陳翔:模塊化用戶側(cè)儲能應(yīng)用分析
2018年5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開,來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
惠州億緯鋰能股份有限公司儲能事業(yè)部總經(jīng)理陳翔在儲能電站專場,發(fā)表了題為“模塊化用戶側(cè)儲能應(yīng)用分析”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下:
陳翔:
很高興今年又有機(jī)會在這里看到很多老朋友。我們有一個(gè)明顯的感覺,不管是資本方還是行業(yè)內(nèi)人士,都看到儲能成為一個(gè)熱點(diǎn),資源聚集變得越來越明顯。
在我的分享過程當(dāng)中,大家聽不到商業(yè)模式或其他關(guān)于投資方面的分析,我更多的是站在技術(shù)的角度跟大家分享。我的分享從以下三個(gè)方面展開:首先是關(guān)于公司發(fā)展近況的報(bào)告;第二,簡單梳理下用戶側(cè)儲能的需求;第三,剖析一下我們做模塊化儲能系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中所碰到的一些問題。
惠州億緯鋰能股份有限公司成立于2001年,2009年在深圳創(chuàng)業(yè)板上市,是國內(nèi)第一家以鋰電池為主業(yè)的上市公司(股票代碼:300014),是國家級高新技術(shù)企業(yè),專注于鋰電池的創(chuàng)新發(fā)展。經(jīng)過三十年的耕耘,鋰原電池居國內(nèi)領(lǐng)先地位,鋰亞電池居世界前列。近三年來,公司在動力儲能領(lǐng)域投資50億,采用高度自動化與信息化的生產(chǎn)方式 ,為客戶提供一流的產(chǎn)品和服務(wù)。憑借著“良心產(chǎn)品、工匠精神”,億緯鋰能屢創(chuàng)佳績。記者了解到,億緯鋰能發(fā)展迅速,并在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的地位顯著提升,由2016年的第16名,提升到2017年的第8名、今年公報(bào)數(shù)據(jù)顯示的行業(yè)第5名,公司的目標(biāo)在2019年做到排名行業(yè)第3名。
這是我們到今年上半年所發(fā)貨的一些儲能項(xiàng)目的實(shí)景照片,具體是哪些項(xiàng)目就不贅述了。這張圖是前不久習(xí)主席和莫總理在武漢東湖上乘坐的游船,這艘游船上用的就是億緯的鋰電系統(tǒng)。
億緯進(jìn)入儲能市場是一個(gè)后來者,對于我們來講,我們選擇從用戶側(cè)切入。目前來講,中國的用戶側(cè)儲能市場,最普遍的商業(yè)模式是峰谷套利,輔助基本電價(jià)優(yōu)化,以及近期會發(fā)展的輔助服務(wù)。
這是我們目前模塊化用戶側(cè)儲能解決方案整體的系統(tǒng)架構(gòu),各家的儲能系統(tǒng)架構(gòu)大同小異。對于億緯,我們會去思考一個(gè)問題,在整個(gè)儲能市場里面,我們的核心競爭力來自于什么地方,我們的立足點(diǎn)在哪里。我們的立足點(diǎn)來自于標(biāo)準(zhǔn)柜的集裝箱儲能系統(tǒng)。
今天的主題是模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì),模塊化并不僅是在結(jié)構(gòu)上做一些模塊化的設(shè)計(jì),實(shí)際上從現(xiàn)在的電芯的選形開始就考慮到這個(gè)問題。比如說這里用到90Ah電芯,這是能量型的。同時(shí)還有一款功率型的90K,跟它同樣的尺寸大小。這樣在進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候,一旦選定同樣尺寸的電芯,后面的很多結(jié)構(gòu)都可以復(fù)用,在最開始的設(shè)計(jì)起點(diǎn)就考慮到系統(tǒng)模塊化和結(jié)構(gòu)化。
用戶側(cè)從使用的場景上來講,它是一個(gè)能量型的應(yīng)用,充放電倍率一般是在0.25到0.33之間。這種情況下,我們選用了給電動大巴做的標(biāo)準(zhǔn)化模組。它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),可以復(fù)用大巴上成熟的驗(yàn)證和物料共享,降低生產(chǎn)成本。這個(gè)模組考慮了在XYZ三個(gè)軸向的振動影響,有較好的抗震能力,所帶來的好處是我們在整個(gè)系統(tǒng)交付的時(shí)候,采用整體集裝箱的吊裝交付。在出廠之前完成所有系統(tǒng)的調(diào)試,整個(gè)系統(tǒng)在客戶的場地上快速并網(wǎng)。降低交付成本。
在設(shè)計(jì)好模組之后,再設(shè)計(jì)插框,插框結(jié)合電池柜組成電池簇。我們的電池柜是百分之百符合電力標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),比如說這個(gè)柜子的尺寸和電力柜是一樣的標(biāo)準(zhǔn),在電氣絕緣方面的設(shè)計(jì)也滿足電力系統(tǒng)的要求。
