中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月24日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦，200余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十一屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在杭州洲際酒店召開。此次大會(huì)主題是“堅(jiān)守儲(chǔ)能安全底線，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的718家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，1952位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中88家企業(yè)展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品。
奇點(diǎn)能源作為聯(lián)合支持廠家攜能量塊智慧儲(chǔ)能解決方案亮相本屆大會(huì)。大會(huì)第一天，奇點(diǎn)能源產(chǎn)品總監(jiān)張翼發(fā)表了《奇點(diǎn)儲(chǔ)能，為美好低碳生活賦能》的演講，以下是演講全文：
尊敬的各位來賓、各位朋友、各位同仁、大家下午好！
非常高興在這里和大家一起分享和交流西安奇點(diǎn)能源在儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案方面的思考和探索。
西安奇點(diǎn)能源成立于2018年，由一批行業(yè)知名的電力電子技術(shù)專家聯(lián)合創(chuàng)立，專注于儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)，為推動(dòng)大規(guī)模清潔能源接入，實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)，貢獻(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的解決方案。
西安奇點(diǎn)能源致力于打造和建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成完整的系統(tǒng)研發(fā)能力，包括了電力電子、電芯測試驗(yàn)證能力、儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造能力、儲(chǔ)能一體化產(chǎn)品的集成研發(fā)能力、BMS/PCS/EMS的研發(fā)能力。我們已經(jīng)形成電池PACK、BMS、PCS、EMS和一體化儲(chǔ)能產(chǎn)品eBlock的研發(fā)制造能力、工商業(yè)儲(chǔ)能電站、光儲(chǔ)充電站、新能源儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)集成和智能運(yùn)維能力，可為用戶提供完整的儲(chǔ)能電站整體解決方案和一站式能源管理服務(wù)。
目前，業(yè)內(nèi)的儲(chǔ)能系統(tǒng)主要以集中式的方案為主，它的典型特點(diǎn)是將近萬顆電芯先串后并集中布置、直流匯流后集中并網(wǎng)。它的集成難點(diǎn)是在安全性風(fēng)險(xiǎn)、并聯(lián)容量和效率損失。
我們做儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，我們關(guān)注嚴(yán)重制約儲(chǔ)能行業(yè)技術(shù)發(fā)展的三個(gè)方面：
第一，安全風(fēng)險(xiǎn)。我們做儲(chǔ)能系統(tǒng)集成最關(guān)注的核心問題就是安全問題，包括了一旦電池發(fā)生失控所帶來的消防難題，以及大量的電芯通過串并聯(lián)組成儲(chǔ)能系統(tǒng)，如何保證每一個(gè)電芯都運(yùn)行在安全工況，對(duì)電芯是否做到了全景的安全監(jiān)測？以及PCS和BMS是否進(jìn)行了高效的協(xié)同，是否存在盲區(qū)？包括交直流的電源安全，這些都是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成所關(guān)注的安全性因素。
第二，收益率低。收益率一方面和整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格機(jī)制相關(guān)，另外也和整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的效率有關(guān)。這個(gè)效率一方面是儲(chǔ)能電站充放電的轉(zhuǎn)化效率，還有電站在不同的工況下運(yùn)行，它的能耗效率；以及儲(chǔ)能系統(tǒng)電池容量可利用率。特別是隨著電池循環(huán)次數(shù)的增多，電池發(fā)生衰減，不一致性增大，對(duì)電池容量的可利用率都會(huì)產(chǎn)生重大影響。這些效率都與整個(gè)儲(chǔ)能電站的收益率息息相關(guān)。
第三，整體的儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本。這些成本包括了設(shè)備、研發(fā)、認(rèn)證、生產(chǎn)制造的成本；儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、建設(shè)的成本；儲(chǔ)能電站為了保證長期、穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行，電池系統(tǒng)一致性的維護(hù)所帶來的運(yùn)維成本。
以上三方面因素嚴(yán)重制約了儲(chǔ)能行業(yè)的快速發(fā)展。
