馮曉濱:科華恒盛通信儲能解決方案
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1500余位政府機構、科研院所、行業組織、電力公司、新能源項目單位、系統集成商等代表出席本次大會。
廈門科華恒盛新能源事業部售前總監馮曉濱在通信儲能專場,發表了題為“科華恒盛通信儲能解決方案”的精彩演講。
演講內容如下:
馮曉濱:
感謝主委會!尊敬的各位來賓,下午好!很榮幸今天跟大家相聚在深圳。在談到解決方案之前,簡單介紹我們公司的概況,由于科華恒盛是做UPS出身,原來在通信行業耕耘將近30年。我們云基的基礎,2010年后科華恒盛在數據中心、新能源兩大板塊大力發展,以物理架構安全為基礎,提供托管、租賃等服務。在新能源領域方面,除了光伏、儲能、充電站的發展,我們微網系統和各個領域的儲能發展進行拓展。我們公司成立于1988年,2010年上市,2014年定增16.8億進行新能源板塊的拓展,包括數據中心的發展概況。
在市場行業,科華恒盛在穩健增長,2017年銷售額達到24.1億元,我們在電源行業市場占有率連續20年位于國產品牌第一位。我們公司的研發實力,2017年最新數據是2.1億,我們研發團隊到2018年增加到900多位研發人員。我們的生產體系、供應鏈中心主要布局廈門、漳州、深圳及佛山,這是我們的供應鏈體系。
在服務體系方面,科華恒盛在全國所有省會城市、二級發達地市布局了直屬服務網點,這是我們服務體系中給客戶帶來保障的地方。2018年為止,布局了16個技術服務中心。2016年,我們儲能PCS出貨量達到第五位,整體排名第六位,這是全球調查機構提供的數據報告。
在新能源板塊方面,我們產品的覆蓋主要在儲能、微網、電動車、充電站、光伏電站,這是我們儲能領域的概況。這是儲能的產品線,主要基于PCS為核心,以電力、電子變換為核心,打造儲能微網在電力電子的運作。
簡單匯報科華恒盛在通信儲能系統的解決方案,整個儲能系統在數據中心中的應用,科華恒盛的理解比較深。我們數據中心的板塊從1989年至今,加上我們的系統數據。這是大數據云計算中心的中國發展概況,數據調查結果是2020年,IDC用電量將是2015年的2倍。數據中心的用電量規模龐大,以2000個機柜為例,以單個機柜3千瓦計算,耗電量一年將近5000多萬度電,這是2000個機柜機房的數據規模。以單價為1元計算,如果PUE值為2的情況下,年用電費用將近1億的規模。對數據中心來講,運營費用、電費非常高。這么高的運營電費是值得我們考慮的地方,如何節省電費,這是我們儲能和其他手段降低費用的重點出發點。
在儲能方面的應用,由于我們主要做電源,所以我們長期用的是鋰電池和鉛酸電池。彭總介紹時,談到鋰電池和UPS應用存在的問題,特別是鋰電池。鋰電池的單體容量不大,整個系統的鋰電池數量巨大,這么多數量,其可靠性、均衡性、擴充數量如何解決。
方案一,在應用角度分析比較深刻的是UPS在儲能中的應用,儲能型UPS加上峰谷運行策略,控制核心是調整儲能電池充放電,大家看到比較多,我不詳細介紹工作原理。彭總介紹了這種應用可能存在的隱患,它有可靠性方向的提升,主要展現在哪些方面?如電池可靠性提升,如果在座有通信行業或者機房的專家,一定知道原有通信領域,特別是中小機房里,UPS配套電池一兩年都不會停一次電,這對中小機房管理不完善,根本不知道電池是好是壞。如果這個電池是壞的,買了這套不間斷電源,真正需要用到時無法使用。我們曾經碰到一個項目,配了將近9組電池,由于9組電池一致性的不一樣,導致所有電池停用了。這種應用的好處是每天放電充電,這種工況下,每天可以及時看到電池的狀態和壽命值。這是最直接的檢驗手段,平時重要的機房會配上BMS系統檢測,這屬于輔助手段,從電壓、內阻等方面檢測電池。這個系統直接用放電來檢驗,一旦存在問題,電池可以及時發現,將其更換。在儲能方面,類似建光伏電站,UPS的優點是不需要并網,只是用電,對負荷來講的。大家做過儲能或者光伏電站,我們要先做一套流程申請解決問題。
彭總的分析比較深刻,我簡單舉例說明。以1000個機柜的數據中心為例,按3kW單個機柜的功率,總功率為3000kW。UPS配置按70%的余量設計,總功率為4761kVA。如果原有UPS系統的投入將近200多萬,蓄電池更換也需要200多萬。調整為儲能型,把容量配大、時間配長,原來15分鐘,現在配為4小時,這是鉛炭電池的配法。儲能電池是2000多萬,比原有系統增加了1815萬的金額。如果峰谷差價是0.75元,電池單價為0.85元每瓦時,壽命期8年收益是3362.5萬,壽命期8年利潤是1547.5萬,靜態投資回報率為10.37%。
