中國儲能網(wǎng)訊：7月24-25日 ，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦，十七家企業(yè)聯(lián)合主辦，五十家企業(yè)聯(lián)合支持的第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會在上海萬豪虹橋大酒店成功舉行。
25日上午會議由 TüV 北德儲能及逆變器部門經(jīng)理王紅衛(wèi)主持。
上海交通大學電氣工程學院的何光宇教授在演講《電力系統(tǒng)靈活性提升機理及儲能容量配置方法》中強調(diào)，儲能建設(shè)的目的是為了提供新型電力系統(tǒng)中所需的“稀缺”的靈活性。新型電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻的變化，主力電源已經(jīng)從水電廠、火電廠轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥瓤稍偕茉?。這種變化使得調(diào)節(jié)能力變得稀缺，必須被明確定義、計量，并作為商品進行交易。
上海交通大學電氣工程學院的何光宇教授
現(xiàn)有的市場機制難以提升電力系統(tǒng)的靈活性，何光宇指出，原因在于個體應(yīng)對負荷確定性變化的靈活性貢獻無法被表征、量化和交易。在現(xiàn)有的市場機制中，做出靈活性貢獻的發(fā)電商并未得到相應(yīng)的激勵，這將導致系統(tǒng)靈活性的進一步匱乏。
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新能源強制配儲的經(jīng)濟性問題主要源于政策規(guī)劃的超前性，以及原材料價格上漲和入網(wǎng)電價擠壓等因素。何光宇認為，這些問題可能導致儲能項目的質(zhì)量和安全性問題，使得電網(wǎng)不愿意調(diào)用新能源場站的儲能電力，同時也暴露出新能源儲能項目規(guī)劃建設(shè)的不合理現(xiàn)象。
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儲能如何參與電力市場是一個重要問題。何光宇提出，現(xiàn)有的市場機制要求儲能設(shè)備與發(fā)電機/負荷進行競價，但這存在兩個難點。一是儲能設(shè)備的報價基于對未來電價的預(yù)測，但其充放電行為會影響未來電價；二是儲能設(shè)備參與電力市場的激勵機制存在問題，如果所有的儲能設(shè)備都按照購低售高的方式操作，電力市場的價格峰谷可能會被削平，從而降低了儲能設(shè)備的收益。
提升電力系統(tǒng)的靈活性是建設(shè)新能源電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。何光宇強調(diào)，配置或購買廣義儲能服務(wù)可以賦予新能源靈活調(diào)節(jié)能力。只有明確責任，才能激勵新能源合理配置儲能并提供靈活性。
中國電力科學研究院技術(shù)戰(zhàn)略研究中心副主任趙強在《低慣量電力系統(tǒng)儲能應(yīng)用探究》的演講中表示，2040年前后中國電力系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)，2040年前，主要問題在于新能源的消納，主要矛盾在于中短時間尺度的電力平衡。在2040年后，除了新能源消納和電力保供的問題，還有頻率穩(wěn)定的問題，主要矛盾在于中短時間尺度的電力平衡和長周期電量平衡。
中國電力科學研究院技術(shù)戰(zhàn)略研究中心副主任趙強
趙強表示，觀察全國各地區(qū)配置儲能，從效果來看，能夠提高新能源的消納，對比不同地區(qū)的效果會有所不同，因為各地新能源的數(shù)量不同。“當前儲能的利用率大約是12%，這個數(shù)據(jù)合理，原因是儲能并不創(chuàng)造能量，而是傳導工具。如果一個地區(qū)的儲能利用率達到50%，那么這個地區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計就可能存在問題。儲能最好的作用就是在未來高占比新能源情況下，應(yīng)對電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定問題?！?
