2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。
本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。
在儲(chǔ)能與新能源融合發(fā)展論壇上，新疆金風(fēng)科技股份有限公司劉巍巍發(fā)表了題為《懂業(yè)主、知電網(wǎng)、慧交易——金風(fēng)科技打造“3D”智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)》的主題演講。
以下為演講原文：
劉巍?。捍蠹疑衔绾?，由我來(lái)代表金風(fēng)科技做一個(gè)懂電網(wǎng)、知電網(wǎng)、慧交易的儲(chǔ)能解決方案的分享。我們知道中國(guó)現(xiàn)在正在向全世界承諾實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，在這個(gè)目標(biāo)下可再生能源占比會(huì)進(jìn)一步加大，并且這種消納并網(wǎng)的問(wèn)題會(huì)一直出現(xiàn)，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，我們具體要做什么，我們能看到，全國(guó)各個(gè)省份都出臺(tái)相關(guān)的一些儲(chǔ)能，包括儲(chǔ)水蓄能的政策。在市場(chǎng)端，我們儲(chǔ)能在源側(cè)、網(wǎng)側(cè)和負(fù)荷側(cè)都逐漸有大量應(yīng)用。
目前，許多省份都出臺(tái)政策要求配置儲(chǔ)能比例，尤其是針對(duì)電源側(cè)，比如風(fēng)電和光伏。另外，在全國(guó)裝機(jī)量上也是逐年攀升，尤其我們預(yù)測(cè)到2025年整個(gè)新增裝機(jī)應(yīng)該達(dá)到接近23.15GW時(shí)這樣一個(gè)規(guī)模。
儲(chǔ)能給我們帶來(lái)什么樣的思考？我想說(shuō)幾個(gè)重要的互動(dòng)一下。第一是儲(chǔ)能對(duì)業(yè)主來(lái)說(shuō)是不是一個(gè)靜默成本。第二，儲(chǔ)能現(xiàn)在的這種占地面積安全、效率以及使用的使命是否具備經(jīng)濟(jì)性。第三，儲(chǔ)能對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是否起到足夠的支撐作用，它所帶來(lái)的電網(wǎng)效果，面臨新型電力系統(tǒng)的效果是否能達(dá)到預(yù)期，并且能夠被電網(wǎng)接受。
我們的答案是，通過(guò)業(yè)主的視角來(lái)看，我們期待著說(shuō)更小占地的儲(chǔ)能，更安全的長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能；從電網(wǎng)角度來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能應(yīng)該具備更強(qiáng)的電網(wǎng)支撐能力，更快的指令響應(yīng)，可以做更多的輔助服務(wù)；從交易來(lái)說(shuō)，我們也認(rèn)為是儲(chǔ)能今后會(huì)有一個(gè)比較好收益，能夠投資回收回來(lái)的一個(gè)主要的途徑，我們認(rèn)為儲(chǔ)能應(yīng)該去參與現(xiàn)貨，日內(nèi)、日前的交易，來(lái)實(shí)現(xiàn)保值增值。
從業(yè)主視角，昨天金風(fēng)科技在展會(huì)上發(fā)布了新一代的智慧型儲(chǔ)能。它的主要特點(diǎn)是，占地小，效率高，通過(guò)幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)特點(diǎn)：一是1500V的系統(tǒng)，這是現(xiàn)在一個(gè)行業(yè)的趨勢(shì)，它會(huì)有更高的效率和更低的成本；二是大型電池pack和大功率變流器；三是高效的液冷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低功耗和長(zhǎng)壽命；四是戶外全隔離設(shè)計(jì)，包含兩方面，一個(gè)是電氣隔離，一個(gè)是物理隔離，這個(gè)跟整個(gè)系統(tǒng)的安全性息息相關(guān)；五是我們一直秉承的直流零并聯(lián)或者少并聯(lián)技術(shù)；六是電池包級(jí)的滅火和水幕隔離消防，可選項(xiàng)添加，也是我們對(duì)系統(tǒng)，或者說(shuō)對(duì)這個(gè)行業(yè)的一個(gè)理解。
