浙江运达风电股份有限公司储能事业部副总经理彭宪州彭宪州:运达风电在行业首创海上风电分布式储能解决方案

能见App 2023年10月18日 3639

2023年10月16日-20日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。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,聚焦中国能源革命的未来。

本届大会以“构筑全球稳定供应链 共建能源转型新未来”为主题,将历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。

10月17日上午,浙江运达风电股份有限公司储能事业部副总经理彭宪州在“新型储能产业高质量发展论坛”上发表了题目为《运达储能产品和解决方案创新实践》的主旨发言。

以下为演讲全文:

各位来宾、各位专家、各位朋友大家上午好,很高兴有这样的一个机会跟大家介绍、汇报一下我们运达风电在储能领域的产品和我们解决方案的创新。

主要还是从三个方面来介绍,一个是我们对于储能市场的一些变化的观察;第二是我们运达在储能领域的技术、产品投入和储备;第三是再介绍一下我们在产品和一些新的场景下的解决方案的介绍。

首先,第一个就是储能市场非常火热,我们也观察了一些市场的变化趋势,首先就是尤其是在新能源侧配上的储能很多,用的比例是比较低的,或者收益机制是没有的,但是我们也看到有一些省份在逐步的推出试点的政策。我们判断整个储能肯定是要用起来、去参与交易、去给客户创造价值,这肯定是一个大的趋势。

    第二个方面就是储能电站单站的规模逐步呈现一个超大化的趋势,很早之前,2020年之前作为十几个兆瓦时的项目就觉得不小了,早的时候是几个兆瓦时、几十个兆瓦时。近两年,百兆瓦时的项目遍地开花,包括几GWh的项目也是很多。我们储能单元电池电芯整个数量都是从几十个到几百个的数量增长,这对我们的整个系统的安全、系统的控制无形中提高了更多要求。

    在整个新能源侧,特别是大基地的新能源的风光占比会逐步提升,相应的,配套的储能在整个的储能领域的占比也会提升,甚至会占据一个主导的地位。在这种三北区域环境比较恶劣、电网比较薄弱,对储能系统的环境适应性实际上也有一些侧重的要求。

    基于这样一些市场的变化,不管是什么设备要用起来,大家肯定对储能的性能,不单纯是一个初始投资的成本,会对它的安全性方面有更多的关注、要求。

    针对刚才几个方面,我们也梳理了几个关键点。首先是安全,第二个就是大家对初始投资、运维的成本、可发电量、可利用率会逐步的关注起来,提更多的要求。相应地,电站规模越来越大,对于系统的智能化的要求也越来越高,从运维的角度、从后期的收益、交易的角度,对我们智能化有更多的要求。还有我们一些三北、海上风电的应用场景,对于环境的适应性、电网的适应性也会有很高的要求。

    运达从2018年就开始研究储能的应用,包括分布式、集中式、组串式。比如说我们集中式的产品迭代了三代,我们也推出我们先的5兆瓦时的产品,以及工商业的产品、分布式的产品。

    首先,针对大家关注的几个重点,我们在技术上做了一些投入。首先是安全,当然我们目前是以锂电池为主,锂电池我们也跟一些电芯厂有合作,因为电芯本身的技术迭代发展也是比较快的,在安全性上的提升,我们有一些合作开发,怎么提升它的本质安全,从电芯层面,我们有一个更高安全性的系统层面的推出。

    电芯来了之后,通过一系列的筛选、评估、配组,包括我们在产线上的评估之后,我们到储能电站上应用的时候,我们对电池的状态肯定是要做一个全时间段的监测,但是这个监测,除了常规的电芯可以监测,我们还针对一些特殊的失效模式做测试,电池漏液、系统的漏液也有相应的方案融入到我们的设备系统里面。

    包括我们做一些柔性的控制,我们电池的功率怎么作为一个更柔性的控制,电池有一个更舒适的环境。另外一个更重要的是电池安全的诊断和预警。核心还是围绕电池的老化和安全失效的模型,针对一些电池的内阻移长、电池本身其他因素导致电池热失控的电池监测和预测,我们都有一些相应的技术和平台,当然也在持续的提升它的准确度。

    除了电池之外的话,我们跟PCS、EMS、消防也是一个智能的联动,来保障我们的整个设备和系统能够更好的协同、更快地进入安全的状态。在一些极端情况下,首先我们消防的措施肯定还是要具备的,首先我们也是在新的产品里引入了我们PACK级的消防,整个系统是三个层级的保护,PACK级的消防让我们更聚焦针对我们的失效点,可以把我们监测的手段和我们药剂喷射的手段多次喷射,更加聚焦,提升整个系统的安全技术。

    除了常规的技术之外,我们还有一些其他的技术。比如说现在方形铝壳都有爆破,这个声音非常的刺耳、非常容易识别,我们会有对于电池阀失效的监控,可以提前20分钟对我们的失效采取措施。

    另外锂电池它的工作环境应该说是一个相对比较娇贵的体系,它对工作环境、倍率、温度的敏感。一般情况下差5度、差10度,对它的寿命、电芯能有比较大的影响。尤其是现在我们集成度越来越高,5000支电芯在里面没有办法计算。我们集中式、组串式怎么提升集中性,我们有一些很明显的木桶效应,我们也是针对几个层级在电芯层面筛选电芯,做一个动态的低成本的配置方案。在我同一个场站我们电芯怎么有一个更好的一致性。

