鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：619次 | 2019年06月15日
儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素及BMS的作用
4月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“儲(chǔ)能電站與技術(shù)應(yīng)用（二）專場(chǎng)”，杭州科工電子科技有限公司總經(jīng)理劉愛華在會(huì)上分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵因素及BMS的作用》，以下為演講實(shí)錄：
劉愛華：大家上午好！很高興今天有這么一個(gè)機(jī)會(huì)跟大家做一個(gè)交流。我今天講的可能會(huì)偏技術(shù)，因?yàn)槲冶救艘恢弊黾夹g(shù)出身。儲(chǔ)能發(fā)展到今天應(yīng)該有11年了。我本人是2009年開始做儲(chǔ)能。今天講的PPT可能更多會(huì)從儲(chǔ)能電站、商業(yè)化運(yùn)行包括BMS，會(huì)從這三方面來講。
內(nèi)容包括五個(gè)方面，第一個(gè)是商業(yè)化。儲(chǔ)能電站要發(fā)展，從2010年開始舉辦第一屆儲(chǔ)能大會(huì)，到今天為止，一直是一條上升的曲線。行業(yè)真正要發(fā)展還是要靠商業(yè)化運(yùn)行。我今天會(huì)重點(diǎn)講到商業(yè)化的一些東西。我們公司在商業(yè)化這一塊做了一些案例。第二個(gè)就是商業(yè)化儲(chǔ)能電站到底要怎么做。第三個(gè)，就是科工電子的技術(shù)和產(chǎn)品介紹。第四個(gè)是梯次電池怎么用到商業(yè)化儲(chǔ)能里面去。最后兩分鐘分享一下科工做的1.3GWh的案例。
要大力發(fā)展，可能有三個(gè)因素，政策、技術(shù)和成本。最終圍繞投資回報(bào)。其實(shí)很多人都在說儲(chǔ)能要不要補(bǔ)貼。個(gè)人覺得沒必要要補(bǔ)貼。電動(dòng)汽車一樣，包括早期的光伏，補(bǔ)到一定的程度早晚還是要回歸本原。第二個(gè)就是系統(tǒng)技術(shù)，三大塊，PCS、電池、BMS和EMS。第三塊是系統(tǒng)效率。當(dāng)一個(gè)儲(chǔ)能電站要真正商業(yè)化發(fā)展的時(shí)候，效率非常關(guān)鍵，直接跟功能包括系統(tǒng)成本會(huì)有直接的關(guān)系。剩下的就是整個(gè)后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)。除了建站以外，更多是一個(gè)站要讓它運(yùn)行十年甚至十五年。這過程當(dāng)中，要怎么樣把一個(gè)站做到跑十年甚至跑十五年。我個(gè)人做的最長(zhǎng)的已經(jīng)跑了八九年了。
儲(chǔ)能系統(tǒng)商業(yè)化發(fā)展的第一個(gè)核心就是要系統(tǒng)安全可靠。特別是去年國(guó)網(wǎng)投資了一些電站以后，大家對(duì)安全可靠的關(guān)鍵因素越來越重視。包括江蘇儲(chǔ)能電站做得是最多的。整個(gè)安全會(huì)議至少我參加了五場(chǎng)，都是圍繞安全規(guī)范、安全策略，整個(gè)系統(tǒng)從哪些角度來做到安全，包括消防。消防會(huì)議都討論了至少有四次。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