方案二,這是相對第一個方案來看,這是UPS+PCS型應用,其優勢是我這邊不動UPS體系里的任何東西,按照原有的工作原理工作,不存在大家擔心的問題。如果我延用舊電源系統,加上儲能,可能有些UPS不適合。我可以增加儲能PCS,并入電池管理系統中。如果原有電池夠大,我可以增加SOC值。每天15%充放電對壽命不會產生影響,甚至可以延長壽命。其優點是不需要改造原有的UPS系統,可以進行電子放電。機房有雙走線的供電方案,如果利用UPS進行供電,其中一臺可以用于合攏放電,我不用負載放電,而是用PCS并到交流母線,再回到機房進行應用。減少平時電池合攏工作的很多問題,大家知道要對電池進行合攏,工作量非常大,危險性也比較高,大家不敢輕易動。智能化合攏放電對我們的維護管理有著極大的提升。
這些應用把儲能型方案加入,加上鋰電池的應用,鋰電池的空間、能量密度是鉛炭電池的1倍。數據中心常見的是面積、機房空間,其成本遠遠高于房子的成本。如果空間減少了,這一定是比較大的好處。鉛炭、鋰電的循環次數足以支撐循環系統的過程,按一天一次的循環,可以達到13.6年的壽命值。系統中有很多不到10年左右,就得換UPS和系統。整個壽命可以支撐電源系統的應用。對于鋰電池應用于機房里的應用,鋰電池不太適合用于長期浮充,這對安全的危害比較大。每天循環,避免鋰電池長期浮充的問題,
方案三,通信機房并網型儲能方案,這跟普通的并網型方案類似。這是單純的儲能系統,(左圖)這是常用通信機房的拓撲,這是市電加上機器,保證機房的應用。機房服務器一般會配置UPS做保障,機房輔助設備、空調、照明一般不會配UPS,機房不能沒有空調,所以會配上發電機組。除了平時的削峰填谷,一旦電網停電,我的管理系統可以控制電網切開,用儲能系統保證整個機房的運營電力保障。它有一定的切換時間,對于空調、照明等輔助設備。這種方案替代油機,減少噪音。油機讓人頭痛的問題是難以維護好油機的可靠性。演練時,把電網斷開,油機半個小時沒起來,因為啟動電池壞掉了。儲能系統每天都在運行,這是并網型儲能應用的方案。并網型儲能應用的控制手段和切換技術。
關于機房柴油發電機組能量搬移測試方案,這是數據中心通信機房中常用的,發電機組、油機組,規范要求是每個季度把油機啟動好,保證它能工作。一般機房不會把油機切到機房供電,油機出現問題,能否為機房提供保障。很多機房用假負載的方式老化測試油機,每個季度執行將近1小時的發電。油機的電量、費用、噪音、維護的錢白白被浪費。我們的能量搬移方案替代假負載,作用是把油機發出來的電送到能量路由裝置,再回到電網。油機老化或者測試的費用,形成能源再利用,減少能耗。這是數據中心用到的場合,我可以把能量路由器做成移動式的,比如移動通信或者其他大型數據中心,他們有很多機房,這是移動式的路由裝置,充分利用路由能源裝置。
這是對邊緣地區或者無電地區的應用,利用光伏、油機、油光互補一體的系統。針對通信基站的設備或者用電情況,解決邊遠地區無電或者供電非常差的場合,進行儲能系統的解決方案。通過控制器,形成了48V儲能,形成48U用電負荷。這應該是常見的應用,這是我們目前應用,包括前面機房應用比較多的場合。
前面談到的是科華恒盛在通信機房領域探索的五種解決方案。最后一部分是科華恒盛在各個領域做的儲能系統。這是梯次應用,變電站通信電池的應用,解決30個變電站的儲能,30套PCS+EMS系統。很多應用要求鉛酸電池用4、5年就要替換,很多時候電池是好的,有些電池很少使用,如果維護好,這個電池性能也是不錯的。用了4年以上的電池,循環容量值可以達到90%以上。
2014年開始,我們在中國西部地區建設20-160KW的電源儲能系統保障。這是應用的典型拓撲。這是高海拔的應用,四川4410米儲能分布式不同點的應用,保障寺廟的照明、通信等。海外印尼貨柜式箱式儲能系統,包括光伏、儲能一體的解決方案。像油田勘探等場合。這是1.2MW油光互補儲能項目。用戶側的,像B類動力電池2MWh電池應用,保證削峰填谷電價差的獲利。貨柜式通信電源,針對現在貨柜式的數據中心配套的通信儲能應用的解決方案手段。這是40尺貨柜1MWh系統應用。
我們給民用通信、部隊通信等各種場合,特別是邊遠地區應用的通信基站電源保障,這是科華恒盛累積一部分的案例。其他的不一一做介紹,我的匯報到此結束,謝謝大家!
(本文根據現場錄音整理,未經本人審核)
責任編輯:繼電保護
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