劉振宇：基于全生命周期理論的儲能電站安全分析
山東電工電氣集團(tuán)有限公司電力工程分公司總經(jīng)理 劉振宇
2019年5月18-20日，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，山東電工電氣集團(tuán)有限公司電力工程分公司總經(jīng)理 劉振宇在會上發(fā)言。
各位來賓、各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家下午好。進(jìn)行了一天的講座的聽，看大家都累了，人也比較少了，我就趕緊簡單介紹一下。
我的介紹分為四個(gè)方面：集團(tuán)介紹、儲能業(yè)務(wù)介紹、儲能設(shè)備選型、BMS系統(tǒng)、運(yùn)維管控系統(tǒng)。
集團(tuán)介紹：我們山東電工屬于國家資助科研單位，我們下屬20幾家企業(yè)，核心的產(chǎn)品包括變壓器、封閉式組合電器、鐵塔、電線電纜、配網(wǎng)產(chǎn)品。
最主要的特點(diǎn)是變壓器業(yè)務(wù)，研發(fā)制造技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，自主研制了世界上最高的電壓等級的變壓器電抗器系列，年產(chǎn)能達(dá)到1.85億千伏安。
封閉式組合開關(guān)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備全套智能化，1100千伏GIS、盆式絕緣子關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。1100千伏GIIS年產(chǎn)能36個(gè)間隔，500千伏600間隔，是國內(nèi)同類產(chǎn)品生產(chǎn)能力的四家制造商之一。我們生產(chǎn)了世界最高的鐵塔，還有電線電纜，還有智能裝備，還有自動調(diào)容調(diào)壓變壓器。
第二，儲能業(yè)務(wù)，我們新建鎮(zhèn)江北山、揚(yáng)中長旺、新壩，我們正在實(shí)施的蘇州儲能電站，這兩個(gè)站用的經(jīng)營租賃方式做的，還有一個(gè)比較大的站是我們跟國網(wǎng)節(jié)能做得蘇州二期的項(xiàng)目，他們進(jìn)行的投資，我們提供的設(shè)備，大概是50MW/100MWh的項(xiàng)目。電網(wǎng)側(cè)儲能項(xiàng)目作為緩解迎峰度夏供電壓力的措施，結(jié)合電化學(xué)儲能電站建設(shè)周期短、布點(diǎn)靈活的優(yōu)勢，具有調(diào)峰調(diào)頻、負(fù)荷響應(yīng)、黑啟動服務(wù)新能源消納的作用。
二、儲能的選型。我們是基于整個(gè)儲能系統(tǒng)的安全角度來分析儲能系統(tǒng)。設(shè)備選型，電站建設(shè)等方面我們都總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)安全，每個(gè)組成部分它的安全決定了系統(tǒng)的安全。
第一，電芯選型。我們電芯選型主要關(guān)注高安全性，電芯具備安全性，在一些惡劣條件下不能起火、爆炸。還有循環(huán)特性、溫升特性、自放電率、能量密度，我們選擇電芯參考一些角度，現(xiàn)在儲能站的電芯基本上我們社會上一流廠家。
第二，BMS。選擇第一期建設(shè)的時(shí)候跟大家做一個(gè)分享，我們很少關(guān)注BMS的問題，電芯用誰的，BMS用誰的，我們通過運(yùn)行來看BMS也是一個(gè)非常關(guān)鍵的東西，要有一個(gè)高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、模塊化程度要高、產(chǎn)品功能化程度要高。儲能系統(tǒng)作為系統(tǒng)工程，BMS是否有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，決定了系統(tǒng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，還要有一定的數(shù)據(jù)存儲能力，因?yàn)殡娦镜谋憩F(xiàn)很多數(shù)據(jù)都在BMS里面進(jìn)行存儲。PCS選型也跟索英做過合作，PCS選型關(guān)注四個(gè)方面，高穩(wěn)定性、高效率、響應(yīng)速率、高性能。
EMS選型，我們經(jīng)過這么長時(shí)間，我們做了一個(gè)招投標(biāo)，現(xiàn)在我們有三個(gè)電站自己運(yùn)維，這些性能關(guān)乎到系統(tǒng)的安全性，智能化、集成化、模塊化、運(yùn)算速率、EMS數(shù)據(jù)存儲能力。
四、從儲能系統(tǒng)角度來看安全，任何結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)有自己的問題。從我們運(yùn)營商的角度，山東電工作為一個(gè)儲能整體解決方案的運(yùn)營商的角度來說，不可能現(xiàn)在去做電芯系統(tǒng)，我們更關(guān)注我們怎么把這個(gè)BMS做好，還有運(yùn)維管控系統(tǒng)做好。BMS現(xiàn)行一些做法，更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)管理、控制算法、安全算法。
