鉅大LARGE | 點擊量：1981次 | 2020年03月12日
北京索英電氣董事長王仕城：PCS在電網(wǎng)側儲能中的要求和應用
2019年五月18-二十日，中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟、我國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，北京索英電氣技術有限公司董事長王仕城在會上發(fā)言。
作為電網(wǎng)側儲能論壇的聯(lián)合主辦放，衷心感謝各位犧牲周末的時間蒞臨本次會議。還要感謝演講嘉賓們精彩演講，還要感謝來所一天的辛勤工作，正是各位的參與讓此次會議成功的召開。
前面分享了電網(wǎng)側儲能為何要做，對系統(tǒng)的一些要求。我們?yōu)楹我鲭娋W(wǎng)側儲能的問題已經(jīng)得到解答，電網(wǎng)側儲能對系統(tǒng)的要求、對產(chǎn)品的要求是什么?以及PCS在這里面如何應對這些需求。我今天想和大家分享我們的看法。
下面就開始我的演講，我的演講題目“PCS在電網(wǎng)側儲能中的要求和應用”。
下面簡單匯報一下索英電氣。索英電氣是2002年成立，希望成為最具價值的清潔能源和節(jié)能技術創(chuàng)新引領者。期望通過我們不斷努力，能夠提升清潔能源的占比和能源使用效率，而使得我們能夠擁有更加美好的生活和環(huán)境。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這是我們的創(chuàng)新之路。我們從國內(nèi)最早太陽能并網(wǎng)逆變器到國網(wǎng)最早從事光儲業(yè)務的公司，以及到電網(wǎng)側儲能，已有了超過100MW的業(yè)績。
索英電氣從2009年開始儲能PCS研究，目前在電網(wǎng)側、電源側、用戶側都有了大量應用，不管是高原、海島、并網(wǎng)、離網(wǎng)、火電、新能源場景都有覆蓋，有過百個工程，這是應用案例，時間關系不多講。
這是我們包括儲能車更多的應用。從十年的儲能應用之中，我們有了多能互補、多種應用場景、多種應用模式的研究。在主網(wǎng)、配網(wǎng)、微網(wǎng)上面的應用，也有新能源發(fā)電等等這些方面的應用。電化學儲能，不管是鋰電、鉛碳、鉛酸、超級電容等等這些儲能技術都有應用。經(jīng)過18年電網(wǎng)的技術沉淀，對電力電子的特性有了自己的理解。在儲能系統(tǒng)和EMS上面有了大量實際應用的經(jīng)驗。
通過我們大量工程的總結，我們對電網(wǎng)側儲能有了一些自己的理解。我們先看看電網(wǎng)側儲能一些特點和要求。
儲能在系統(tǒng)里面的價值大家很清楚。儲能系統(tǒng)是未來電力的核心設施，在發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)都有自己的應用。我們今天探討電網(wǎng)側儲能，從資源綜合利用環(huán)節(jié)，在電網(wǎng)側配置儲能應該是綜合效率最高的一種。因為在這里面，會有一些集群的效應，都和電網(wǎng)有一些交互。不管是銷售端的電網(wǎng)還是用端的電網(wǎng)。
電網(wǎng)側的特點，它是多模式、多功能。在電網(wǎng)側的應用里面有調(diào)頻、調(diào)峰，也有一些特殊的綜合功能的要求。
在電站的規(guī)模層級上面，有數(shù)MW一直到數(shù)十MW，一直到百MW這個層級，它的規(guī)模是很大的。
執(zhí)行地點，現(xiàn)在主流的應用是變電站的應用，一般在負荷集中區(qū)用電比較多的區(qū)域。相應這些區(qū)域經(jīng)濟比較發(fā)達，土地成本有比較大的機會成本。很重要的一點，目前電網(wǎng)側儲能的政策是不太明朗的，還要大家做一些積極的探索。
我PCS在整個儲能系統(tǒng)里面是一個最關鍵的部件，也是整個系統(tǒng)里面在功率層面是唯一的一個主動元件。
PCS系統(tǒng)如何做到安全可靠?從上一張圖可以看到它的架構位置，在這個情景下，要和電池進行快速有效的互動，電池系統(tǒng)在整個儲能系統(tǒng)里面成本最高，同時它的使用邊界條件要求比較多，我們電池系統(tǒng)有大量的EMS有一系列的其他的防護，包括系統(tǒng)級的防護。這樣的話PCS要和EMS之間進行快速地通信，獲得相互的信息，能夠及時的進行合理的動作，不躍線，保證基礎的安全。同時還要有一些預防通信失靈或者出錯的措施。
另外一點，PCS還要快速地接受本地的EMS的調(diào)度，要及時響應，尤其大規(guī)模的時候要有相互的協(xié)調(diào)。
