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。

中國移動通信集團設計院有限公司電源所高級工程師彭廣香在通信儲能專場，發表了題為“數據中心UPS電池削峰填谷應用探討”的精彩演講。

演講內容如下：

彭廣香：

我演講的題目是“數據中心UPS電池削峰填谷應用探討”，我們當時想做數據中心的儲能，進行了招標，目前項目尚未有進展。從發展來看，我認為IDC未來會有持續高的增長。由于物聯網、信息化的設備是5G的建設和AI的到來，它有加速的過程。目前我認為社會信息化遠遠沒有完成，不到1%。我們目前信息化更多的是人與人之間交互的信息化。對于社會來說，企業生產的各個流程、社會交通、市政等信息化尚未完成。這需要依賴于兩個東西：

一是基礎網絡的建設，NB和5G站點，從國內大規劃來看2020年左右會啟動建設，它會推動物聯網的進度和進程，最終導致IDC建設量的增長。

這兩年很多企業會關注IDC儲能，主要原因是IDC負荷基數很大，小的IDC是幾百K到幾千K千瓦，大數據中心達到10-20萬千瓦儲能，這對儲能系統來說非常有好處。這是北京峰谷電價差，平時峰谷是1元以上，在全國算是很高的。7、8月份會有尖峰，這三個小時大概是1.547元左右，電價對于做儲能來說非常有誘惑力，能比較快速回收成本。相對來說北京的土地比較緊張，不一定有土地建設儲能系統。一旦能建設，其投資回收期比較短。按這種方式計算，1千瓦儲能電池每天可以收回0.91元，綜合利用效率按90%計算，每年收益達到333元。如果成本是1.5元，不到5年就能收回。

用了電價政策，有沒有產品支撐。主要集中兩種電池：

一是鉛炭電池，60%的時候，循環壽命達到4000次左右。目前不是誰都能做出來，我們看到實際做測試的結果，確實能達到這樣的水平。鉛炭電池跟普通鉛酸電池的區別在負極加了炭，加了工藝特性，比較好的解決了壽命問題。普通的電池在200-300次的壽命。基站有很多電池，為什么電池不拿出來做儲能。我們基站買的電池，循環壽命在100-150次水平，這種電池無法做循環使用。充電接受能力比普通電池有所提升，相對來說可以快速充電。

二是鋰電池，這些年成本上升比較快，現在有大量生產能力，工藝比較好的可以做到0.7元一瓦時內。我說的是品質較好的電池，而不是很差的電池。大部分電池都在0.7元左右，成本是沒問題的。市面上8、9毛錢可以買到。我說的是基于長壽命電池的產品品質。從測試來看，存儲電池，2000次以上循環壽命是沒問題的。長循環壽命是鋰電池的基本特點，這決定了它在儲能這一塊，未來可能會占比較重要的地位。最終要結合其產品價格，從現在來看降到1元每瓦時沒有太大的問題。

這是國家大課題：國家重點研發計劃項目：100MWh級新型鋰電池規模儲能技術開發及應用。

本項目以開發長壽命、低成本、高安全、高轉換效率新型鋰電池及模塊為目標，以“新型鋰離子儲能電池材料和單體設計與制造à模塊設計與制造à壽命衰減研究分析à安全性評測及提升à系統集成應用à大規模示范驗證”為研究主線，實施新型鋰離子電池規模儲能技術及應用的共性技術研發。在掌握高品質電池研制技術的同時，實現電池可經濟化大規模量產，可大規模系統集成、可規模化應用、可客觀量化評價，引領和推動鋰電池儲能產業發展、大規模應用推廣。

能否達成目標，鋰離子電池在充放電速率0.5C以上，充放電深度在90%DOD以上時，循環壽命大于10,000次，服役預期壽命大于15年，預期成本低于1500元/kWh，系統規模不低于100MWh。

