4月24-26日,由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“儲能電站與技術(shù)應(yīng)用(二)專場”,杭州科工電子科技有限公司總經(jīng)理劉愛華在會上分享了主題報告《儲能商業(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機(jī)會跟大家做一個交流。今天講的PPT可能更多會從儲能電站、商業(yè)化運(yùn)行包括BMS,會從這三方面來講。

內(nèi)容包括五個方面,第一個是商業(yè)化。儲能電站要發(fā)展,從2010年開始舉辦第一屆儲能大會,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。第二個就是商業(yè)化儲能電站到底要怎么做。第三個,就是科工電子的技術(shù)和產(chǎn)品介紹。第四個是梯次電池怎么用到商業(yè)化儲能里面去。最后兩分鐘分享一下科工做的1.3GWh的案例。

要大力發(fā)展,可能有三個因素,政策、技術(shù)和成本。最終圍繞投資回報。其實(shí)很多人都在說儲能要不要補(bǔ)貼。個人覺得沒必要要補(bǔ)貼。電動汽車一樣,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)一個儲能電站要真正商業(yè)化發(fā)展的時候,效率非常關(guān)鍵,直接跟功能包括系統(tǒng)成本會有直接的關(guān)系。剩下的就是整個后續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)。除了建站以外,更多是一個站要讓它運(yùn)行十年甚至十五年。這過程當(dāng)中,要怎么樣把一個站做到跑十年甚至跑十五年。我個人做的最長的已經(jīng)跑了八九年了。

儲能系統(tǒng)商業(yè)化發(fā)展的第一個核心就是要系統(tǒng)安全可靠。特別是去年國網(wǎng)投資了一些電站以后,大家對安全可靠的關(guān)鍵因素越來越重視。包括江蘇儲能電站做得是最多的。整個安全會議至少我參加了五場,都是圍繞安全規(guī)范、安全策略,整個系統(tǒng)從哪些角度來做到安全,包括消防。消防會議都討論了至少有四次。

第二個因素就是低成本。往往大家會找偏,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。第一個是在鉛碳這一塊,比如說削峰填谷。另外一個就是鋰電,這些價格是我們做了1.3GWh的電站總結(jié)出來的系統(tǒng)價格組成,相對來說接近目前的市場行情,包括鋰電池的平均價格大概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。個人認(rèn)為這樣的電池是不能用到儲能電站上面來的。我覺得四毛五毛六毛的電池個人認(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,我覺得目前的價格已經(jīng)達(dá)到了可以投資的價值。前提是這個站能運(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。

第三個關(guān)鍵因素,當(dāng)電池和設(shè)備的價格下降到一定程度的時候如何降本。這是整個行業(yè)發(fā)展到一定時候,大家必須要考慮的問題。降無可降的時候怎么辦。第一個要考慮整個系統(tǒng)設(shè)計的指標(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)備成本降十個點(diǎn)已經(jīng)撐死了。但是整個系統(tǒng)效率如果提升能達(dá)到五個點(diǎn),意味著整個投資成本的下降,比如一個站一塊四,意味著投資成本下降了5%。第二個系統(tǒng)可利用效率。不同的企業(yè)采用不同的電池,可能設(shè)計的時候就要配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。效率是儲能電站的全生命周期,不是跑三個月,跑一年可以達(dá)到90或者95?，F(xiàn)在有一些項目提出要運(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,在南方或者長三角,效率到底做了多少。如果效率能提升三個點(diǎn)四個點(diǎn),是不是意味著成本變相地降了三到四個點(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。現(xiàn)在測下來的有些項目就是83%、84%,但是有些項目就能達(dá)到87%、88%。怎么提升這三個點(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。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,那個地方常年低溫,不可能超過35度以上。我的設(shè)計可能又不一樣?？照{(diào)有一個特性,制冷效果很棒,但是制熱效果不行。里面的設(shè)計有很多技術(shù)門檻。

另外一個,就是整個系統(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,直接用能儲能上。但是車和儲能完全不一樣。至少有十點(diǎn)不一樣,國標(biāo)行標(biāo)不一樣,層級架構(gòu)不一樣,電池并聯(lián)容量不一樣,功率相差十倍等等,電源等級也不一樣。儲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,達(dá)到6000次差不多了。正常情況下跑個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,國內(nèi)鐵鋰電池普遍91%-96%左右?？赡軆?nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻大小都不一樣。用數(shù)據(jù)說話,這就相差四到五個點(diǎn)。

我們做BMS的,我會重點(diǎn)講一下商業(yè)化運(yùn)行需要什么樣的BMS。第一個,需要儲能專用的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,比如多少個溫度點(diǎn),這些溫度出現(xiàn)異常的時候,天天備在那里。保護(hù)板純粹用電壓方式來計算,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)這個問題了。碰到很多用戶說要用儲能專用的BMS。

第二個,不考慮性能的低價競爭。你賣一毛二,我賣一毛。一個企業(yè)不賺錢是不可能的。最終,它能這么低的價格一定有原因。要么量特別大,要么就是采用了一些低成本的東西。

第三個,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、錯均衡。至少在目前階段,這樣的BMS還是很多的。

第四個,系統(tǒng)不安全的BMS很多,關(guān)鍵時刻保護(hù)不執(zhí)行的BMS太多。韓國燒了那么多儲能電站以后,大家越來越關(guān)注儲能電站的安全性。BMS自身短路以后會不會燒,外面的電源線短路了,會不會燒起來。很多材料是不是阻燃的。另外,電池信息不正常的時候,報警是不是及時,保護(hù)是不是及時,是不是根本就不報?至少我個人認(rèn)為很多站的燃燒是你達(dá)到了燃燒極限值,但是沒有報,耽誤了最佳報警和保護(hù)時間,這有很大的關(guān)系。

第五個,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)化到管理每一個電芯的功耗、溫升、電壓、SOC、SOH、電芯的主動均衡方式、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。是不是找個第三方做個檢測就可以了,肯定不是。拿個實(shí)驗(yàn)報告到各種檢測機(jī)構(gòu)就可以了?差得很遠(yuǎn)。你要真正在實(shí)際的儲能電站上用到底怎么樣。另外一個,單位Wh投資盈利成本。小于等于1.36元/wh系統(tǒng)成本,按照目前的電價政策5.5年可收回成本。第四個,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的儲能電站,比亞迪的沒有算。發(fā)明專利和其他專利32項不多說,第三年不不到就拿到了國家高新企業(yè)的證書。這是合作伙伴,大概有50多家長期合作的。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,另外就是單位時間內(nèi)的溫升和電壓,到底有多大變化,有沒有及時反應(yīng)出來。第二是各種異常,要及時找出來。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)。這是主動均衡,這是科工最大的一個優(yōu)勢。主動均衡最大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。這是我們的產(chǎn)品,也略過。

我們有兩個特點(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)還搞了一個比較大的項目,就是國家最大的一個梯次利用的項目。這是我們的案例,大概有112個儲能電站。小的幾十千瓦的就沒去算。比較典型的幾個說一下,目前海外也做了很多。澳洲、德國、印度、非洲、美國、巴西、泰國、臺灣,德國做了50多MWh。今后還有更多國家,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,這個項目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項目。這是無錫星州160MWh項目,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能項目160MWh。這個目前是全國工藝水平最高的一個項目,南京移動28.8MWh項目。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儲能集成項目,這是山西長治9MW調(diào)頻項目等等。謝謝!