第二個(gè)因素就是低成本。往往大家會(huì)找偏，一關(guān)注到低成本就把安全忽視了。保證安全系統(tǒng)的前提下怎么樣降低成本。這是我們目前做的這些站的匯總。第一個(gè)是在鉛碳這一塊，比如說削峰填谷。另外一個(gè)就是鋰電，這些價(jià)格是我們做了1.3GWh的電站總結(jié)出來的系統(tǒng)價(jià)格組成，相對(duì)來說接近目前的市場(chǎng)行情，包括鋰電池的平均價(jià)格大概0.85～0.9元左右。三線以下的就不談了，三線以下都有六毛的，甚至五毛都可以做。個(gè)人認(rèn)為這樣的電池是不能用到儲(chǔ)能電站上面來的。我覺得四毛五毛六毛的電池個(gè)人認(rèn)為要值得考慮。從這些數(shù)據(jù)的角度來看，不管是鉛碳還是鐵鋰，我覺得目前的價(jià)格已經(jīng)達(dá)到了可以投資的價(jià)值。前提是這個(gè)站能運(yùn)行十年。中間還不用換電池。如果運(yùn)行十年中間還換電池，肯定收不回成本。
第三個(gè)關(guān)鍵因素，當(dāng)電池和設(shè)備的價(jià)格下降到一定程度的時(shí)候如何降本。這是整個(gè)行業(yè)發(fā)展到一定時(shí)候，大家必須要考慮的問題。降無可降的時(shí)候怎么辦。第一個(gè)要考慮整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指標(biāo)。提高它的指標(biāo)，反過來就是降了它的成本。而且降成本不是降一點(diǎn)點(diǎn)。降設(shè)備成本降十個(gè)點(diǎn)已經(jīng)撐死了。但是整個(gè)系統(tǒng)效率如果提升能達(dá)到五個(gè)點(diǎn)，意味著整個(gè)投資成本的下降，比如一個(gè)站一塊四，意味著投資成本下降了5%。第二個(gè)系統(tǒng)可利用效率。不同的企業(yè)采用不同的電池，可能設(shè)計(jì)的時(shí)候就要配2100度，2200度。多出來的100～200度就是成本。怎么樣把可利用效率提高。效率是儲(chǔ)能電站的全生命周期，不是跑三個(gè)月，跑一年可以達(dá)到90或者95?，F(xiàn)在有一些項(xiàng)目提出要運(yùn)行15年，不換電池。這種情況下可利用效率能達(dá)到多少，這就很關(guān)鍵。
第二個(gè)就是系統(tǒng)效率，轉(zhuǎn)換效率。包括PCS和電池，在座有很多專家都是電池行業(yè)或者PCS行業(yè)的專家。含空調(diào)情況下，在南方或者長(zhǎng)三角，效率到底做了多少。如果效率能提升三個(gè)點(diǎn)四個(gè)點(diǎn)，是不是意味著成本變相地降了三到四個(gè)點(diǎn)。這就非常有意義。電池轉(zhuǎn)換效率、PCS效率、系統(tǒng)集成損耗包括線路損耗?，F(xiàn)在測(cè)下來的有些項(xiàng)目就是83%、84%，但是有些項(xiàng)目就能達(dá)到87%、88%。怎么提升這三個(gè)點(diǎn)，就很關(guān)鍵。這是需要通過一些技術(shù)手段去做的。比如集裝箱內(nèi)部仿真，溫度怎么布控，風(fēng)道怎么設(shè)計(jì)。這是系統(tǒng)問題，這些東西直接影響到空調(diào)開啟的頻率。根據(jù)不同的地域特性，不同的電站，比如新疆、西藏，那個(gè)地方常年低溫，不可能超過35度以上。我的設(shè)計(jì)可能又不一樣?？照{(diào)有一個(gè)特性，制冷效果很棒，但是制熱效果不行。里面的設(shè)計(jì)有很多技術(shù)門檻。