目前比較流行的方式是IDC要配很多UPS，不間斷電源。不間斷電源本來要配電池，能否在這個環節做儲能，能做，但也是有問題的。有獨立充電整流器的UPS，我們平常畫圖直接畫UPS，連接電池。實際上電池跟UPS連的時候，里面有一定的電路。對于外部來說，直接是電池連UPS，從內部來說有不同的。這種有獨立的充電器給電池充電，放電時有電壓調整，再給負載供電。典型產品是工頻機，如果要做儲能，比較好的方式是一部分用市電，一部分用電池，這對鉛炭電池來說比較重要，大電流特性不太好，所以希望小電流放電，可以釋放出更大的容量。(左圖)這個形式可以比較好的適應供電模式，目前產品無法控制市電和電池的供電比例。我們平時的UPS做放電測試時，我們有這個功能做電池放電測試，但無法控制電池的市電和供電比例。

沒有獨立充電整流器UPS，電池直接連到UPS內部，有充電降壓的電壓變換、電壓提升，這是雙向的。典型產品是高頻機，它沒有獨立的充電整流器，這是共用的，對電壓調整放電，不能實現市電和電池的混合供電模式。要么是電池放電，要么是市電供電。這是可以改的，我們了解到目前有些市場在做改進，目前的方案是給它單獨的充電回路，通過升壓器放電。現在的高頻機要做一定的改造，首先從硬件上改造，軟件也需要改造。軟件是市電主供模式，電池和市電混合供電的模式，需要做控制策略，目前的設備不支持我們主動控制它。

從目前采購的產品來看，工頻機非常少。中國移動去年采購時明確沒有工頻機的采購需求，只有高頻機和模塊機。

模塊化UPS，目前數據中心用模塊化UPS比較多。模塊化UPS里，電路跟高頻機一樣，它也是高頻UPS，只不過變成模塊化。單個模塊看，無法形成市電+電池放電的混合供電模式。從整個系統來看是可以實現的，它可以設定每個模塊處于市電工作模塊還是電池放電工作狀態，這是可以設定的。有了這個，它可以實現混合供電。(見PPT)這可以形成供電輸出，下面由電池對模塊放電，對負載輸出。這幾個模塊會組成一個系統，對負載實行聯合供電。這種至少解決了混合供電的模式問題。存在的問題是只能根據模塊的比例設定電池的放電比例。比如10個模塊，電池供電功率比只能是十分之一、十分之二、十分之三的模式，不能設定為12%、13%。

基于這種方式，一般200KVA UPS，輸出180千瓦最大容量，按90%是120千瓦的容量。按高功率電池配，需要配56.7千瓦時的高功率電池。按采購價格計算是比較低的，價格比傳統的10小時Ah計算的價格好，大概花2萬元。如果按鉛炭電池配，大概需要50Ah，儲能系統投資是21.6萬，跟原來相比，增長的投資是18.9萬元。基于這個投資計算回報率。

可以放電容量，按照50%計算，250Ah，對應容量是150千瓦，充電損耗是17度，收益大概是7、8月份，其他月份比較低，綜合下來一年的收益是4.22萬，投資回收期4.5年。對應4.5年60%DOD，跑了159次循環。實際上配500Ah電池，可以把電池放電容量稍微提高一些，跑到60%DOD，這對投資回收期有好處。電池跑到60%時，剩余容量即使最后只有80%，相當于400Ah，還是可以滿足我們的負載放電要求。另一個考慮是我們的數據中心在非常長的時間里，難以到額定負荷，我們設定200K UPS，實際上5、6年內無法到達這個數。我們可以按照60%DOD做充換電循環。

按照60%DOD計算，投資回收期是3.7年，對于60%DOD循環次數是1336次，電池性能基本持平。這是電價差比較大的，江蘇大部分是8毛錢電價差，除以0.8，大概5年才能收回投資。投資回收期比這個更長，電池買回來后，安裝、使用、上負載需要有時間，大概需要3-6個月。上負載后，它是負荷增長，有些機房開始的負荷率非常低，無法達到循環容量。即使60%DOD，放出144kWh，kWh除以8小時，不到20千瓦，相當于我的負荷率是15%內，可以做60%DOD的充放電。

測算鋰電池，15分鐘的高功率電池容量是10.7千瓦時。我們按鋰電池是鉛酸電池的體積密度的一半，基本可以配2倍，不增長電池占地面積。其價格比較高，2.2元一瓦時，需要增長22.29萬，基于此算鋰電池投資回報。