西安奇點(diǎn)能源希望采用產(chǎn)品化的理念，通過高度集成的儲(chǔ)能系統(tǒng)化產(chǎn)品，解決或者大幅緩解上面提到的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的行業(yè)痛點(diǎn)。
我們推出了分布式能量塊eBlock，這款產(chǎn)品采用“All In One”的設(shè)計(jì)理念，創(chuàng)新性得將長壽命電芯、高效均衡BMS、PCS、主動(dòng)安全、智能配電以及熱管理系統(tǒng)，融于單個(gè)機(jī)柜，使每個(gè)能量塊eBlock都具備電能存儲(chǔ)和交直流變換的能力，可以戶外部署，滿足安全、穩(wěn)定、可靠、長期運(yùn)行的運(yùn)維要求，通過在交流側(cè)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站容量的彈性部署。
能量塊產(chǎn)品eBlock在系統(tǒng)集成方面，由于它將直流的電流存儲(chǔ)和交流的功率變換融于一體，形成了一體化的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的基本單元，這就與傳統(tǒng)的將交流和直流分開的方案有很大不同。在系統(tǒng)集成方面，它帶來了三個(gè)轉(zhuǎn)變：第一，在用戶界面上，由原來的系統(tǒng)工程轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，通過能量塊積木式的搭建，來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)和建設(shè)。在系統(tǒng)連接上，將交直流混合的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰繅K單純的交流設(shè)備系統(tǒng)，大幅簡化了安全防護(hù)的難度，特別也避免了當(dāng)多個(gè)電池簇站發(fā)生并聯(lián)可能產(chǎn)生的環(huán)流、偏流問題以及避免一些直流并聯(lián)對(duì)電池可能造成的大電流沖擊，也降低了直流側(cè)并聯(lián)所帶來的電源容量損失的問題。在安裝運(yùn)維方面，通過這種高可靠、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品支撐，通過我們對(duì)能量塊運(yùn)維數(shù)據(jù)的全程化監(jiān)測，極大地簡化了我們的運(yùn)維工作。我們在集成上的思路是讓產(chǎn)品復(fù)雜化，讓工程實(shí)施簡單化。產(chǎn)品的復(fù)雜化可以通過在研發(fā)、生產(chǎn)、制造過程通過嚴(yán)格的安全測試標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行保障。
安全是能量塊產(chǎn)品核心的設(shè)計(jì)原則，我們每個(gè)能量塊產(chǎn)品都是單簇獨(dú)立成框，天然實(shí)現(xiàn)了電源簇間安全隔離。在電芯層面，針對(duì)每一節(jié)電芯進(jìn)行電壓和溫度的監(jiān)測；在PACK層面，我們內(nèi)置了火災(zāi)報(bào)警的傳感器，外設(shè)了消防水路和電磁閥。在能量塊eBlock層面，我們部署了溫濕度和VOC、門禁。通過這些大量的傳感器，我們對(duì)整個(gè)能量塊系統(tǒng)進(jìn)行了一個(gè)全景地安全監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)電池有熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，可以進(jìn)行快速準(zhǔn)確的定位。通過啟動(dòng)對(duì)應(yīng)電池PACK發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的電磁閥，進(jìn)行循環(huán)自動(dòng)的控制和操作。通過液體浸沒，中和電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的熱量，來避免電池?zé)崧拥陌l(fā)生，也徹底杜絕了電池復(fù)燃的可能。
在數(shù)據(jù)運(yùn)行的分析方面，由于每個(gè)能量塊里只有一個(gè)電極簇，而且是通過交流式進(jìn)行并聯(lián)，所以每個(gè)能量塊在運(yùn)行的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了解耦，每個(gè)能量塊彼此獨(dú)立而互不影響，所以我們是基于每個(gè)能量塊進(jìn)行建模。我們采用了時(shí)序數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的秒級(jí)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以細(xì)化到每節(jié)電芯的電壓和溫度。通過對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的挖掘和分析，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)電芯的安全健康度和壽命的定量預(yù)測。
在控制保護(hù)方面，我們采用全新的控制架構(gòu)，將PCS融合BMS，融合到一個(gè)大腦，形成了新的PCS。這樣的PCS，它直流從電池管理系統(tǒng)的采樣模塊接受電芯采樣數(shù)據(jù)，具備對(duì)電池的運(yùn)行工況進(jìn)行預(yù)測和判斷的能力，將功率控制和電池狀態(tài)估算完成了功能融合，徹底消除了盲區(qū)，使每個(gè)能量塊里只有一個(gè)控制中心。采用了矩陣式交直流故障綜合控制保護(hù)策略，可以對(duì)電網(wǎng)側(cè)的故障、電池側(cè)的故障采取更加妥善、可靠的控制保護(hù)措施。