另外一個(gè)，就是整個(gè)系統(tǒng)里的效率。強(qiáng)調(diào)全過程，就算PCS全過程效率至少97%。最終目的都是為了提升整個(gè)系統(tǒng)的成本。另外，至少到目前為止，沒有真正看到太多的為儲(chǔ)能專用的電池，大多數(shù)都是車載直接挪過來。很多電池都是車上用的，乘用車，小一點(diǎn)的大巴，直接用能儲(chǔ)能上。但是車和儲(chǔ)能完全不一樣。至少有十點(diǎn)不一樣，國(guó)標(biāo)行標(biāo)不一樣，層級(jí)架構(gòu)不一樣，電池并聯(lián)容量不一樣，功率相差十倍等等，電源等級(jí)也不一樣。儲(chǔ)能因此要有專用電池，更強(qiáng)調(diào)壽命，要十年、十五年。能量密度要高，循環(huán)壽命要長(zhǎng)，達(dá)到6000次差不多了。正常情況下跑個(gè)十年十五年沒有任何問題。另外就是充放電效率有待提升。充一度電進(jìn)去能放出多少度電。0.5C情況下，國(guó)內(nèi)鐵鋰電池普遍91%-96%左右。可能內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻大小都不一樣。用數(shù)據(jù)說話，這就相差四到五個(gè)點(diǎn)。
我們做BMS的，我會(huì)重點(diǎn)講一下商業(yè)化運(yùn)行需要什么樣的BMS。第一個(gè)，需要儲(chǔ)能專用的BMS。各種BMS現(xiàn)在都一窩蜂地踴進(jìn)來，車載保護(hù)板敢做儲(chǔ)能BMS，通信48V的BMS也直接丟過來。功能沒有問題，性能完全不一樣。各種安全保證，比如多少個(gè)溫度點(diǎn)，這些溫度出現(xiàn)異常的時(shí)候，天天備在那里。保護(hù)板純粹用電壓方式來計(jì)算，很多東西完全不一樣?，F(xiàn)在可能有些用戶用了以后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題了。碰到很多用戶說要用儲(chǔ)能專用的BMS。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
第二個(gè)，不考慮性能的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。你賣一毛二，我賣一毛。一個(gè)企業(yè)不賺錢是不可能的。最終，它能這么低的價(jià)格一定有原因。要么量特別大，要么就是采用了一些低成本的東西。
第三個(gè)，技術(shù)指標(biāo)誤差非常大的BMS很多。SOC不準(zhǔn)偏差巨大，無SOH參數(shù)，電壓和溫度參數(shù)不準(zhǔn)。這些東西是相關(guān)性的。包括很多參數(shù)，均衡是不是假均衡、誤均衡、錯(cuò)均衡。至少在目前階段，這樣的BMS還是很多的。
第四個(gè)，系統(tǒng)不安全的BMS很多，關(guān)鍵時(shí)刻保護(hù)不執(zhí)行的BMS太多。韓國(guó)燒了那么多儲(chǔ)能電站以后，大家越來越關(guān)注儲(chǔ)能電站的安全性。BMS自身短路以后會(huì)不會(huì)燒，外面的電源線短路了，會(huì)不會(huì)燒起來。很多材料是不是阻燃的。另外，電池信息不正常的時(shí)候，報(bào)警是不是及時(shí)，保護(hù)是不是及時(shí)，是不是根本就不報(bào)？至少我個(gè)人認(rèn)為很多站的燃燒是你達(dá)到了燃燒極限值，但是沒有報(bào)，耽誤了最佳報(bào)警和保護(hù)時(shí)間，這有很大的關(guān)系。
第五個(gè)，系統(tǒng)功耗過大。這里面涉及的技術(shù)路線就很多了，不同的BMS技術(shù)路線，功耗會(huì)相差很大，甚至?xí)言疽恢滦院玫碾姵馗愕貌灰恢?，這是要命的事情，很多用戶不知道而已，所以BMS要做好要去做很多很多的細(xì)節(jié)，細(xì)化到管理每一個(gè)電芯的功耗、溫升、電壓、SOC、SOH、電芯的主動(dòng)均衡方式、異常變化情況等等。
