陈志：阳光电源储能系统在国内外调频电站项目中的应用

3月21日，“2018首届全国储能技术在电力调频辅助服务市场中应用高层研讨会”在太原理工大学成功召开。

本次研讨会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、太原理工大学、深圳市科陆电子科技股份有限公司、广东猛狮新能源科技股份有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、浙江超威电力有限公司、成都特隆美储能技术有限公司、山东圣阳电源股份有限公司、阳光电源股份有限公司主办，中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司、北控智慧能源投资有限公司、中天储能科技有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司、北京睿能世纪科技有限公司、北京国能伏安节能科技有限公司、烯晶碳能电子科技无锡有限公司、万汇通能源科技有限公司、美国麦克斯威科技有限公司支持，中国储能网承办。

在会议上，阳光电源股份有限公司储能事业部副总经理陈志发表了题为《阳光电源储能系统在国内外调频电站项目中的应用》的主题演讲，全文内容如下：

陈志：今天我给大家带来的题目是《阳光电源储能系统在国内外调频电站的应用》。主要分为三部分内容。

阳光电源是一家1997年成立的公司，主要致力于可再生能源转换技术的研发和生产销售工作。可再生能源领域，特别是在光伏领域、风电领域，阳光电源这两年做了一些贡献，取得了一些成绩，在传统领域，可能很多朋友对我们比较陌生。目前我们是全球最大的光伏逆变器的生产企业，从2016年开始，我们成功超越了当时全球最大的德国企业，跃升为全球第一，一直持续到今年。今年的数据应该是问题不大的。我们阳光电源在2015年和全球最大的锂电池企业成立的一家合资公司。这样的话，我们就可以为客户提供更好的储能整套系统的解决方案。

这是我们可以为大家提供的一整套的储能系统的产品以及解决方案。储能系统核心的构成是三大块：一个是储能逆变器，它负责把电池的直流电交换成交流电，也负责把电网的交流电整流成直流电。其次，最为核心的，也是整个储能系统当中相对比较薄弱的环节就是我们的电池技术，我们可以提供从能量型的到高功率的电池。剩下的就是储能系统的控制系统。我们知道，任何一个系统，只要增加储能以后，都需要智能的管理，从而，我们去控制储能系统何时充电、何时放电，并且进行整个系统最大的能源优化和效率的提升。

这是我们的电池。现在电池的技术路线很多，有锂电池，有液流电池等等，光是锂电池的电池路线也非常多。任何一种储能电池都有它的优点和缺点，但是，我们要把握整个电池的发展趋势和发展方向。我在多个场合一直在说，电池未来的发展一定是朝着两个方向去，当然要保证安全的前提下：第一就是它的单位体积要越来越小；第二就是它的单位能量要越来越多。就是说要越来越轻，能量要越来越多。我们在判断一个电池好坏，还有一个非常重要的参数，我们平时在讲电池寿命，讲电池循环次数的时候，很多都是给的单体电池的参数。一个储能系统是由成千上万个单体组成的，这个时候我们一定要关注整个储能系统的寿命。我们知道，电池都有一个非常典型的“木桶效应”，单个电池的短板电池会影响到整组电池的性能，这就对电池的一致性提出了非常高的要求。我们希望，同一个批次生产出来的电池差异是非常小的，并且电池在持续运行过程中，这种差异会放大的。我们在看电池的时候，不光要看单体电池的好坏，还要看它成组以后的性能。

这是我们对电池寿命的仿真。现在电池的寿命5000次以上，甚至有些电池类型都能够达到几万次的循环寿命，而我们现在的实际运用并没有达到那么多。就像我们做光伏一样，我们光伏的寿命25年左右，但是现在还没有一个实际运行25年。

这个曲线就说明单体电池是存在差异的，并且这种差异会越来越大，那我们就要求电池的一致性要非常高。任何一个锂电池储能系统都要配BMS系统（电池管理系统）。很多人问我，你们的电池管理系统是主动均衡还是被动均衡？我说我们是被动均衡，他又问我，主动均衡那么好，可以有效改善电池运行过程当中的不一致性，我说我们从海外积累了非常多的经验，在中国做了很多的项目。不必要的功能，我们完全可以把它舍弃。为什么我们不需要做主动均衡呢？因为我现在电池的一致性已经非常好了，再增加功能反而提高了系统的复杂度和系统可能出现故障的几率。