三河同飛制冷股份有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理高帥《儲能液冷系統(tǒng)能效及可靠性探討》的演講中討論了儲能溫控運行能耗、溫控系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性和儲能溫控可靠性。電化學儲能系統(tǒng)的能量損耗主要包括3%的充電損耗、3%的放電損耗、2%的PCS損耗和3%的溫控損耗。而溫控系統(tǒng)損耗主要由壓縮機、水泵和風機構(gòu)成。
三河同飛制冷股份有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理高帥
高帥以一個40kw水冷機組的運行為例，詳細分析了壓縮機、水泵和風機的運行時間和能耗。優(yōu)化熱管理系統(tǒng)降低能耗的方法，包括提高水溫、降低壓縮機的最低冷凝溫度界限、采用高蒸發(fā)溫度技術(shù)（HTE技術(shù)）、采用低溫換熱技術(shù)以及降低水泵能耗。
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高帥表示，溫控系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，包括溫度適應(yīng)性、防腐等級和海拔高度。中國不同地區(qū)的溫度差異明顯，因此液冷機組需要能夠在極寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)運行。由于電化學儲能機組通常布置在戶外，因此需要滿足至少C3的防腐等級。在海拔高度方面，機組設(shè)計需要滿足4000米高海拔的要求，甚至在特殊的項目地需要滿足5000米的要求。
TüV 北德儲能系統(tǒng)高級技術(shù)工程師張立超在《電化學儲能系統(tǒng)現(xiàn)場驗收通用要求》的演講中詳細介紹了電化學儲能系統(tǒng)現(xiàn)場驗收的要求?，F(xiàn)場驗收分為兩個階段：第一階段是各個子系統(tǒng)到達現(xiàn)場后的檢驗；第二階段是系統(tǒng)完成安裝調(diào)試后的儲能系統(tǒng)檢驗。
TüV 北德儲能系統(tǒng)高級技術(shù)工程師張立超
張立超闡述了完成安裝調(diào)試后的儲能系統(tǒng)檢驗的要求。檢驗的目的是確認儲能系統(tǒng)的所有性能是否滿足技術(shù)規(guī)格要求。檢驗內(nèi)容包括箱體結(jié)構(gòu)、門禁系統(tǒng)、集裝箱及箱內(nèi)各個關(guān)鍵部件的銘牌、電池系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、現(xiàn)場接線/布線等方面。
儲能系統(tǒng)的安全防護要求具有重要性。張立超表示，儲能系統(tǒng)應(yīng)加裝危險氣體檢測裝置，對可能由電池熱失控時產(chǎn)生的氣體進行監(jiān)控。此外，儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點應(yīng)安裝可閉鎖、具有明顯開斷點、可實現(xiàn)可靠接地功能的開斷設(shè)備。包括接地連接、防雷功能和絕緣耐壓等對于安全同樣具有重要性。
中國電力科學研究院用電與能效研究所用電技術(shù)研究室主任陳宋宋在《面向工商業(yè)用戶的虛擬電廠關(guān)鍵技術(shù)與試點建設(shè)經(jīng)驗》的演講中提到，極端天氣的頻發(fā)使得局部地區(qū)的電力供需矛盾在短時間內(nèi)加劇。根據(jù)2022年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)最大降溫負荷達到3.5億千瓦，全網(wǎng)最大負荷達到10.69億千瓦，5個區(qū)域電網(wǎng)和19個省級電網(wǎng)負荷屢創(chuàng)新高。2022年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū) “三華”電網(wǎng)95%以上尖峰負荷持續(xù)時間15~218小時。
中國電力科學研究院用電與能效研究所用電技術(shù)研究室主任陳宋宋
新型電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)資源容量緊缺。陳宋宋指出，截至2023年5月，我國風電、光伏裝機達到8.3億千瓦，預(yù)計全年裝機增加2億千瓦左右。大規(guī)模波動性可再生能源接入后，傳統(tǒng)“源隨荷動” 的電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)方式受到挑戰(zhàn)，靈活性調(diào)節(jié)資源容量不足。按2025年風、光裝機10億千瓦測算，將產(chǎn)生5.62億千瓦的調(diào)節(jié)需求。
