北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院技術(shù)委員會(huì)副主任陸超：分布式儲(chǔ)能優(yōu)化與控制技術(shù)
【電池中國(guó)網(wǎng)4月2日 北京訊】4月2-4日，“儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)2018（ESIE 2018）”在北京國(guó)家會(huì)議中心舉行。北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院技術(shù)委員會(huì)副主任陸超在主題論壇上做演講。以下是演講詳情：
北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院技術(shù)委員會(huì)副主任 陸超：
大家下午好，非常高興有這個(gè)機(jī)會(huì)給大家匯報(bào)一下我們?cè)谶@個(gè)方面的工作，我本人也在清華工作，所以我的報(bào)告可能更多是講的一些技術(shù)方面的內(nèi)容。其它關(guān)于應(yīng)用模式，一些商業(yè)政策這方面可能其它的專(zhuān)家介紹到。
第一部分鼓勵(lì)分布式儲(chǔ)能的建設(shè)與發(fā)展，國(guó)內(nèi)外有相關(guān)的配套，這是儲(chǔ)能發(fā)展非常重要的支點(diǎn)。當(dāng)然最近這幾年儲(chǔ)能整體上來(lái)講各方面增多，這里面的文件大家很熟悉了，這里面涉及到分布式儲(chǔ)能，這里面包括分布式儲(chǔ)能的設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)管理，它的設(shè)備的建設(shè)，后邊開(kāi)放共享分布式的平臺(tái)，一直到它的示范項(xiàng)目等等，這些工作在推進(jìn)過(guò)程當(dāng)中。
國(guó)外當(dāng)然也有相關(guān)很多政策，美國(guó)這方面還是比較多的，加州有一系列的政策在支持，從2011年開(kāi)始一直到2017年，一系列做鼓勵(lì)。其它地方也有一些內(nèi)容，這里面我們列舉的不太全，這是供大家參考。
在這個(gè)基礎(chǔ)之上也有很多比較專(zhuān)業(yè)的機(jī)構(gòu)，我下邊寫(xiě)了一下報(bào)告的來(lái)源，他們做了一些預(yù)測(cè)，這個(gè)是分布式儲(chǔ)能，2017年到2026年大概十年漲30倍，從600兆瓦到1.9萬(wàn)兆瓦這樣一個(gè)容量，當(dāng)然有很大的發(fā)展，紫色是中國(guó)，也有一些較快的變化。還有儲(chǔ)能的預(yù)測(cè)，從一千多兆瓦相當(dāng)于三萬(wàn)多兆瓦，相當(dāng)于30倍左右，是分布式儲(chǔ)能差不多，分布式儲(chǔ)能相對(duì)于集中式儲(chǔ)能也是一個(gè)快速發(fā)展的狀態(tài)。
國(guó)內(nèi)外也有分布式儲(chǔ)能產(chǎn)品和裝置，這里面也不全，我們了解范圍內(nèi)列了很少一部分在做。當(dāng)然在這個(gè)基礎(chǔ)上越來(lái)越做分布式儲(chǔ)能示范的項(xiàng)目，這里面有兩個(gè)，第一個(gè)，2014年完成了DTE Energy，裝了25-50千瓦的儲(chǔ)能，也建立了分布式儲(chǔ)能，也建立容量管控中心。還有8個(gè)社區(qū)儲(chǔ)能，右邊9個(gè)社區(qū)儲(chǔ)能，配上分布式光伏，整個(gè)小系統(tǒng)局部電網(wǎng)規(guī)模和用戶(hù)數(shù)。
第二個(gè)德州配合光伏的儲(chǔ)能項(xiàng)目，這個(gè)在今年完工，預(yù)計(jì)明年做示范幸運(yùn)星。有集中式的儲(chǔ)能，商業(yè)的分布式儲(chǔ)能，也實(shí)現(xiàn)分布式能量管控的中心，這是它的能量管控系統(tǒng)主要架構(gòu)，包括了從系統(tǒng)級(jí)的應(yīng)用，包括配網(wǎng)級(jí)的控制，一直到裝置級(jí)控制的部分。左邊藍(lán)色是集中的，右邊是分布式的功能，這是主要控制的功能。下邊列了主要的資料來(lái)源，大家感興趣可以從資料來(lái)源具體去查。
前面是大概的情況，分布式儲(chǔ)能快速發(fā)展，要起步一個(gè)非常重要的階段，各方面的政策和示范項(xiàng)目都在快速進(jìn)展過(guò)程當(dāng)中。在這個(gè)方面，我們課題組就是院士領(lǐng)導(dǎo)下做了很多的工作，相關(guān)的領(lǐng)域做了一些基礎(chǔ)。這個(gè)是我們做儲(chǔ)能大的矩陣，這里面列的儲(chǔ)能各種的功能，兩兩組合，如果那這兩個(gè)功能組合的很少，哪些是好，哪些是不行的。正因?yàn)閮?chǔ)能涉及到控制功能，功能非常多，時(shí)間尺度完全不一樣的，非?？焖俚?，有調(diào)頻的控制，調(diào)壓的。還有很長(zhǎng)時(shí)間，幾個(gè)小時(shí)的削峰填谷的模式。有功能型的應(yīng)用，也有適用性的，這個(gè)涉及到儲(chǔ)能本身的，也涉及到電網(wǎng)的需求，是兩部分綜合考慮的內(nèi)容。