數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)采集與刷新，BMS要求毫秒級的反應(yīng)，整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)秒級的反應(yīng)上。在傳播設(shè)計(jì)上，采用雙通道，包括傳輸?shù)姆€(wěn)定。大數(shù)據(jù)的保存，BMS要求很大的存儲數(shù)據(jù)，一個(gè)本地的數(shù)據(jù)分析預(yù)警，我們有一個(gè)大數(shù)據(jù)的分析。更關(guān)注的理念電池?cái)?shù)據(jù)是儲能系統(tǒng)管理的基石，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、全面性、可追溯性。電池全生命數(shù)據(jù)是運(yùn)維人員掌握并分析系統(tǒng)是否正?？煽亍⒔Y(jié)算各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、故障排查與追溯的主要手段。山東電工特別注重BMS產(chǎn)品的選擇與開發(fā)，現(xiàn)在我們已經(jīng)在這一套系統(tǒng)上投入了很大的人力物力來更加完善這一套系統(tǒng)，就是說因?yàn)殡姵剡@一塊要想安全可靠的運(yùn)行，電池的一致性是首先的，在一致性的基礎(chǔ)上，怎么樣管理電池，我們認(rèn)為這是這一套系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行的一個(gè)非常重要的東西。
控制算法，分級管理和梯次保護(hù)，包括部分時(shí)效的情況下不會時(shí)效。多樣有效的均衡方案，我們有主動均衡和被動均衡。我們這一塊BMS這兩種均衡可以做到，有效解決系統(tǒng)電芯容量不一致的問題，增加使用容量。電芯標(biāo)定算法，大家都沒有說，有些BMS在一定時(shí)間之內(nèi)，要重新標(biāo)定，有些整個(gè)系統(tǒng)的停電，我們這一塊實(shí)現(xiàn)不停電情況下的電芯標(biāo)定。
安全算法，系統(tǒng)一體化控制，BMS支持多系統(tǒng)的接入。絕緣算法、溫控算法。溫控算法這一塊也是一個(gè)重中之重，發(fā)現(xiàn)了電芯一些異常，我可以進(jìn)行一個(gè)電壓電流的調(diào)節(jié)，但是可能在同時(shí)溫度有一個(gè)變化，我們要進(jìn)行主動手段來使它溫度又達(dá)到了一個(gè)適合電芯運(yùn)行的環(huán)境，我們認(rèn)為BMS五重要的地方。
運(yùn)維管控系統(tǒng)，準(zhǔn)備在蘇州二期把這一套系統(tǒng)用上，科技發(fā)展到今天很多技術(shù)手段達(dá)到了讓我們坐在家里，坐在辦公桌前看到這一套系統(tǒng)，包括它的任何一個(gè)地方的運(yùn)行狀態(tài)。
運(yùn)維管理，我們在沒有用這一套系統(tǒng)情況下我們要做得一些事情，包括“兩票三制”、工作計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)化、人員培訓(xùn)、記錄、按時(shí)檢查。我們有了這一套系統(tǒng)，以平臺為中心，以網(wǎng)絡(luò)為紐帶，達(dá)到“盔點(diǎn)而見全面”的效果，從而做到真正的簡單監(jiān)控、優(yōu)化運(yùn)維、方便安全。主要開發(fā)思路監(jiān)控是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)是核心，用服務(wù)創(chuàng)造價(jià)值。因?yàn)槲覀冊诮ㄔ爝@幾個(gè)儲能站，現(xiàn)在的運(yùn)維在我們自己手中，以后還要跟省公司這邊來進(jìn)行協(xié)商，很多的運(yùn)維我們要在使用壽命周期之內(nèi)來進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)維。
這是我們運(yùn)維管控平臺的展示。我們在這個(gè)平臺上展示一共運(yùn)維多少系統(tǒng)，有三維地理信息，從大到下Top down的信息，還有關(guān)鍵部位、關(guān)鍵設(shè)備的信息。
運(yùn)維平臺達(dá)到的特性，強(qiáng)兼容性、集成化、模塊化、全方位監(jiān)控、儲能站全設(shè)備的監(jiān)控，數(shù)據(jù)、指令、環(huán)境、事件全方位的監(jiān)控，容災(zāi)備份、故障恢復(fù)全天候的監(jiān)控。我們達(dá)到了人和設(shè)備同時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的一個(gè)狀態(tài)，達(dá)到雙安全、雙保險(xiǎn)。
智能分析，有一個(gè)平臺架構(gòu)，全生命周期的回顧，數(shù)據(jù)監(jiān)測，顆粒度低，電芯數(shù)據(jù)監(jiān)測，存儲可以到毫秒級，存儲的時(shí)長可以達(dá)到五年。平臺還可以遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程升級。
謝謝大家。
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