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夏季樓宇建筑空調(diào)負荷是造成電網(wǎng)尖峰負荷的重要原因。陳宋宋認為，電能在建筑能耗中占比很高，尤其在辦公建筑、商業(yè)樓宇中，空調(diào)負荷占比較大，約占40-60%。因此，亟需通過樓宇建筑用電系統(tǒng)管理，與電網(wǎng)實現(xiàn)互動，降低電網(wǎng)尖峰負荷，提升電力在尖峰負荷時期的運行可靠性與安全性。
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空調(diào)集中和過度使用是導致城市熱島效應(yīng)的主要原因。陳宋宋提到，城區(qū)氣溫越高，空調(diào)負荷越大，空調(diào)設(shè)備的排熱總量越大，造成惡性循環(huán)。根據(jù)2022年夏季國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)負荷數(shù)據(jù)統(tǒng)計，氣溫在31-36℃范圍內(nèi)，每升高1℃，日最大負荷增加4293萬千瓦。
工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷資源潛力巨大，但不同行業(yè)的調(diào)節(jié)情況參差不齊。陳宋宋表示，其中行業(yè)主要集中在水泥、石灰和石膏制造、鋼壓延加工、煉鋼等；截至2021年底，填谷負荷排名中前15的行業(yè)均為工業(yè)，合計674.56萬千瓦，占可調(diào)節(jié)負荷資源庫容量的45.38%，其中行業(yè)主要集中在鋼壓延加工、煉鋼、電子和電工機械專用設(shè)備制造等。
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陳宋宋表示，虛擬電廠面臨的挑戰(zhàn)主要有五個方面。首先，由于需求側(cè)用戶類型種類多，生產(chǎn)特殊性不同，設(shè)備品牌型號繁多，因此感知監(jiān)測難度大。其次，信息獲取不健全，導致可調(diào)節(jié)潛力評估準確度低。第三，用戶生產(chǎn)約束多，設(shè)備控制風險高，這使得在接受用戶委托對用戶側(cè)設(shè)備進行調(diào)節(jié)控制時，需要考慮用戶設(shè)備的實時運行狀態(tài)，操作難度大。第四，市場機制不成熟，用戶常態(tài)化參與意愿低。最后，需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動標準化工作仍處于起步階段。
陳宋宋提出了四個發(fā)展建議。首先，需要加強虛擬電廠的統(tǒng)籌管理和頂層設(shè)計。其次，持續(xù)完善虛擬電廠參與電力市場的機制。第三，建設(shè)虛擬電廠的標準化和檢驗認證體系。最后，提升虛擬電廠的數(shù)字化支撐能力，充分融合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等技術(shù)，提升虛擬電廠低碳、零碳規(guī)劃與電網(wǎng)互動自動化和智能化水平，實現(xiàn)響應(yīng)系統(tǒng)決策智能化、執(zhí)行方式自動化，提升用戶無感參與度。
中天儲能科技有限公司研發(fā)經(jīng)理蔡肖雄在《雙碳賽道下新型儲能的發(fā)展機遇及解決方案》演講中提到了儲能應(yīng)用的兩個場景。第一個場景是新能源+自建儲能，這種模式可以滿足新能源并網(wǎng)、調(diào)峰、提高發(fā)電預(yù)測精度、平滑發(fā)電曲線、響應(yīng)調(diào)度需求等功能。第二個場景是新能源+共享儲能，共享儲能作為一個獨立節(jié)點，接到輸配電線，通過容量租賃的方式來解決新能源配儲的問題，作為第三方儲能的擁有方，具備積極性尋找儲能收益點。
中天儲能科技有限公司研發(fā)經(jīng)理蔡肖雄
蔡肖雄表示，目前典型的系統(tǒng)架構(gòu)包括集中式、集散式、組串式、高壓級聯(lián)等，每種都有其優(yōu)勢和特點。目前市場占有率以集中式為主，因為集中式在初期投資成本較低的優(yōu)勢。
蔡肖雄表示，目前液冷普遍能做到溫升小于8度，溫差小于3度的水平，實際上溫差可達到2.5度，但是，對于工程實施來說，需要找到技術(shù)和成本的平衡點。如果可以將溫控做到小于等于5度，同時將整個液冷系統(tǒng)的成本控制在每度電25元，這是非常好的解決方案。
福建巨電新能源股份有限公司 PACK 技術(shù)總監(jiān)楊尚勇在《插片式 PACK 技術(shù)在儲能領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢和前景》的演講中提到，影響儲能系統(tǒng)全生命周期安全性和壽命的電池相關(guān)因素。提高電池的安全性和一致性一直是電芯研發(fā)和創(chuàng)新的重點，而生產(chǎn)工藝的偏差和使用環(huán)境的差異，都會持續(xù)影響電池全生命周期的一致性和安全性。電池一致性的差異會導致系統(tǒng)容易出現(xiàn)木桶效應(yīng)，大大降低了儲能系統(tǒng)的可利用能量。此外，電池數(shù)量越多，失效概率就越高。
福建巨電新能源股份有限公司 PACK 技術(shù)總監(jiān)楊尚勇
