，把电芯的性能发挥到最好。在安全上，我们将一些预测算法集成到我们的控制系统和高级应用系统里，把电芯的问题控制在萌芽阶段，避免恶化。

从电的角度看，电池是一个无法预测也无法直观看到内部机理的一个黑盒。通过数字孪生的系统，对电池的内部的运行机理，包括怎么样匹配电池特性来调整控制方式，这是在储能数字孪生系统里面要做的一些尝试。

（1）第一个关键是技术就是温控系统的设计和控制，有效降低电芯的温升和温差，这也是所有储能系统集成厂家面临的非常关键的问题。我们的温控系统基于系统设计方案，同时考虑运行模式、电芯健康状况和环境因素，一方面保证温升和温差指标，另一方面采用最优控制算法提供系统能效。

（2）第二个关键技术是电芯运行不一致性的控制技术。电芯在运行过程当中，由于控制系统的误差和电芯本身的一些机理上的因素，不一致性的发生很难完全避免。个别电芯有可能就导致了一个储能系统的性能衰减加快，无法按照设计使用容量充放电。另外，衰减过快的电芯始终工作在限值状态，导致该电芯的衰减加快，发生故障或者火灾的风险性加大。

（3）数字孪生技术。数字孪生技术可以实现整站建模的实时仿真，针对储能系统和储能电池无法精准建模的特点，利用数字孪生可以提高系统的在线仿真优化，提高运维效率。针对电力市场不确定的运行模式，在线选择最优控制模式，深度挖掘组成电站的价值。在林洋内部电站上我们针对此技术正在做一些尝试，但还是很不成熟。今天抛出来这个话题也是希望跟行业内的专家一同来推动数字技术发展。

（4）调峰调频辅助决策系统。储能电站在收益模式上以调频调峰辅助模式为主，控制系统要评估电站参与哪种模式最优，我们希望调峰调频辅助决策系统，一方面要分析辅助服务的报价机制，另外一方面要关注储能设备本身的健康状况。在参与不同的调频模式的时候，我们会测算我们的成本，采取全生命周期的储能电站收益最优的控制模式。

（5）多时间尺度上的复合控制。储能电站可以实现毫秒级、秒级以及更长时间尺度上的响应，电站的控制模式变得更加的灵活。我们如何在一些电芯性能比较好，电网又需要的场景实现一些响应速度比较快的模式，如一二次调频。但随着电芯的逐渐衰减性能变差，就可以把这一部分的储能设备做调峰，既保证了安全性，也保证了整体电站的收益盈利。

（6）支撑电网安全运行的能源路由器。并网能源路由器承担在直流侧和交流侧并网接口的作用，要考虑建立支撑电网的控制模式上。构网型的PCS在单机上实现比较简单，但在一些大型储能站上实现就比较复杂，如在GW级的电站上要求PCS同时发挥能力，并支撑电网运行就是我们共同面临的难题了，要求在多级并联的协调控制技术上进行攻关研发。

（7）储能电站3S融合终端。依托我们的项目的实景，把整体的储能电站按照一定的规模采用分区环网控制，把我们的3S终端放到我们的储能设备里面，实现数据在实时性、可靠性、安全性上的控制逻辑。

（8）储能电站分区控制。我们把储能场站分成不同的模块、区域，按照不同的区域和环网来实现在数据由下面终端到上层的AGC、AVC以及整体电站EMS上的联动。实现包级的优化，簇级的管理，海量数据本地分析，上传变量数据，包括故障数据和需要保存的数据。在设备实时联动上，通过光纤环网按区域来进行控制，这也是实现大型储能电站特别是GW级储能电站的一个多时域的联动控制。

以上就是林洋对于储能的一些思考和尝试。自从踏入这个行业，我们针对储能电站就做了很多思考，今年我们储能业务也呈现快速的增长趋势。

谢谢大家！