我們現(xiàn)有的變電站，剛剛江蘇的專家也提出，要快速地調(diào)度?，F(xiàn)在已經(jīng)是從秒級到毫秒級了，響應的先后順序很可能影響后續(xù)的決策?，F(xiàn)在已經(jīng)上到百MW級別的變電站，我們對PCS主動調(diào)頻的要求，在PCS相互之間判斷延時偏差或者響應速度的偏差，有可能導致系統(tǒng)的振蕩。這個和系統(tǒng)的聯(lián)接阻抗的極小情況有可能快速放大，未來隨著功率的放大，相應的安全風險控制不好的情況下，有可能發(fā)生一些引起我們極大關注的風險。
我們這里面來看，PCS要自身能夠快速地響應，主動的調(diào)頻，沒有傳統(tǒng)的宣傳慣量，許多快速響應，包括接受調(diào)度。我們可以在10毫秒就完成充到放的切換，這是產(chǎn)品目前具備的性能。在接受外部調(diào)度的情況下，接受調(diào)度指令到系統(tǒng)完成響應可以在30毫秒以內(nèi)完成。這樣的話，就為全站進行取消SVG或者無功補償，或者未來全站響應的工業(yè)調(diào)度供應了比較好的技術支撐。目前儲能系統(tǒng)或者PCS也已經(jīng)有了一些標準，我們將TUV、電科院、G59相應的認證都做過了。
如何提升儲能系統(tǒng)的技術經(jīng)濟性。我們很多時候對系統(tǒng)的理解是什么樣的?大家都談到了初投資，其實經(jīng)濟性和初投資成本是兩個概念，經(jīng)濟性，我們要從使用的角度上來看這件事，什么意思呢?度電成本是里面的核心。在變電站里面有一次每年響應的構建來成本的，系統(tǒng)的效率提高會顯著地提升，多點成本或者減少響應的成本。系統(tǒng)的體積占比和技術性能等等都會影響系統(tǒng)的效率。比如PCS的轉換效率每提升1%，儲能系統(tǒng)吞吐效率提升2%，在電站里面有一些調(diào)峰的應用，相應的吞吐效率就會提升2%，有可能投資回報率提升1%-2%。
我們在這個系統(tǒng)里面看，目前的變電站儲能或者電網(wǎng)儲能應用，大部分的情況是PCS，成本占比不超過10%。而PCS在市場供應平均價格上下波動一般不會超過1%。而因為系統(tǒng)里面選擇了一些配置適當?shù)牟考?，會導致在輔助功能上面的投入有可能3-5。這里面有哪幾方面的安全的投入，安全防護、散熱、相應的響應速度、新增額外的二次投入，運行維護相應的投入都會新增。
如何來提升系統(tǒng)的效率?剛才說的效率很重要。在這里面我們現(xiàn)在已經(jīng)有兩電平做到三電平，這樣的話相應的速率、體積、成本都會得到改善。索英電氣最早提出單極的結構，這樣的話整體的效率會得到提升。
我們現(xiàn)在為了更好的進行場地的應用，系統(tǒng)地尺寸在不斷地下降。作為一個真實的工程案例引進的分享，我們看到江蘇一期和二期的項目，這是一期我們做得鎮(zhèn)江的項目，這里面配有了SVG、PCS相互之間通過分電變壓器，響應速度是秒級的。我們在二期的時候PCS來取代了SVG。同時為了更好的應用PCS之間進行了并聯(lián)。相應的進入了站房，空間利用會更好，響應速度了百毫秒級。
小結：
第一點，電網(wǎng)側儲能才剛剛起步，系統(tǒng)應用和部件都還沒有形成成熟的產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在在這種場景下還不能夠用搭積木的方式來進行系統(tǒng)采購或者是招標，或者是做系統(tǒng)集成，這是有風險的一個應用。這一點目前還沒有真正超過一年的百兆瓦級或者百兆瓦時級的運行，而電池系統(tǒng)很多的退化是一個逐步老化、劣化的過程，大家在這一點上面應該要靜下心來，比如我們的電池系統(tǒng)它的差異化要通過多少次循環(huán)以后，才會逐步被放大。還有一些產(chǎn)品也是要經(jīng)過長期的老化，才會出問題。
第二點，儲能是一個系統(tǒng)化的工程。要從安全性、可靠性、技術經(jīng)濟性多個角度進行系統(tǒng)化的考慮。不能單純以初投資的大小進行簡單化的決策。我們再看看初投資的技術經(jīng)濟性這一點，其實是根據(jù)使用來倒推的，從使用的角度反饋來看。
第三點，PCS在儲能系統(tǒng)成本中的占比不大，但是對整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，以及長期的收益起著關鍵的作用。PCS是電網(wǎng)側儲能的關鍵部件，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早期，更應該選擇技術成熟、性能穩(wěn)定、工程經(jīng)驗豐富的合作伙伴，讓大家共同推動產(chǎn)業(yè)往健康穩(wěn)定的方向來發(fā)展。等產(chǎn)業(yè)到了一定的成熟程度，技術可以被各家來掌握，才是整個系統(tǒng)的經(jīng)濟技術性能夠得到更好提升的下一個階段。這個階段我們期望整個產(chǎn)業(yè)在電網(wǎng)公司，給我們整個市場一個好時機的時候，大家珍惜并加以呵護，讓我們當下相對很有希望，又比較脆弱的市場，能夠得到健康的成長。