如何做好具備商業(yè)化要求的儲(chǔ)能電站？第一，系統(tǒng)安全、性能穩(wěn)定。第二，系統(tǒng)電磁兼容性要好。是不是找個(gè)第三方做個(gè)檢測(cè)就可以了，肯定不是。拿個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告到各種檢測(cè)機(jī)構(gòu)就可以了？差得很遠(yuǎn)。你要真正在實(shí)際的儲(chǔ)能電站上用到底怎么樣。另外一個(gè)，單位Wh投資盈利成本。小于等于1.36元/wh系統(tǒng)成本，按照目前的電價(jià)政策5.5年可收回成本。第四個(gè)，系統(tǒng)工期和維護(hù)成本要低。這一塊在后期是非常關(guān)鍵的。這是在一些實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)拍下來的電磁兼容性的波形。這是比較正常的，這是干擾非常大的。在這樣的環(huán)境下，BMS怎么扛住這個(gè)干擾？
公司介紹就略過，就做了三塊業(yè)務(wù)，第一塊是BMS和就地監(jiān)控，第二塊是梯次電池利用，第三塊是做了系統(tǒng)集成。到2019年2月份，我們做了1.3GWh的儲(chǔ)能電站，比亞迪的沒有算。發(fā)明專利和其他專利32項(xiàng)不多說，第三年不不到就拿到了國(guó)家高新企業(yè)的證書。這是合作伙伴，大概有50多家長(zhǎng)期合作的。這是系統(tǒng)架構(gòu)介紹，我們不需要加任何轉(zhuǎn)換器，本身就支持各種規(guī)約（含IEC61850）。這是儲(chǔ)能BMS需要具備的一些基本功能。電池變化怎么樣，另外就是單位時(shí)間內(nèi)的溫升和電壓，到底有多大變化，有沒有及時(shí)反應(yīng)出來。第二是各種異常，要及時(shí)找出來。人家用你的BMS，這些功能都沒有的話，BMS就起不到太多作用。這是SOC策略，這就比較復(fù)雜。這是SOH，找了相關(guān)曲線，前提是要有大量的歷史數(shù)據(jù)。這是主動(dòng)均衡，這是科工最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。主動(dòng)均衡最大5安培。在很多調(diào)頻站都有運(yùn)用，效率達(dá)到87%、88%。這是跟同行的差異，均衡差異到底在哪里。這就略過，這是我們自己做的就地監(jiān)測(cè)。這是我們的產(chǎn)品，也略過。
我們有兩個(gè)特點(diǎn)，鋰電和鉛碳電池的BMS完全不一樣。梯次利用做了一些分析。這是二次電池做的一些分析，我們做梯次利用做得比較早。2012年就參與在做了。包括現(xiàn)在在南網(wǎng)還搞了一個(gè)比較大的項(xiàng)目，就是國(guó)家最大的一個(gè)梯次利用的項(xiàng)目。這是我們的案例，大概有112個(gè)儲(chǔ)能電站。小的幾十千瓦的就沒去算。比較典型的幾個(gè)說一下，目前海外也做了很多。澳洲、德國(guó)、印度、非洲、美國(guó)、巴西、泰國(guó)、臺(tái)灣，德國(guó)做了50多MWh。今后還有更多國(guó)家，目前還沒有公布出來。這是跟科陸合作的。這是江蘇中能硅業(yè)，還在運(yùn)行，已經(jīng)運(yùn)行了四年多。這是西藏尼瑪?shù)?2MWh，零下25度，這個(gè)項(xiàng)目3年多每天在運(yùn)行。梯次利用也略過。這是跟南網(wǎng)做的863項(xiàng)目。這是無錫星州160MWh項(xiàng)目，運(yùn)行了兩年多。這是印度的調(diào)頻，在2016年做的。這是2016、2017年做的。這是中冶的集裝箱儲(chǔ)能項(xiàng)目160MWh。這個(gè)目前是全國(guó)工藝水平最高的一個(gè)項(xiàng)目，南京移動(dòng)28.8MWh項(xiàng)目。這是寧夏的12MWh，略過。這是新疆的28MWh，BMS都是我們供的。這是跟南瑞做的虛擬同步機(jī)2C儲(chǔ)能集成項(xiàng)目，這是山西長(zhǎng)治9MW調(diào)頻項(xiàng)目等等。謝謝！