楊尚勇進一步解釋了電池相關(guān)的影響儲能系統(tǒng)全生命周期安全性和壽命的因素，包括電池自身的安全性、電池的一致性、電池的失效概率和熱管理技術(shù)。
廣東電網(wǎng)廣州供電局高級工程師余志文在《廣州虛擬電廠建設(shè)與探索》的演講中表示，廣州電網(wǎng)的峰谷差逐年增大，存在季節(jié)性的局部電力供應(yīng)緊缺和電網(wǎng)失穩(wěn)的風險。電網(wǎng)建設(shè)受到多種限制，部分地區(qū)的建設(shè)進度滯后于負荷發(fā)展。因此，需要采取有效的措施來引導和激勵用戶挖掘可調(diào)控資源，以緩解供需矛盾，延緩電網(wǎng)投資，保證廣州經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。
廣東電網(wǎng)廣州供電局高級工程師余志文
余志文表示，尖峰負荷的持續(xù)時間短，峰值負荷95%以上的持續(xù)時間不到15小時，對應(yīng)的尖峰負荷電量不足350萬kWh。在高峰負荷時期，存在片區(qū)電網(wǎng)負載率過高，中心城區(qū)面臨錯峰限電的風險。電動汽車等分布式資源接入電網(wǎng)，造成配網(wǎng)饋線和臺區(qū)重過載的問題。
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余志文表示，為了解決這些問題，廣州市工信局在2021年6月發(fā)布了《廣州市虛擬電廠實施細則》，以財政補貼的形式開展虛擬電廠運行。主要目標是調(diào)用用戶側(cè)的靈活資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，緩解和解決廣州電網(wǎng)220kV、110kV主變與線路、10kV饋線等重過載問題。同時，激勵用戶參與電網(wǎng)互動，支持綜合能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，培育一批優(yōu)質(zhì)的負荷聚集商。
余志文還提到，依托國家重點研發(fā)計劃的項目，在從化明珠工業(yè)園建成了以工業(yè)用戶互動為基礎(chǔ)的園區(qū)級“虛擬電廠”。這個虛擬電廠形成了詳細的建設(shè)和運行技術(shù)方案，具備良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。明珠工業(yè)園的虛擬電廠實現(xiàn)了整個示范區(qū)參與廣州電網(wǎng)的調(diào)峰等功能，最大調(diào)控能力約2萬千瓦，年峰值負荷削減20%?？烧{(diào)控資源包括用戶側(cè)儲能、分布式光伏、可平移負荷、溴化鋰制冷、中央空調(diào)和分散式空調(diào)集控負荷等。
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余志文介紹，廣州市虛擬電廠管理平臺于2021年6月上線，目前已簽約大用戶/負荷聚集商110家。簽約的最大邀約響應(yīng)能力為787MW，分鐘級實時響應(yīng)能力為220MW。系統(tǒng)主要包含注冊與簽約管理、資源監(jiān)視、響應(yīng)發(fā)起與執(zhí)行、響應(yīng)效果評估、結(jié)算管理等功能，面向供電局和市場用戶設(shè)置不同的界面權(quán)限。
余志文表示，虛擬電廠可以間接參與電能量交易，與售電公司捆綁，聚合儲能等資源響應(yīng)分時電價。以谷時吸收電能，峰時放出電能的策略，獲取日前市場的峰谷價差盈利。區(qū)塊鏈輔助虛擬電廠在日前市場中對下層資源開展交易、出清、結(jié)算，記錄日前成交量。虛擬電廠直接參與市場交易的思考，調(diào)頻市場，需要解決如何獲得秒級數(shù)據(jù)，如何準確判斷調(diào)頻里程等問題。直接參與電能量市場，需要解決如何區(qū)分虛擬電廠資源與用戶的電能量，采集設(shè)備如何解決，不同投資主體的收益該如何分配等問題。
國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司的先進能源中心副主任、虛擬電廠與電力交易技術(shù)實驗室主任左娟，在她的演講《淺談虛擬電廠典型運營模式》中，闡述了虛擬電廠發(fā)展的三個階段：邀約型階段、市場型階段和跨空間自主調(diào)度階段，這些階段的發(fā)展依賴于外部條件的變化。
國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司的先進能源中心副主任、虛擬電廠與電力交易技術(shù)實驗室主任左娟
左娟表示，在邀約型階段，由于缺乏電力市場，政府部門或調(diào)度機構(gòu)需要牽頭組織，吸引各個需求響應(yīng)服務(wù)商參與，共同完成邀約、響應(yīng)和激勵流程。在市場型階段，隨著電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場和容量市場的建立，虛擬電廠可以以負荷聚合商或?qū)嶓w電廠的模式參與市場，從而獲得收益。在跨空間自主調(diào)度階段，虛擬電廠聚合的資源種類和數(shù)量逐漸增多，覆蓋的空間也越來越廣，包括可調(diào)負荷、儲能和分布式電源等基礎(chǔ)資源，以及由這些基礎(chǔ)資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。