這個(gè)系統(tǒng)包含三個(gè)主要的設(shè)備，第一是標(biāo)準(zhǔn)的戶外型電池柜，里面是1500V液冷系統(tǒng)，這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從電芯到電池、系統(tǒng)的一個(gè)全新的完全自主設(shè)計(jì)。第二個(gè)是高壓的變流器，純戶外型的。第三，還是我們比較擅長(zhǎng)的管理系統(tǒng)，這個(gè)管理系統(tǒng)也和風(fēng)電場(chǎng)在風(fēng)儲(chǔ)耦合上做了很多的實(shí)踐和驗(yàn)證。
這套系統(tǒng)它高的靈活性以及高的能量密度體現(xiàn)在了它的占地上，以2.3MWh標(biāo)準(zhǔn)的40尺集裝箱為例，同樣配置容量下，新系統(tǒng)面積占減少了50%，另外模組容量提升了1倍，在1500V設(shè)計(jì)大的框架下，變流器功率提升了60%，單簇的電池容量提升了50%。
安全設(shè)計(jì)方面，我們一直秉承直流零并聯(lián)，杜絕單純的故障點(diǎn)，相較于直并聯(lián)的方式故障點(diǎn)會(huì)減少，擁有更高的安全性，故障冗余可利用率提升2個(gè)百分點(diǎn)，故障停機(jī)容量降低66%。這些都是從業(yè)主的視角去討論，怎樣幫助發(fā)電設(shè)備更穩(wěn)定可靠運(yùn)行，包括出了故障以后我們?cè)鯓幼屧O(shè)備整體的在線率維持高水準(zhǔn)。
直流不并聯(lián)情況下，系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了無(wú)電池環(huán)流。很多儲(chǔ)能電站出事故的狀態(tài)，電池充滿電以后，各個(gè)電池的電壓不太一樣，并聯(lián)的時(shí)候，高的電壓會(huì)向低的電壓進(jìn)行反向充電，在直流側(cè)因?yàn)楸Ｗo(hù)狀不成熟或者不可靠，所以會(huì)給低的電壓帶來(lái)更大的電流沖擊，這種問(wèn)題是我們希望通過(guò)不并聯(lián)方式能夠有效從電氣上做一些解決方案。
包括剛才電池柜里面我們一個(gè)包，一個(gè)消防，高效的滅火，包的消防現(xiàn)在已經(jīng)算是主流廠家一個(gè)新的比較常規(guī)的設(shè)計(jì)方案，在這個(gè)里面其實(shí)還是看一個(gè)包消防可靠性和它動(dòng)作的準(zhǔn)確性。同時(shí)通過(guò)單簇柜體的設(shè)計(jì)，還有在防火方面加入了分割型水幕消防系統(tǒng)，如果發(fā)生了危險(xiǎn)或者燃燒，我們水幕消防并不會(huì)針對(duì)起火的電池簇進(jìn)行噴灑，而把它周圍的進(jìn)行水幕降溫，直到起火電池簇把自己的能量完全釋放完為止，這樣避免了次生災(zāi)害發(fā)生。另外融合了多項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，包括三電平變流器技術(shù)，提升了效率1%到2%，還有獨(dú)有的模塊休眠技術(shù)，這個(gè)可以整個(gè)提升系統(tǒng)效率3%到5%。另外還有液冷散熱技術(shù)等等。
我們一直秉承拿出一個(gè)更低的全生命周期內(nèi)的搬移度電成本，在零并聯(lián)的技術(shù)加持下，我們系統(tǒng)壽命，或者說(shuō)電池簇一致性得到了很大的提升，這也是行業(yè)比較公認(rèn)的一種技術(shù)路線。
除了儲(chǔ)能系統(tǒng)本體以外，實(shí)際上儲(chǔ)能更多的還是要跟我們的電網(wǎng)緊緊進(jìn)行交互，它主要的特點(diǎn)前面幾位同仁也都講到了，包括有功支撐，無(wú)功支撐，還有弱電網(wǎng)適應(yīng)性。
我簡(jiǎn)單說(shuō)一下，金風(fēng)科技這邊在RTDS仿真方面投入了大量資源，擁有全國(guó)現(xiàn)在最先進(jìn)的仿真平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)加持下，以及我們?cè)诒狈降貐^(qū)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)證驗(yàn)證下，風(fēng)機(jī)加儲(chǔ)能一次調(diào)頻，包括及加儲(chǔ)能這種虛擬慣量和阻尼，這些都經(jīng)過(guò)了實(shí)踐的檢驗(yàn)和驗(yàn)證，有相關(guān)的報(bào)告支撐。