    在电池簇的层面,我们通过BMS、通过热管理的手段提升温差的一致性。到了系统层面,我们也可以有很多的拓扑结构的配置,集中式的、组串式的我们也做一些仿真、结构的、热的、热电联动的,我们不光是割裂开来看热管理,让我们的系统有更好的精细化的监控和控制。

    这个是我们的热管理,不管是PACK、系统、簇,我们都有保护的动态的热管理的技术,来快速地支撑我们的设计和迭代,包括我们快速的产品开发周期,目前我们液冷的产品,底部液冷管PACK是0度以内,系统级是5度以内的温差。

接下来因为集成的话涉及到多学科、多专业,尤其是在智能的一些控制技术方面。首先我们在BMS这方面搭建团队,研究怎么去把一些其他的领域,比如动力领域,相对成熟的技术和方案应用到储能的应用上。

我们在行业首先应用的水池、PID的算法提升我们整个的功率控制能力。还有一些高精度的SOH的算法,进行一个精度的提升,有了这些基础我们对于电池的安全的状态、基础的性能、安全的预警可以进到一个很好的效果。

    除了直流侧本身之外,我们认为,整个储能要配合我们电源侧、负荷侧,所以它需要去做交易、去做服务,需要一个综合的能源管理平台。所以我们也在持续的打造综合管理的平台,不单纯是我们新能源侧的设备,包括负荷侧的综合能源管理平台。基于公司在新能源侧近50年的产业化,包括项目的运营管理的基础来提升我们整个对于整个能源管理平台更高的一个性能。

    我们就要更好的把储能用起来,怎么更好的在电力交易平台的辅助下,来提升我们的整个的效率也好、收益也好,我们运达的电力交易平台主要还是基于我们高精度的风电的功率预测、负荷的预测,结合每个省的份额不同的政策,包括现货的电价的预测,基于本身这个平台的交易预测和协同控制的技术,能够提供给我们交易源或者是更好的申报策略,让我们不管是光伏电站、配套储能有一个更好的交易。

    以山西的方储为例。我们的工作人员可以减少到2个人,有两个人就可以管到我们整个省份的电的交易,我们在收益上以100兆瓦的储能电站做测试,经过了一年,跑下来累计的结算是可以增加20万的收益,一年有400多万的收益,这也是一个收益的提升。

   环境的适应性上,三北区域、电网比较薄弱的区域,基于公司过去多年来在新能源侧、在风电侧的实践,我们新能源加储能可以更好的提升构网的技术,包括我们的电力支撑可以提供的这些技术。

    针对环境适应性我们提到典型的工况,三北的沙戈荒它的温差比较大、风沙大、冬季非常寒冷这种情况,我们也有相应的定制化的方案,包括一些专业的技术、防风沙,包括相变的材料用在我们的舱体之内减少外界的温度的冲击,让我们里面的设备、电池有一个更好的环境、更舒适的环境,怎么减少辅助电源的投入。

    像一些高盐雾的、高湿度的,甚至高腐蚀的这些区域,比如说在海上。海上风电配储的这种我们也有相应的解决方案。比如说我们的舱体做到比较高的级别的防腐,舱体内我们怎么去通过新的环境控制的设备和方案,来降低整个的内部腐蚀。

接下来再简单介绍一下储能的产品和创新的方案。从2018年开始到现在有比较丰富的产品,可以满足不同场景的客户的需求。比如说我们陆上的电源侧、电网侧的大储的产品,包括工商业用户侧的产品,包括我们在海上的小的分布式的产品。

接下来介绍一下我们在海上的产品。在东部和东南部漫长的海岸线上,很多区域有抗台的需求,大部分城市也提出了海风电配储的需求。放一个集中式的储能实际上要配两套设备但是利用率不高,但是我们首创了海上风电配储分布式方案,它有一套储能的设备就能满足两种需求,还不用加配储的电网的要求。

这种方案下的关键挑战和技术难度在哪里?首先是系统的控制,都是相对独立的,虽然说在位置上是在一起,但是从控制上、类型上、管理上都相对独立,同时是深度融合的。深度融合是一个方面,我们还做到了不同场景的应用,不单单是风储本身的融合,还要兼顾到电网的辅助的要求,它深度融合多场景的控制技术是我们比较核心的一个能力。

    在海上的工况下,可靠性的要求非常高,因为海上工况湿度、腐蚀是非常强的。所以我们怎么去做防腐蚀一系列的设计,并且在台风来了要断电的情况下,我怎么提升系统的供电的可靠性、安全性。因为我的储能设备跟机组放在一起,出了事情,很难人第一时间达到现场,本身多重的安全设计就非常的重要。

    海上风电分布式储能解决方案对客户来讲有很多的价值点。推出来之后,很多业主单位非常感兴趣,并且有的项目已经在落地投运。首先会节约初始投资上,因为传统的是柴油发电机加上节约式储能。我们新方案相当于是一套设备可以满足两组功能,在初始投资上、辅助的功能上、辅助的电气设备上有提升。电网的友好性更强,因为我的储能设备和风电风机本身就融合在一起,对我们的风电风机的质量、电网调度的要求,可以做更灵活的设计和调控。更智能、更便捷,在不同的工况下可以完成调峰、调频的需求。

    我们用了新的海上分布式的方案之后,我们从投资、初始设备、电网友好性、控制、运维的便捷性上都有了很大的提升,而且我们在抗台备电具有很好的可靠性。

    我们运达持续的在无论是风电、新能源、储能我们有充分的技术的投资和创新,我们也希望新的方案为客户提供更好的服务,我们也助力我们零碳新时代的发展,谢谢大家!

    

(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)

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