4月24-26日,由中國化學與物理電源行業協會儲能應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“儲能電站與技術應用(二)專場”,杭州科工電子科技有限公司總經理劉愛華在會上分享了主題報告《儲能商業化發展的關鍵因素及BMS的作用》,以下為演講實錄:

劉愛華:大家上午好!很高興今天有這么一個機會跟大家做一個交流。今天講的PPT可能更多會從儲能電站、商業化運行包括BMS,會從這三方面來講。

內容包括五個方面,第一個是商業化。儲能電站要發展,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。行業真正要發展還是要靠商業化運行。我今天會重點講到商業化的一些東西。我們公司在商業化這一塊做了一些案例。第二個就是商業化儲能電站到底要怎么做。第三個,就是科工電子的技術和產品介紹。第四個是梯次電池怎么用到商業化儲能里面去。最后兩分鐘分享一下科工做的1.3GWh的案例。

要大力發展,可能有三個因素,政策、技術和成本。最終圍繞投資回報。其實很多人都在說儲能要不要補貼。個人覺得沒必要要補貼。電動汽車一樣,包括早期的光伏,補到一定的程度早晚還是要回歸本原。第二個就是系統技術,三大塊,PCS、電池、BMS和EMS。第三塊是系統效率。當一個儲能電站要真正商業化發展的時候,效率非常關鍵,直接跟功能包括系統成本會有直接的關系。剩下的就是整個后續的系統維護。除了建站以外,更多是一個站要讓它運行十年甚至十五年。這過程當中,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跑了八九年了。

儲能系統商業化發展的第一個核心就是要系統安全可靠。特別是去年國網投資了一些電站以后,大家對安全可靠的關鍵因素越來越重視。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,都是圍繞安全規范、安全策略,整個系統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,一關注到低成本就把安全忽視了。保證安全系統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的電站總結出來的系統價格組成,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為要值得考慮。從這些數據的角度來看,不管是鉛碳還是鐵鋰,我覺得目前的價格已經達到了可以投資的價值。前提是這個站能運行十年。中間還不用換電池。如果運行十年中間還換電池,肯定收不回成本。

第三個關鍵因素,當電池和設備的價格下降到一定程度的時候如何降本。這是整個行業發展到一定時候,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設計的指標。提高它的指標,反過來就是降了它的成本。而且降成本不是降一點點。降設備成本降十個點已經撐死了。但是整個系統效率如果提升能達到五個點,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%。第二個系統可利用效率。不同的企業采用不同的電池,可能設計的時候就要配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,跑一年可以達到90或者95?，F在有一些項目提出要運行15年,不換電池。這種情況下可利用效率能達到多少,這就很關鍵。

第二個就是系統效率,轉換效率。包括PCS和電池,在座有很多專家都是電池行業或者PCS行業的專家。含空調情況下,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四個點,是不是意味著成本變相地降了三到四個點。這就非常有意義。電池轉換效率、PCS效率、系統集成損耗包括線路損耗。現在測下來的有些項目就是83%、84%,但是有些項目就能達到87%、88%。怎么提升這三個點,就很關鍵。這是需要通過一些技術手段去做的。比如集裝箱內部仿真,溫度怎么布控,風道怎么設計。這是系統問題,這些東西直接影響到空調開啟的頻率。根據不同的地域特性,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。我的設計可能又不一樣?？照{有一個特性,制冷效果很棒,但是制熱效果不行。里面的設計有很多技術門檻。

另外一個,就是整個系統里的效率。強調全過程,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。至少有十點不一樣,國標行標不一樣,層級架構不一樣,電池并聯容量不一樣,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,更強調壽命,要十年、十五年。能量密度要高,循環壽命要長,達到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。充一度電進去能放出多少度電。0.5C情況下,國內鐵鋰電池普遍91%-96%左右。可能內部結構、內阻大小都不一樣。用數據說話,這就相差四到五個點。

我們做BMS的,我會重點講一下商業化運行需要什么樣的BMS。第一個,需要儲能專用的BMS。各種BMS現在都一窩蜂地踴進來,車載保護板敢做儲能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,這些溫度出現異常的時候,天天備在那里。保護板純粹用電壓方式來計算,很多東西完全不一樣?，F在可能有些用戶用了以后已經發現這個問題了。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,技術指標誤差非常大的BMS很多。SOC不準偏差巨大,無SOH參數,電壓和溫度參數不準。這些東西是相關性的。包括很多參數,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,系統不安全的BMS很多,關鍵時刻保護不執行的BMS太多。韓國燒了那么多儲能電站以后,大家越來越關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,保護是不是及時,是不是根本就不報?至少我個人認為很多站的燃燒是你達到了燃燒極限值,但是沒有報,耽誤了最佳報警和保護時間,這有很大的關系。

第五個,系統功耗過大。這里面涉及的技術路線就很多了,不同的BMS技術路線,功耗會相差很大,甚至會把原本一致性好的電池搞得不一致,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節,細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。

如何做好具備商業化要求的儲能電站?第一,系統安全、性能穩定。第二,系統電磁兼容性要好。是不是找個第三方做個檢測就可以了,肯定不是。拿個實驗報告到各種檢測機構就可以了?差得很遠。你要真正在實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系統成本,按照目前的電價政策5.5年可收回成本。第四個,系統工期和維護成本要低。這一塊在后期是非常關鍵的。這是在一些實際現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。在這樣的環境下,BMS怎么扛住這個干擾?

公司介紹就略過,就做了三塊業務,第一塊是BMS和就地監控,第二塊是梯次電池利用,第三塊是做了系統集成。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的證書。這是合作伙伴,大概有50多家長期合作的。這是系統架構介紹,我們不需要加任何轉換器,本身就支持各種規約(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的溫升和電壓,到底有多大變化,有沒有及時反應出來。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,這就比較復雜。這是SOH,找了相關曲線,前提是要有大量的歷史數據。這是主動均衡,這是科工最大的一個優勢。主動均衡最大5安培。在很多調頻站都有運用,效率達到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測。這是我們的產品,也略過。

我們有兩個特點,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。包括現在在南網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,還在運行,已經運行了四年多。這是西藏尼瑪的12MWh,零下25度,這個項目3年多每天在運行。梯次利用也略過。這是跟南網做的863項目。這是無錫星州160MWh項目,運行了兩年多。這是印度的調頻,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2C儲能集成項目,這是山西長治9MW調頻項目等等。謝謝!