华为数字能源刘石川:主动安全,储能智能组串解决方案介绍

能见App 2021年10月19日 3569

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

在储能与新能源融合发展论坛上,华为数字能源技术有限公司刘石川发表了题为《主动安全,储能智能组串解决方案介绍》的主题演讲。

以下为发言实录:

刘石川:尊敬的各位与会嘉宾,行业同仁,大家上午好,我是来自华为数字能源公司的刘石川,今天非常荣幸跟大家探讨储能的发展,我今天汇报三个部分内容。一是华为数字能源业务最新进展。第是储能当前主要发展趋势和行业挑战。最后是借今天这个机会汇报一下华为最新一代智能组串式储能解决方案。

先介绍一下华为数字能源公司,在全球双碳大背景下,为了更好的发展能源业务,今年6月份我们正式成立了华为数字能源公司,主要5个业务板块,包括在智能光伏业务,储能业务,预制化数字中心,包括占地能源,我们最早给4G,5G基站供电的业务,也是华为能源最早的业务。第四,是车载电源,现在叫智能电动,给电动车做BMS管理。最后是模块电源。主要的几块核心业务里边大部分都是跟储能息息相关的,包括新能源业务,数据中心的锂电备电,包括最早做储能是在战略能源给基站供电储能。

数字能源公司的愿景,一直聚焦两块核心技术,一是电力电子技术,包括材料、器件,包括电池管理,热技术,一直聚焦电力电子。第二,一直聚焦在数字化技术,也是华为公司这么多年来一直在聚焦核心领域,最终在五大领域,包括发电、交通几个领域持续推动电力电子技术和数字化技术融合,最终推动能源不断地发展。

应该来说从2011年最早做锂电池的技术类开发,包括整个储能的开发团队,涵盖了整个储能产业链体系,在东莞、上海、西安几个储能开发团队,从2011年开始做锂电池,铅酸铅电更早一些,过去几年锂电池发货现在是超过了7个GW时,尤其这一两年,去年年底上市的最早在新能源相关领域是家用储能,去年年底产品上市的,一年时间,我们在家用储能发货超过了3GW时,包括分布几个区域和前面讲的基站供电,还有铅酸铅电超过了30GW时,而且得益于整个大的市场环境,应该说储能领域快速发展,再加上客户对我们技术的认可,大的电站储能对新能源配套储能,今年下半年正式上市,到现在应该全球签约已经超过了2GWh。

第二部分,跟大家一起分享储能行业趋势与挑战,嘉宾也提到了整个行业不管是从发电侧也好,还是用电侧也好,发电侧随着新能源跟风电、光伏它大力的发展,它对储能的诉求逐步成了一种刚需,电动车起来加速了用电侧对储能的诉求。

我们能看到储能最初的前几年它的备用,逐渐转变为主用,非常有感触的,我们2017年时候跟团队,当时就想借助大的新能源场景市场,但是当时我们也是看,整个储能的发展还处于一个比较初期的阶段,因为更多的是一些配套,或者说它可能更多的关注于初始,当时也没有在那个节点介入,但是2019年的时候,带着规划团队,我们是分析了全球24个国家的储能市场商业模式和它主要的方法,我们坚定了信心,能够看到这个市场在不断由原来备用到主动市场,今年更深一些,参与了中东、拉美、欧洲的几个项目,包括国内很多项目能够看到我们真的是储能从备用产品到现在来关注它的LCS。

行业还是面临着不少的挑战,最核心的安全,因为安全的问题不解决,它一直困扰着行业往规模化方向发展,原来我们做几个示范项目是没有问题的,现在储能已经到了规模发展阶段,现在可能几百兆瓦时电站已经不是很大的,很多更大的电站都已经涌现,怎么解决安全的问题,成为摆在整个行业需要迫切解决的事情。

但是整个安全体系涉及到方方面面,有包括电芯、电池它体系的问题,有包括它的电气环境,还有检测和协调控制,全球在过去几年当中发生主要的安全事故,也是基本上涵盖了这么多方面,当然前几年更多出现在韩国,这两年出现在美国国内一些安全事故,2018年韩国储能市场发展最好,也是安全事故最集中涌现的时候,当时我专门去了一趟韩国,看了韩国很多投运电站,跟很多那边系统集成商去沟通探讨这个问题,我觉得这也是我们在其他的包括国内很多地方值得去借鉴和思考的。

