中國儲能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合240余家機構共同支持的第十三屆中國國際儲能大會在杭州召開。
來自行業(yè)主管機構、國內(nèi)外駐華機構、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會，其中245家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月24日下午，杭州高特電子設備股份有限公司市場總監(jiān)邸金生受邀在新型電力系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)整體解決方案專場分享了主題報告，報告題目為《聚焦BMS關鍵技術，探討行業(yè)發(fā)展新方向》。以下是報告主要內(nèi)容：
邸金生：各位專家、各位行業(yè)同仁，大家下午好！我是高特電子邸金生。很高興今天和大家相聚在杭州中國國際儲能大會。
高特電子是1998年成立，也是最早一批進入到儲能行業(yè)的BMS企業(yè)。我今天匯報的主題是《聚焦BMS關鍵技術，探討行業(yè)發(fā)展新方向》。
主要分為四部分：第一部分，儲能發(fā)展的趨勢；第二部分，BMS+數(shù)據(jù)服務體系；第三部分，雙向主動均衡技術，第四部分，高特電子介紹。
隨著儲能的快速發(fā)展，現(xiàn)在行業(yè)最難解決的就是兩個問題，一是安全，二是經(jīng)濟性。經(jīng)濟性，隨著電芯價格目前的下降狀態(tài)，包括集成價格的下降，以及陸續(xù)地儲能政策、利好政策的出臺，經(jīng)濟性和盈利模式逐漸地向好，所以最重要的還是安全問題。截至目前，全球已經(jīng)發(fā)生超過50起以上的儲能安全事故，隨著今年儲能項目的陸續(xù)投運，業(yè)界對電池儲能的安全性和可靠性也提出了質(zhì)疑和擔憂，也嚴重地影響了行業(yè)的發(fā)展。
基于以上難點，高特開發(fā)了BMS+的技術生態(tài)，主要分為三個層面：最下層是具備核心技術和核心芯片的BMS產(chǎn)品，高特在2016年開始自主研發(fā)國產(chǎn)化的BMS核心芯片，目前具有AFE采集芯片和雙向主動均衡的兩款國產(chǎn)化芯片。同時在今年，我們也會推出一款全新的行業(yè)領先的具備安全閥檢測的芯片，來提升整個儲能系統(tǒng)安全的防控能力。在原有的溫度和電壓檢測的基礎上，增加安全閥檢測功能，當電芯內(nèi)部的壓力和氣體聚集到一定程度的時候，安全閥打開，BMS進行快速地響應和保護，同時與消防和液冷系統(tǒng)進行聯(lián)動，來保障整個儲能系統(tǒng)的安全。
中間層，BMS是整個儲能系統(tǒng)的核心，也是重要的數(shù)據(jù)來源，所有的控制和保護都是基于BMS的數(shù)據(jù)。那么，考慮到目前工商業(yè)儲能的一些應用場景，由于經(jīng)濟性、由于初始投資成本、由于集成方案的復雜性，所以我們把BMS主機和本地的EMS，包括中心管理機，進行了合二為一的設計。同時，具備了邊緣計算、實時診斷的能力。那么，在邊緣進行有效的數(shù)據(jù)清洗，將清洗后的數(shù)據(jù)上送到云平臺，有效地提高了云邊協(xié)同的能力。
第三層，主要就是數(shù)據(jù)服務和數(shù)據(jù)的賦能，包括四個層面：一是能源的聚合管理。我們已經(jīng)把儲能系統(tǒng)，包括分布式微網(wǎng)的系統(tǒng)，在平臺端實現(xiàn)了能源的聚合。二是基于邊緣計算和邊緣診斷，在平臺端開展有效的線上和線下的運維，降低后運維的成本。三是在電力交易和輔助服務方面的一個響應。我們目前已經(jīng)和國網(wǎng)的調(diào)度，包括輔助服務的平臺接口實現(xiàn)了互聯(lián)互通，目前平臺端已經(jīng)聚合了超過100MWh的用戶側的儲能資源。按照今年浙江省峰谷電價差的政策，面對浙江省今年夏天用電的負荷，我們參與到輔助服務的機會非常大。所以說，這也具備了一個有效的盈利模式。
因此，BMS+技術生態(tài)是從底層的電池安全感知，到本地的一體化集控、數(shù)據(jù)處理，到平臺端的線上線下的運維+輔助服務，構成了高特的BMS+的技術生態(tài)。