這是我們現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)柜的平面圖和爆炸圖,我們在設(shè)計(jì)上這樣考慮模塊化。在PCS側(cè),我們選定的方案有兩種,一種是模塊化的PCS,這個(gè)PCS在直流側(cè)是單母線的。另一個(gè)方案,之前盛弘范總也提到的多分支解決方案。多分支的PCS提供了一種能力,可以簡化電池系統(tǒng)簇與簇之間三級管理的難度,從而有效的提高整個(gè)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)的可用性。
在提高系統(tǒng)可靠性方面,左邊這個(gè)表格列出的是我們在考慮可靠性時(shí)會有一些常用的考慮點(diǎn)。比如說我們會采用磷酸鐵鋰,它相對來講是比較安全的材料體系,不追求極致的比能量密度,在循環(huán)性能方面達(dá)到比較好的平衡。更重要的是,億緯是專業(yè)做電芯的,我們會基于電芯的設(shè)計(jì)做系統(tǒng)的優(yōu)化。右邊的圖,是做1C充放的時(shí)候,在不同的直流內(nèi)阻測試時(shí)內(nèi)阻值的分布曲線。雖然這張曲線是針對動力脈沖應(yīng)用場景的測試結(jié)果,經(jīng)過我們的測試,發(fā)現(xiàn)儲能的長時(shí)間小電流的充放電過程當(dāng)中,電池直流內(nèi)阻的曲線跟這個(gè)曲線是類似的。在放電末期SOC低于10%,以及充電末期SOC高于95%的時(shí)候,電芯的內(nèi)阻是快速增加的,電芯一致性會變差。同時(shí),內(nèi)阻增加之后,熱損耗會增加。基于這種分析,我們在系統(tǒng)設(shè)置的時(shí)候要找到最佳使用工況的窗口,同時(shí)BMS和PCS的充放電的參數(shù)都要調(diào)整,這是我們可以做的更好的地方。
今天早上也有嘉賓在會議上提到,EMS系統(tǒng)更多的是在微網(wǎng)的細(xì)粒度上進(jìn)行調(diào)度。整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)度平臺更多的是常備型的保障型的調(diào)度平臺。智能云平臺的調(diào)度管理,我認(rèn)為在未來儲能的發(fā)展中,再過一些年,這可能是最有價(jià)值的其中一部分。它跟用戶之間可以產(chǎn)生很強(qiáng)的黏度,可以根據(jù)用戶使用的模式,不斷產(chǎn)生出新的盈利模式出來,這也是我們未來考慮的重點(diǎn)。
收益分析,目前國內(nèi)可收益的模型不太多,不在乎剛才說的那幾種。右邊的是實(shí)際系統(tǒng)跑出來的曲線圖,主要是電壓和電流的曲線狀態(tài),從目前的實(shí)際測算來講,好的項(xiàng)目,不是說所有的項(xiàng)目,好的項(xiàng)目大概回收的收益期在6-7年之間,這是現(xiàn)在的測算。總體來講,相對于去年和前年來講已經(jīng)好了很多。我們相信,隨著系統(tǒng)整個(gè)成本的進(jìn)一步降低,以及有越來越多儲能商業(yè)模式的誕生,這個(gè)收益還會進(jìn)一步的提升。
最后我在這里想表達(dá)的意思是,因?yàn)閮δ苁袌鲈絹碓綗幔Y源越來越聚集,這個(gè)時(shí)候,作為一個(gè)業(yè)內(nèi)的從業(yè)人員,我覺得更多的是冷靜下來要想怎么樣真正的把儲能做好。我們的心可以比天高,但是路還得一步步來走。儲能方面,性價(jià)比要做好,安全性要提高。對于我們來講,我們希望基于自己在電芯這一塊的核心競爭力,同時(shí)跟行業(yè)里的小伙伴們,包括BMS,PCS,系統(tǒng)集成的小伙伴們,一起能夠共同的以開放的心態(tài)來推動整個(gè)儲能事業(yè)的共同發(fā)展。我的匯報(bào)到此,謝謝大家!
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億緯鋰能2001年成立以來,懷著“做世界最好的鋰電池,成為行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)”的愿景,堅(jiān)持“技術(shù)領(lǐng)先,穩(wěn)健發(fā)展”戰(zhàn)略,始終專注鋰電池的創(chuàng)新發(fā)展。2017年,億緯鋰能企業(yè)研究院建成“國家級企業(yè)技術(shù)中心”,擁有博士后工作站。是國家工信部智能制造示范企業(yè),國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)。
億緯鋰能已申請920項(xiàng)國家專利,其中3項(xiàng)發(fā)明專利獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授予的“中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)”,其創(chuàng)新產(chǎn)品兩次榮獲含金量頗高的“廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。
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