經(jīng)濟(jì)高效也是我們能量塊產(chǎn)品的一個(gè)核心關(guān)注點(diǎn)。首先，在并聯(lián)容量損失上，由于每個(gè)能量塊里只有一個(gè)電極簇，每個(gè)能量塊配備組串式的變流器系統(tǒng)。由于這樣的設(shè)計(jì)，可以顯著提升電池能量的利用率，特別是隨著電池循環(huán)次數(shù)的增多，能量發(fā)生衰減，對(duì)容量應(yīng)用的提升會(huì)越來越明顯。
在系統(tǒng)轉(zhuǎn)換方面，我們采用了最小開關(guān)損耗的矢量控制算法，包括風(fēng)道最優(yōu)設(shè)計(jì)，以及PCS的電池組串電壓最優(yōu)擬合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在0.3C的運(yùn)行工況下，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率大于91%。
在設(shè)備的年利用率方面，每個(gè)能量塊都采用標(biāo)準(zhǔn)了插框式設(shè)計(jì)，無易損件，而且各種能量塊之間互為冗余。即使當(dāng)單個(gè)能量塊發(fā)生單點(diǎn)故障，對(duì)其他的能量塊運(yùn)行不產(chǎn)生影響，可互為冗余備份，提升了整個(gè)儲(chǔ)能電站設(shè)備的年利用率。通過這種精細(xì)化的電池管理和高效可靠設(shè)計(jì)，讓電站儲(chǔ)放電量提升12%，進(jìn)而降低整個(gè)電站的用電成本。
當(dāng)多個(gè)能量塊產(chǎn)品接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的友好性就顯得尤為重要。我們開發(fā)了DSP+ARM+FPGA集群控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)100us內(nèi)對(duì)每個(gè)eBlock的高速調(diào)度控制，將能量塊的調(diào)度響應(yīng)時(shí)間縮短到20ms。并且弱電網(wǎng)情況下，可以友好地進(jìn)行并網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)形成支撐。在能量塊的部署方面，每個(gè)能量塊都是積木式的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，它的重量和體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于集裝箱，在設(shè)計(jì)安裝費(fèi)用方面得到了極大的降低。單機(jī)柜的占地小于2平方米，可以靈活部署于各種不同的應(yīng)用場景。在控制層面，每個(gè)能量塊都是交流側(cè)的電極，內(nèi)置削峰填谷、需量管理等控制策略，可以完全自洽控制，每個(gè)能量塊都是可以獨(dú)立運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)單元。在容量方面，我們通過前面介紹的自主研發(fā)的集成控制平臺(tái)，多能量塊可以通過集群控制把電站容量從MW級(jí)擴(kuò)展到GWh，體現(xiàn)了能量塊產(chǎn)品即插即用的優(yōu)勢。
所以，我們的能量塊產(chǎn)品eBlock想傳遞的核心價(jià)值，就是極致安全、經(jīng)濟(jì)高效、智能友好，即插即用。采用這種分布式能量塊的集成方案，解決了目前行業(yè)存在的共性問題，也定義了儲(chǔ)能集成的新標(biāo)準(zhǔn)。
前面我們提到整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)運(yùn)行在安全、效率與成本方面，是制約我們的一些難題，我們也針對(duì)不同的應(yīng)用場景提出了保安全、保容量、保電量，通過完整質(zhì)保服務(wù)方案來消除投資的不確定性。
下面，我來介紹一下我們的產(chǎn)品：
這款產(chǎn)品是我們的eBlock-172。功率容量為62.5kW/172kWh，轉(zhuǎn)化效率為91%，它適用于用戶側(cè)工商業(yè)應(yīng)用場景。
這是eBlock-372，功率容量186KW/372KWh，交流輸出690V，這款產(chǎn)品適用于新能源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用場景。
這是ePCS-1000。額定功率是62.5kW，交流電壓380V。
這是ePCS-2000。額定功率186kW，集成了BMS管理功能。
這是eStation-2500。額定功率2500KW，它內(nèi)置了多路的組串式PCS-2000產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了電池簇的多支路接入，單電池簇精細(xì)化管理，可以與現(xiàn)有的集裝箱的直流控制系統(tǒng)進(jìn)行完美的適配。
下面，我介紹一下能量塊產(chǎn)品eBlock在用戶側(cè)的案例：
這是位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了削峰填谷+充電管理+需量管理，同時(shí)提供園區(qū)重要負(fù)荷的緊急供電。
這是在電網(wǎng)側(cè)的案例，示范電站位于湖南永州螞蝗塘，分布式模塊化儲(chǔ)能單元1.25MW/2.5MWh，電站直接接受電網(wǎng)AGC調(diào)度。
這是我們采用最新的最新產(chǎn)品進(jìn)行的儲(chǔ)能電站的典型設(shè)計(jì)，它的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能方陣是2.5MW/IMWh。
以上就是我們奇點(diǎn)能源在儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案方面的思考和探索，也包括了我們的一些技術(shù)創(chuàng)新和成果，在此與大家一起來分享交流。
謝謝！