下面，我再介紹一下每一個組成部分。首先，基于目前國內(nèi)儲能系統(tǒng)的發(fā)展，大型儲能一般分為三級架構的BMS，最下層是PACK級的BMU，支持12-64串模組的全覆蓋。也就是說，目前儲能的集成方案，我們都有BMU去進行適配，兼容900-1500V系統(tǒng)，支持單體電芯對單體電芯的高效雙向主動均衡。同時，我們的部分模塊也支持主動均衡和被動均衡模塊pin to pin兼容。也就是說，目前有很多儲能項目的建設，由于前期的初始投資成本，由于目前的盈利模式，可能很多的儲能項目前期選擇了被動均衡。那么，隨著盈利模式的不斷好轉(zhuǎn)，后期有一些主動均衡需求，我們可以實現(xiàn)不增加任何線數(shù)，通過模塊之間的更換，來實現(xiàn)被動均衡到主動均衡的技術實現(xiàn)。
中間層，電池簇控制管理單元，考慮到目前1500V系統(tǒng)的發(fā)展，單簇目前已經(jīng)超過了400個電芯以上，按照以前的主控方案，通過CAN，如果10個簇把信息上送到第三級，可能需要10秒甚至更長的時間，這對于調(diào)頻的場景甚至是安全預警這種場景，是無法滿足的。所以說高特也是行業(yè)內(nèi)第一家采用網(wǎng)口通信的，不管是10個電池簇，甚至是更多的電池簇控制管理單元，把這個信息上送到第三級，都可以實現(xiàn)百毫秒級的數(shù)據(jù)刷新。
最上層，第三級，也是高特開發(fā)的一款在行業(yè)內(nèi)比較領先的BMS主機，支持2G的主屏，4G的內(nèi)存，4核的ARM，具備500G的固態(tài)硬盤，支持儲能系統(tǒng)全生命周期的數(shù)據(jù)存儲。同時也配備了豐富的接口，也具備大數(shù)據(jù)的邊緣計算能力和電池安全狀態(tài)的實時診斷。
考慮到現(xiàn)在很多的工商業(yè)儲能的應用場景，我們?yōu)榱诉m應這些場景，在BMS主機的基礎上，開發(fā)了一體化集控單元，實現(xiàn)了所有儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)的聚合。從功能角度來講，一體化集控單元可以集BMS、LEMS、通信管理機、協(xié)調(diào)控制EMU功能于一體，同時具備了邊緣診斷、實時診斷、設備狀態(tài)診斷等這些高級功能，單機、多機并聯(lián)，包括本地EMS、削峰填谷、需量跟隨、實時電價管理等一些功能，我們都通過菜單的方式來進行可配置，方便客戶進行選擇。
大家可以看到這張圖，現(xiàn)在的一個集裝箱里，有BMS主機，還有協(xié)控，現(xiàn)在還有一部分通信管理機，中間的用戶側的儲能柜，包括分布式儲能系統(tǒng)，也有BMS主機，包括輕量的EMS或者本地的EMS，像光儲充的微網(wǎng)也有一個本地的EMS。那么，這樣的接線和集成方案相對是比較復雜的，所以說我們把EMS和通信管理機，包括協(xié)調(diào)控制器所有的功能進行了合而為一的設計，成為了一個集控單元，大大地減化了系統(tǒng)集成方案的難度，同時也方便客戶去做二次開發(fā)，配置了豐富的接口。
從它的特點來講：第一，集控單元具備了強大的運算能力，包括四核的ARM。同時，也配置了500G的固態(tài)硬盤，也就是說，對于一個集裝箱或者說用戶側的儲能項目，都可以實現(xiàn)全生命周期的數(shù)據(jù)存儲同時也支持百毫秒級的數(shù)據(jù)刷新和保護的響應。第二，通過邊緣計算實現(xiàn)了對電池安全狀態(tài)的實時診斷。當然，在第三季度我們推出了具備安全法檢測的芯片的加持，再加上邊緣診斷和邊緣協(xié)同，可以大大提高儲能系統(tǒng)的安全。同時，我們的集控單元也采用了微服的架構，方便用戶去做二次開發(fā)。
邊緣診斷的功能，主要的核心是基于電池的安全狀態(tài)分析，比如基于電池目前的內(nèi)阻、電壓或者溫度異常，包括離散性趨勢的分析，通過實時和多維的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了對電池單體和電池系統(tǒng)健康狀態(tài)、性能趨勢的預測分析。
這是集控的一些顯示界面，大家可以看到中間的藍色部分，是應用在大儲上面的，是組串式的PCS。也就是集控單元具備了BMS主機和協(xié)調(diào)控制器的功能，同時具備了對組串式PCS的功率分配。另外的一些界面就是應用在一些用戶側的集控管理，具備對PCS、電池、空調(diào)、消防等等數(shù)據(jù)的信息聚合，也實現(xiàn)了結合液冷和消防的聯(lián)動，在確保安全的情況下，降低功耗。