可放電功率，按53.71kW，IT負荷率100%，剩余56.71kW，相當于我們拿出50%容量做DOD循環。這樣的情況下做計算，鋰電池的供電特性非常好，可以快充快放。中午有3小時，晚上充滿電后，上午放完，中午充上，下午再放電，可以做兩次循環。我計算鋰電池的價格比較高，做兩次循環比較有經濟價值。根據這個計算，分為7月和8月，計算出投資回收期需要8年時間。

我們考慮IT負荷率只有40%，很長時間我們的IT設備負荷率不會特別高，我們拿出比較多的容量做循環，投資回收期可以壓縮到5.5年的水平。總的來看，鋰電回收期比鉛酸、鉛炭低一些，有些公司在1.5-1.7元就能做下來。

大家說鉛炭電池做儲能，從更大的層面考慮，未來未必會用UPS供電，它只是備用，保證設備不間斷的手段。從現在數據中心的發展來看，大部分數據中心開始考慮用設備直供的方式供電。如果我們做不間斷電源，不用它供電的方式，我們的效率會提升，這一塊的效益池是IT運營要考慮的。

UPS儲能有一定的價值，但也存在一定的問題：

第一，鉛炭電池是鉛酸體系的電池，萬一停電，鉛酸電池在粗放電時會有陡電壓價，不同放電的電壓降曲線，我們有一個機房發生過這種情況。粗放電時，電壓陡降得太低，導致低于電壓，使得ICT設備宕機。粗放電超出設備的接受能力便會有這種風險。

第二，這需要充放電軟件控制，軟件系統肯定會存在死機的可能，這是一個風險點。現在的智能駕駛汽車，軟件死機、操作系統死機的問題是不好解決的問題。任何操作系統都存在死機的可能，死機時，控制策略是什么。

第三，UPS是ICT設備供電最后的保障，你在上面做措施、改動，對供電保障是有傷害的，這是作為運營方會考慮的。

第四，鋰電池，我們在基站用了大量的鋰電池，我們評估鋰電池和鉛酸電池著火的可能性相當。最大的問題是萬一著火了怎么辦，我們最近想在機房做鋰電的項目，著火了怎么辦。鋰電池一旦著火，據我們了解的情況是沒有特別有效的方式及時滅火，現在看比較有效的方式，第一種是沙土掩埋，這在機房是不可能的;第二種方式是大量的水，浸沒式的方式。萬一著火，其風險非常大，沒有比較有效的措施。如果大規模上鋰電池，風險更不好控制。

第五，鉛炭電池的壽命問題，我們看到4000次、5000次的試驗結果，這是實驗室的數據，真正使用是怎樣的，我們還不知道。我們很高興看到比較優秀的做鉛炭電池的儲能系統，它確實在全國做了幾十套系統，運行得挺好的。

第六，這種項目建設時，一般來說不會直接買設備，如果我把鉛炭設備買回來后，自己運營，風險非常大。一旦承受不了，風險由我承擔。我希望你不要把電池賣給我，我買循環次數或者容量，這是建設方更容易接受的方式。

第七，如果我們再考慮數據中心的市電直供的架構，儲能方式效率會大打折扣。

第八，我們沒有考慮投資回收，回收周期長，有風險。

結論：

第一，數據中心UPS儲能技術方案具備經濟性的條件比較苛刻，可以做，但要考慮好才能做。

第二，UPS儲能不利于供電安全，一定的降低IDC供電安全性。

第三，儲能UPS對于負荷管理的要求提高了，開始小，后面大，儲能系統的運行規則、充放電設置、放電比例都需要調整，不是裝完后就可以不管，這提高了管理要求。

第四，考慮供電方的架構效能，其經濟性會大打折扣。個人比較看好低壓側并聯的儲能系統的發展。并聯系統是提高整個系統安全性的方式，它是傳統的儲能+PCS并網的方式。可以做IDC儲能，希望大家綜合考慮各方面的因素，慎重選擇。謝謝大家!

(本文根據現場錄音整理，未經本人審核)