储能核心的要解决安全的问题,第二个问题,我们怎么样精细化管理,前些年我们注重储能它只是一个配套作用,没有解决模式化之前,大家相对来说关注比较少一些的,但是到了这个阶段不关注LCS,就必须关注储能电池怎么实现精细化管理,现在最核心的几个问题,电池的串并联,因为电池本身具有不一致性,串联的时候因为我们还不像车更小的系统,尤其往1500V发展,现在这么大的系统,由于这么多电池串并联,怎么解决在电池串联的时候,电池不一致性带来的可用电池容量它没法去充分利用的问题,因为每个电池容量不一样,因为木桶效应把大家都拉下来了。

同样的,我们找了很多项目是在并联的时候,因为我们先串起来再并联,很多并联的时候同样这个问题也很严重,不同电池出厂的时候还好,到了储能系统好几年它的偏流问题还是非常严重的,最终都带来的实际做的100兆瓦电站实际容量很低,我们没有办法发挥它更大的价值,没法降低它的度电成本。

第三,影响LCS的另外一个很关键的要素,就是电池工作温度差异,国内都可以看到西北早些年投了很多电站,海外最早北美、英国有很多调频电量,出现了非常大的共性问题,就是因为电池衰减远远超过它的理论寿命,本质最核心的问题,温度决定它的寿命,现在回过头来看,早些年的电站温升和温差普遍超过10度,甚至超过15度的,最终直接的结果,就是储能电站的寿命远低于预期。

怎么来解决电池的温升,温差的问题,现在也有很多方式,我们目前把这个温升温差怎么控制下来,最终提升电站的寿命,尤其今天在座的是新能源领域的专家,尤其在新能源,不光风电和光伏,本身寿命20多年,30年的寿命,怎么把储能寿命尽量能够去延长,能够匹配新能源它的诉求。

第四,运维,前期电站很多人感受并不是特别深,因为早期电网并网运行了,并没有特点关注它,那是因为没有解决它的投资收益问题,大家对它关注不是很高,但是如果将来储能电站定位的最短时间内稳定投资,它的商业模式能够成立,运维是很重要的一项。

介绍一下我们下半年正式全球推出的最新一代智能组串式解决方案,这个产品,核心思考的要解决的问题,一个是怎么降低投资风险的问题,一个是怎么降低安全风险的问题,投资风险怎么实现SOC更低和使用寿命更长,安全风险怎么实现储能系统它的安全。

这是我们这一代的系统,推出的标准超过了320AH电芯。第一个安全可靠的理念,储能系统在起火失火之后再来做相应的安全消防,更多的它因为没有从本质上解决问题,所以我们一直提的理念叫做主动安全,主动预警,这里边加上我们的保护体系,从电池电芯级别,还有内短路诊断技术,包括电池包级别的,通过优化器怎么实现安全,包括系统级的结合BMS技术怎么实现安全。 

我们云BMS技术在储能最早落地,因为最核心的也是最急迫的解决安全问题,怎么从起火之前,或者电池发生故障之前提前预判并提前切除它的风险,我们应用云BMS技术来进行内部的阻断,实现提前把这个故障诊断出来,同时结合着后边讲的优化器技术,不仅识别出来,而且通过优化器自动切除,这代技术花的时间最久。

将来我们同步推出BMS系统,用私有云和公有云,将来3D化可视化监控,只是其中一个很小的层面,我们更多的借助于能源云BMS搭载的电池生命周期的诊断,包括它的寿命预测和衰减优化分析和安全处理,都会在能源云BMS上进行搭载。

最后是我们系统的可用度,做新能源的朋友都了解,大家很多做投资模型的时候,可用度也是非常好用的指标,我们一直在整个的系统设计之初,怎么围绕这个看影响系统可用度的因素是什么,储能系统会影响几块比较大,还有一个空调坏了,我们一个箱都要停下来。现在围绕几个方面,通过电池包级,通过PCS将来温控系统,通过分布式温控手段最终大幅提升整个系统可用度,最终提升项目收益,降低度电成本。谢谢各位行业专家同仁。

 

(根据速记整理,未经本人审核)