下面，介紹一下BMS+的數(shù)據(jù)服務平臺。平臺主要的核心是四個方面：第一，數(shù)據(jù)的管理。第二，能源管理，包括輔助服務和電力交易。第三，做了邊端狀態(tài)的實時診斷。第四，智慧運維。通過云邊協(xié)同為線上線下的智慧運維提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
這是數(shù)據(jù)服務平臺針對百兆瓦時大型儲能電站的一個應用場景，是智慧運維平臺。
基于儲能電站安全和運維的角度考慮，智慧運維平臺可以實現(xiàn)電站級的全方位的電池實時監(jiān)控，快速地定位，智能地故障告警，來精準地識別電池的安全風險，具備電池設備的實時診斷和故障的快速解決，實現(xiàn)少人和無人值守，降低后服務的成本。
這是電池核心狀態(tài)的診斷?；趯崟r的數(shù)據(jù)，對運行趨勢進行多維度的分析和預測，預測在未來的時間，儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命和衰減。另外，基于邊緣計算的能力，包括電壓內(nèi)阻這些參數(shù)的計算，來有效地推送必要的運維策略。
另外，數(shù)據(jù)服務平臺具備了輔助服務和實現(xiàn)了國網(wǎng)數(shù)據(jù)服務平臺接口的互聯(lián)互通，可以實現(xiàn)動態(tài)的調(diào)度儲能資源，提高儲能系統(tǒng)的收益。
這是去年8月份，我們在浙江省電網(wǎng)側的首個百兆瓦時的成功案例，項目采用了高特的雙向主動均衡技術，并根據(jù)儲能電站運維的難點，定制開發(fā)了智慧運維平臺。目前這個項目運行大概有8個月的時間，兩充兩放的運行環(huán)境，通過主動均衡技術，電池的一致性保持良好，同時智慧運維平臺也有效提升了運維效率。
主動均衡技術，相信也是大家比較關注的點，高特自主研發(fā)的芯片級的雙向主動均衡技術，也是行業(yè)內(nèi)處于領先地位的，可以實現(xiàn)簇內(nèi)跨模組、跨PACK的任意兩個單體電芯之間的能量轉(zhuǎn)移。相對于目前業(yè)內(nèi)還有一些其他的技術方案，其中有一種包括在PACK內(nèi)做電芯與電芯的均衡，再做PACK與PACK之間的二次均衡，從整個的效果上到成本上，相比我們的芯片級雙向主動均衡技術，還是有一些落后。所以說，目前雙向主動均衡技術，在行業(yè)內(nèi)我認為它未來的發(fā)展趨勢也是非常有必要的，也是一個必選項，可以延長整簇的放電時間，尤其是儲能系統(tǒng)運行的早期，由于充電倍率，由于初始容量的不一致，雙向主動均衡技術都能夠快速有效地改善電池的一致性，有利于延長電池系統(tǒng)的壽命。
這是項目的一個實際應用案例。這個項目目前大概運行了超過5年，大家可以看到這張圖示，上面的黃色曲線是電芯理論的衰減曲線，下面的綠色曲線是實際的衰減曲線。按照實際的曲線來算，最終儲能系統(tǒng)可能運行到9年左右的時間，容量會低于80%。那么，中間的藍色曲線是2年以后主動均衡開始介入，當它發(fā)揮作用以后，通過實際的數(shù)據(jù)測算，可以達到13年左右的壽命，有效地提升了全生命周期儲能系統(tǒng)30%以上的收益，可見主動均衡的作用是非常明顯的。
今年，隨著峰谷電價差的拉大，也有很多的廠家陸續(xù)在做大流量的電芯，當電芯的衰減敏感性出現(xiàn)以后，這是非常敏感的，所以說主動均衡在未來儲能具有很好的盈利模式，也是未來儲能行業(yè)發(fā)展的必選項。
最后，再簡單向大家介紹一下高特電子。
高特成立于1998年，做了25年的電池檢測工作，對電池的特性和機理具有深刻的理解。在電池SOX的診斷技術和雙向主動均衡技術，在行業(yè)內(nèi)具備領先的地位。目前也自主研發(fā)了包括AFE采集芯片和雙向主動均衡兩款國產(chǎn)化芯片，今年也會推出具備安全閥檢測的芯片，同時我們也在開展儲能系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)服務的應用。
在2022年，高特在第三方BMS的出貨量是8.5GWh，整個訂單額是11.5GWh，全年承接了超過1000個項目。累計BMS出貨量以及大儲的出貨量，排名穩(wěn)居行業(yè)第一名。所以說，高特作為BMS的領先者，我們專注于儲能行業(yè)，立足于BMS，布局芯片，發(fā)展BMS+數(shù)據(jù)服務，努力成為儲能電池安全與價值提升的數(shù)據(jù)服務供應商。
以上是我今天的匯報。我們在外面D24、25號有展位，歡迎各位專家或者行業(yè)同仁到我們的展位與我們進行交流。謝謝大家！