我自己的課題組最近這20年在電力電子以及電網(wǎng)分析控制這方面取得一定的成果，在電網(wǎng)分析控制這十年得了三個(gè)國(guó)家進(jìn)步獎(jiǎng)，還有國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)，涉及到大量電力電子裝置，接入了電力系統(tǒng)產(chǎn)生了新的系統(tǒng)控制問(wèn)題，如何去解決。
在電力電子儲(chǔ)能涉及到變流器，電力電子應(yīng)用非常多的這樣一個(gè)場(chǎng)景。我們課題組應(yīng)該是從20多年前做20兆，一直到50兆，一直到200兆的，應(yīng)該包括國(guó)內(nèi)和國(guó)外標(biāo)志性的成果，也得了國(guó)家的科技進(jìn)步獎(jiǎng)。以我們?yōu)榛A(chǔ)，發(fā)展出來(lái)了電力電子業(yè)務(wù)部門(mén)。
我們儲(chǔ)能跟上面有關(guān)系，這是南網(wǎng)寶清五電池儲(chǔ)能占很熟悉，前后幾期參與不同的工作，包括第一期的PCS，包括后邊863項(xiàng)目，負(fù)責(zé)了BMS，整個(gè)系統(tǒng)級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)。在這里面重點(diǎn)介紹一下里面的監(jiān)控，這是我們當(dāng)時(shí)做得一些，這大概可能有五六年前的時(shí)候，做得一個(gè)綜合的關(guān)于它的應(yīng)用功能的設(shè)計(jì)。還有在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用，左邊這幾個(gè)相當(dāng)于示范工程做了測(cè)試，右邊這四個(gè)做了實(shí)驗(yàn)，由于沒(méi)有風(fēng)電沒(méi)有做真正現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，當(dāng)然在系統(tǒng)里面做了實(shí)現(xiàn)。這個(gè)是跟北京四方做得監(jiān)控系統(tǒng)，它的模塊接入到削峰填谷平臺(tái)上。
我們從數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始到后面界面做了完整的系統(tǒng)，也在BMS做了工作，是均衡的部分，對(duì)這里面上萬(wàn)節(jié)電池，一直到電堆的控制，還有做得均衡裝置，各方面效果都不錯(cuò)。
具體到以上面的工作為基礎(chǔ)，我們針對(duì)分布式儲(chǔ)能，我們做得重點(diǎn)還是在監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)這方面的內(nèi)容，不是針對(duì)它的電池本身，或者電池管理的這一部分。這一部分相對(duì)于分布式儲(chǔ)能有靈活優(yōu)勢(shì)，接近配網(wǎng)，更接近用戶(hù)等等，有很多的好處。但是它也會(huì)帶來(lái)難點(diǎn)，首先就是說(shuō)，比如集中式儲(chǔ)能我們做配置算它一個(gè)地方優(yōu)化就可以了。但是分布式布很多點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)算什么位置，多少容量。它這里面的角色變量就比較多了，除了考慮跟電網(wǎng)的影響，還要考慮儲(chǔ)能不同之間的影響，這是一個(gè)很麻煩的事情。
這里面以簡(jiǎn)單的削峰填谷為例，給大家匯報(bào)一下關(guān)于容量的優(yōu)化和實(shí)時(shí)控制一些思路。在這里面分布式儲(chǔ)能考慮這樣一個(gè)局部網(wǎng)絡(luò)，它的一個(gè)潮流分布的問(wèn)題，這是集中控制里面不需要考慮的問(wèn)題。這里面涉及了專(zhuān)門(mén)約束條件，包括優(yōu)化方法，也針對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)的試系統(tǒng)，結(jié)合配電網(wǎng)做了算力，配置結(jié)果比較偏向于線路的末端去做。相對(duì)于保持同樣的成本上，削峰填谷的效果提高7%左右的樣子，跟它的負(fù)荷分布有一定的關(guān)系。
第二點(diǎn)，分布式控制，實(shí)時(shí)控制跟分布式控制也有差距，考慮通信延時(shí)的考慮，還有分布式的影響。這里面涉及了集中式和分布式的結(jié)合的結(jié)構(gòu)，一個(gè)主站對(duì)無(wú)數(shù)個(gè)子站顯然不現(xiàn)實(shí)，如果用大量的通信負(fù)擔(dān)又受不了，涉及了集中的辦法，上層做集中的布置，上層保持很好的通信情況下，做一個(gè)分散不局部的優(yōu)化。我們做了一些研究性的工作，包括下邊自己協(xié)調(diào)的過(guò)程，得到快速比較好的收斂的過(guò)程。
最后給大家做一個(gè)小廣告，安利我們的小產(chǎn)品。北京智中研究院是清華入駐的高儲(chǔ)能的資產(chǎn)，利用剛才我們講的分布式的儲(chǔ)能裝置間相互影響，來(lái)做它的控制。具體的一些界面不詳細(xì)展開(kāi)說(shuō)了，非常感謝大家。
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