同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償以及低壓、高壓，高電壓的穿越能力。還有弱電網(wǎng)適應(yīng)性，剛才有提到低的短路比也是我們最關(guān)心的，因?yàn)樵诎闹奘袌?chǎng)，我們風(fēng)機(jī)在1.03，甚至1.02這樣的低短路比以下如何進(jìn)行并網(wǎng)是金風(fēng)科技這五年面臨最大的一個(gè)技術(shù)難題，通過(guò)很多技術(shù)人員的不斷努力，以及儲(chǔ)能的加持，我們現(xiàn)在在澳洲風(fēng)電并網(wǎng)上面已經(jīng)獲得了很大的成功，同時(shí)這種技術(shù)也會(huì)不斷地植入到國(guó)內(nèi)項(xiàng)目當(dāng)中。
這是除了剛才說(shuō)的三大技術(shù)以外，還包含跟蹤計(jì)劃曲線，這是風(fēng)電場(chǎng)配套儲(chǔ)能以后實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，能夠看到風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合出力之后的曲線，得到了很大的改善。
以及輔助服務(wù)，通過(guò)加持儲(chǔ)能以后，整個(gè)負(fù)荷曲線滿足了咱們冀北電網(wǎng)的調(diào)度需求。還有就是我們一直很關(guān)心的在負(fù)荷側(cè)，或者在弱電網(wǎng)下的風(fēng)光網(wǎng)儲(chǔ)荷一體化的控制，通過(guò)儲(chǔ)能和風(fēng)機(jī)光伏配合，盡可能地提升新能源的消納比例，以及這種投資收益。
關(guān)于電網(wǎng)方面的黑啟動(dòng)技術(shù)，我們?nèi)ツ甑臑跆m察布600萬(wàn)的項(xiàng)目里面做了一臺(tái)實(shí)證的驗(yàn)證，通過(guò)儲(chǔ)能帶動(dòng)一個(gè)離網(wǎng)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)，成功完成調(diào)試并發(fā)電。
最后這一塊是講一下儲(chǔ)能真正可以實(shí)現(xiàn)收益的一種現(xiàn)在確實(shí)有效的方式——慧交易。從2015年電改9號(hào)文出臺(tái)到現(xiàn)在，山西8個(gè)省份已經(jīng)開(kāi)啟了現(xiàn)貨交易試點(diǎn)，到現(xiàn)在迎來(lái)了很大動(dòng)態(tài)變化，我們認(rèn)為隨著新能源比例增加，以及這種能源不斷地枯竭，電力市場(chǎng)的現(xiàn)貨交易會(huì)進(jìn)一步地拉大，或者它的波動(dòng)性也進(jìn)一步加大。
金風(fēng)科技是率先進(jìn)行了電力市場(chǎng)化的交易實(shí)踐，已經(jīng)有天機(jī)交易平臺(tái)，右邊這張圖就是我們交易中心，就在北京亦莊。同時(shí)金風(fēng)科技在全國(guó)有4個(gè)這樣的交易區(qū)域。另外去年我們的電源側(cè)交易電量105億千瓦時(shí)，并且研究和實(shí)踐儲(chǔ)能+新能源場(chǎng)站的聯(lián)合模式，我們認(rèn)為儲(chǔ)能能夠借助現(xiàn)在的交易市場(chǎng)包含三個(gè)方面。第一，電力的現(xiàn)貨市場(chǎng)；第二中長(zhǎng)期的電力市場(chǎng)；第三，輔助服務(wù)市場(chǎng)。通過(guò)這三部分市場(chǎng)，我們通過(guò)日前、日內(nèi)，以及輔助服務(wù)這種交易的實(shí)時(shí)買(mǎi)賣，獲取儲(chǔ)能創(chuàng)造的收益。
這是我們?cè)谏轿饕粋€(gè)電站里面通過(guò)儲(chǔ)能一天實(shí)現(xiàn)了八充八放，它不間斷一天工作了4個(gè)小時(shí)，這樣一個(gè)系統(tǒng)它的每兆瓦時(shí)收益是16萬(wàn)元。針對(duì)整個(gè)場(chǎng)站儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)交易，全年收益達(dá)到了286萬(wàn)元，儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模是5MW/10MWh，這個(gè)收益我們認(rèn)為可能在某些地區(qū)不可復(fù)制，但是至少在風(fēng)電場(chǎng)它對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)比較有利的促進(jìn)作用。
另外儲(chǔ)能不止于交易，還能提升風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量，提升運(yùn)維、資產(chǎn)管理，降低運(yùn)維支出以及包括提升考核分?jǐn)?shù)上，我們認(rèn)為都有很大的作用，在這里不一一闡述。
最后用一句話結(jié)束今天的匯報(bào)——儲(chǔ)能賦予能源更多可能，同時(shí)交易讓儲(chǔ)能盡展所能，謝謝。
評(píng)論