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左娟指出，國外虛擬電廠的運營實體和管理平臺通常由不同性質(zhì)的實體進行，配合緊密度各不相同。例如，美國佛蒙特州的GMP電網(wǎng)公司授權(quán)特斯拉的Powerhub集成式監(jiān)測調(diào)度中心，而加州的CAISO則管理發(fā)達的電力市場，因此主動性較高。相比之下，我國電網(wǎng)公司運營的虛擬電廠平臺具有集中式調(diào)度管控的優(yōu)勢，便于協(xié)調(diào)管理聚合商資源。
左娟提到，歐洲虛擬電廠多為跨境布局，需要進行嚴格的上下游成本-效益分析。例如，Atlante V2G項目連接全歐交通網(wǎng)絡(luò)道路側(cè)充電樁，對電網(wǎng)，虛擬電廠運營商計劃接入各國電網(wǎng)；對用戶，運營商需要提供穩(wěn)定的車輛供電及配套增值服務(wù)。歐洲配電網(wǎng)覆蓋率高，運營商多而分散，可以為我國虛擬電廠探索下沉市場及跨區(qū)域聯(lián)通提供參考。
左娟表示，成熟的市場機制助力虛擬電廠項目的開展及商業(yè)化運營。美國、德國的現(xiàn)貨市場運行多年，輔助服務(wù)市場、容量市場建設(shè)領(lǐng)先，電價機制較為成熟，可以迅速開展大中小型分布式資源運營模式及經(jīng)濟效益試驗。虛擬電廠可以通過提供靈活性服務(wù)、電價套利，降低調(diào)峰成本、負荷平衡成本等運行成本，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施投資等方式獲利。
左娟認為，雖然我國已經(jīng)出臺了多項關(guān)于推進電力市場建設(shè)、虛擬電廠發(fā)展的政策文件，也積極推進虛擬電廠試點示范和虛擬電廠相關(guān)標準的制定，但在短期內(nèi)，虛擬電廠的發(fā)展不能等待相關(guān)市場的建設(shè)與政策的出臺，而應(yīng)在現(xiàn)行機制下，積極探索多元化的運營模式和商業(yè)機制。通過積極參與市場、全力提供服務(wù)、不斷拓展客戶、提升技術(shù)水平等方式，不斷優(yōu)化自身運營模式，不斷發(fā)展完善。
左娟預(yù)測，未來隨著電力市場的不斷推進，交易品類日益完善，現(xiàn)貨市場交易機制日益成熟，容量市場、期權(quán)市場、局域平衡服務(wù)市場、分布式交易市場有望推進建設(shè)，虛擬電廠未來的運營模式日益豐富。通過不斷提升自身技術(shù)水平，優(yōu)化交易策略，更好地擴展客戶與資源，挖掘與拓展自身調(diào)節(jié)潛力，形成多元健康的發(fā)展運行模式。
北京鑒恒認證有限公司解決方案銷售總監(jiān)王德科的主題演講《新型電站建設(shè)運營質(zhì)量管控》中提到，新型儲能電站建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)主要包括關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量問題、儲能系統(tǒng)集成問題、儲能系統(tǒng)集成問題。
北京鑒恒認證有限公司解決方案銷售總監(jiān)王德科
王德科表示，新型儲能電站運營面臨的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在故障率高，年可利用率低，充放電量無法達到預(yù)期，設(shè)計不合理不可靠，監(jiān)控不健全。這些問題的出現(xiàn)主要是由于控制算法不精確，儲能系統(tǒng)SOC偏差大，充放電過程無法達到預(yù)期電量。此外，主動安全設(shè)計薄弱，缺乏數(shù)據(jù)積累，無法進行早期的安全預(yù)測，缺乏全生命周期數(shù)據(jù)溯源體系等。
本次大會還將重磅發(fā)布《2023中國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》。該報告深度剖析了虛擬電廠在全球和中國的市場現(xiàn)狀，預(yù)測了其未來發(fā)展趨勢，解讀了相關(guān)政策，分析了技術(shù)經(jīng)濟性，展示了典型案例，為推動虛擬電廠的發(fā)展提供了全面而深入的參考和指導。
第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術(shù)高層研討會成功地匯集了產(chǎn)業(yè)鏈、電力公司、系統(tǒng)集成商、投融資機構(gòu)和高校等350余人，共同探討和研究儲能行業(yè)的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)，為推動儲能行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，提供了有力的推動力。
本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員會的學術(shù)支持。