这是我们提供的“交钥匙”的储能系统，现在能够提供储能系统解决方案的都是采用这样的方式。我们本身是和电池企业是合资公司，所以我们对于电池也好，对于逆变器也好，它本身的性能和功能，我们了解得比较透彻，所以在做整个储能系统的时候，我们的优化程度可能会更高一点。    

这是我们在全球拿的一些认证。

电力系统需要进行辅助服务，有一次调频、二次调频、高次调频，而我们传统的电力系统提供的辅助服务有它的缺点，这些缺点恰恰是我们电化学储能基本的特点。首先，我们电化学储能是电力电子控制，是化学反应，所以它本身的精度非常高，响应速度也非常快，并且它爬坡的速率也非常高，正好弥补了我们传统火电机组基本的缺陷。电化学储能和传统的火电机组进行配合，反而使各自的优点得到了最大的发挥。

对于储能行业的人员来说都特别感谢这个政策，因为它是第一次从法律程度上承认了电化学储能可以做一个合法的主体，参与到电力系统，为电力系统提供辅助服务。中国的电力市场是一个封闭的市场，不像海外。在美国也好、欧洲也好，它的辅助服务是开放的，你可以为电网提供服务，只要申报以后，你可以作为主体，中国不是的，中国只有发电企业和电网企业才可以作为辅助服务的主体。

我们特别感谢山西省的一个文件，山西省在电化学储能参与辅助服务在全国走得更为领先，也敢于尝试，可以说是第一个吃螃蟹的。山西省156号文件，《关于鼓励储能参与山西省调峰调频辅助服务有关事项的通知》，现在山西省很多电厂都已经开始在实施了。山西省这个文件出了以后，全国很多省市开始响应，特别是在南方，南方电网跟着出了一系列的文件，并且，南方电网的辅助服务是采用竞价的模式，等三月份结束以后，可能要正式实施了。这是广东省的文件。

这是一个典型的火电厂进行火储联合调频的方案。储能系统加在哪儿？就在这里。整个储能系统的加入完全不影响原来的火电机组的实际运行，通过先进的EMS管理系统，计算出AGC下达的指令，和火电机组实际的出力，把差值的指令送给储能系统，让储能系统进行充电和放电，从而使整个火电机组的出力加上储能系统的出力，能够有效地和AGC匹配。

这是一个典型的解决方案。整个储能系统全部采用集装箱的方式。并且我们整个系统已经采用了直流1500V的系统，这个经验也是来自于光伏系统的经验。因为随着未来系统规模的不断扩大，我们对于效率的提升，对于成本的控制，对于整个系统能源的要求，未来往高压方向发展肯定是个趋势。目前我们已经做到1500V，整个系统循环效率可以达到90%。

这是我们一款单机1MW的PCS设备，这是它的特点。目前我们可以做到单机2.5MW的设备了。这是我们实测的一些数据，它的效率能够达到98%以上，它整个充放电的响应时间控制在90毫秒以内。

这是我们整体的解决方案，典型的9MW/4.5MWh占地大约500平方米。这是我们电池的寿命预测曲线，可以使用10年以上。这是我们整个集成系统。这个集装箱的设计，里面所牵涉的技术难度是非常大的，我们从最早的户外房到集装箱设计，前前后后经历了将近十年的研发过程，很多人觉得把这个塞进去就可以了，实际上这里需要考虑的因素是非常多的，包括通风、散热、均温等等。

这是一套消防系统的原理图。这是我们阳光电源和中国科学技术大学在整个系统的消防和火灾方面进行联合的研究，现在中科大火灾实验室是我们的技术依托单位。

最后介绍一下我们的典型案例。我们现在全球储能系统已经超过600多个，目前我们整个储能系统已经批量发往美国、英国、德国、澳洲、日本，以及第三世界的国家。这是在英国的一个调频项目，英国的调频项目是独立调频，直接参与到电网，因为电网有非常明确的辅助服务的电价，根据电价，根据你提供辅助服务的效果进行计费。这是我们在贵州20MW的储能项目。这是在美国的全球规模最大的一个单体150MWh的调频的项目。我们在2011年在上海洋山港做电力调频项目，当时它用的是超级电容器的储能原件。这是我们在全球海拔最高的西藏双湖县做的大型光伏储能系统。我们在国内，特别是在一些环境非常苛刻的区域做了一些项目，对于产品的可靠性提出了非常严峻的要求。包括海岛的，我们知道，海岛防延误的要求非常高，如果防延误措施做得不合理，短短一个月，整个系统就会被腐蚀。