曹红彬：锂电池储能技术应用与案例分享

5月19日至21日，“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开， 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。

中天科技集团新能源产业链总经理曹红彬在储能电站专场，以“锂电池储能技术应用与案例分享”为题，发表了精彩演讲。

演讲内容如下：

曹红彬：

尊敬的各位业内精英、同仁，大家上午好!很高兴参与储能大会，有机会给大家带来储能的技术案例，以及相应的研发内容。

今天主要通过三个方面来介绍一下，第一是锂电池储能发展背景，第二是锂电池储能技术应用，第三是我们公司近年来典型案例的分享。

根据数据统计，目前中国已经是全球最大电化学储能的应用市场，到去年年底，中国已经投运的电化学储能项目装机规模达到389.8兆瓦，同比增长45%，在各类电化学储能技术中，锂电池技术占了58%，2017年新增投运电化学储能项目装机规模121兆瓦，同比增长16%，新增项目中，锂离子电池和铅蓄电池基本平分中国市场，而且锂离子电池占比略高，随着锂电池成本的快速下降，未来几年，锂电池储能市场将迎来爆发式增长，未来10年的下一个确定性蓝海行业肯定是储能市场。

目前储能技术的应用领域主要存在以下四个方面，一是电源侧，它主要的作用是平抑新能源发电的功率波动，提升新能源电力的品质，减少弃光和弃风，提高新能源发电经济效益。第二是电网侧，参与电网的调频调压或调峰，作为黑启动电源，它的调节快速、灵活。第三是负荷侧，现在的峰谷套利也是一个主推的产品，削峰填谷、平移负荷，提高设备利用率，减少对供电容量需求，延缓配电网投资。第四是微网，微电网的运行双向调控，以及微电网孤岛运行中不可或缺的补偿部分就是储能系统。

储能技术融入整个电力系统。光伏这一块平滑发电功率波动、能量搬移、电力辅助。风电方面我们削峰填谷、稳定风电输出。电网方面调频、调峰，还有微网方面也有一些应用，前面都已经做了一些介绍。

我国锂电池储能市场主要驱动力在于四个方面，首先是政策导向，国家出台了相关的储能指导意见，也加快了储能产业的示范应用。第二是这几年动力电池发展带动储能电池同步发展，第三是产品的基本架构的要求，到现在储能系统的性能、参数、容量、指标等具体的明确对我们的储能系统技术发展又起到了很大的推动作用。第四就是能源变革推动能源互联网的建立，储能是能源互联网中关键的行业。

这里进行了电池储能技术的路线对比，锂电池在能量密度、寿命以及可维护性上是比较好的，但是它的劣势是价格比较高。液流电池寿命长、安全、容量大，但是成本高，能量密度低。铅酸电池的价格低，但是能量密度低，寿命短。在安全性方面，综合几个产品的对比，正极磷酸铁锂和负极石墨电池在安全性方面是比较有优势的，在大电流输出方面，磷酸铁锂、三元和钛酸锂是比较有优势的，循环寿命方面，磷酸铁锂、三元、钛酸锂的使用寿命也是比较长的，成本投入对比，磷酸铁锂在1元每瓦时，三元是1.6元每瓦时，钛酸锂是2元每瓦时，铅酸电池的成本是比较低的，大概0.6元每瓦。

锂电池储能技术应用，电池储能投资要素的考量，用电容量不等于电池容量，初始投资不等于总投资，度电成本决定性价比，全生命周期的度电成本是全生命周期内设备总投资与全生命周期内可存电量的比值。全生命周期内设备总投资包括系统成本(PCS+电池+其它)、电池更换成本、运维成本，减去系统残值，这是全生命周期设备总投资。磷酸铁锂电池的技术路线从全生命周期而言，投资性价比是比较高的。

再讲讲中天锂电池技术的发展，我们是2012年成立中天储能科技有限公司的，专门做锂电池储能行业，2013年6月份我们开始做大型储能系统，当时第一个项目也是我们的一个技术验证，是720V144千瓦时的并网微网储能系统。这个项目的研发背景是用于缓解我们自己的厂房上的光伏并网，当时这套技术只研发了产品的集成，没有充分考虑散热、能量管理系统的优化，包括结构的优化。我们在2015年6月份就开始进入到产品级，这是500千瓦、0.5兆瓦时的储能集装箱，当时提升了产品的集成度，电池、变流器、变压器全部中天自主配套，2016年6月份，我们的第三代产品出口德国，在德国的一个光伏项目上并网，用作调峰、调频。到去年我们中天也开了一个大型发布会，我们的储能集装箱系统，也是我们最新一代的集装箱储能系统产品，通过了PPP59044标准，当时是全国的第一家。

中天储能的解决方案，一是采用峰谷套利的方式，峰段放电，谷段充电，需求侧响应，参与电网的辅助服务，高峰时段参与，获取补贴，作为紧急的备用电源，保障供电，电能质量改善，解决频率和电压波动。

第二个是光伏+储能系统应用，我们有直流侧耦合和交流侧耦合两种方式，系统采用自发自用、余量上网的原则，储能策略结合光伏输出特性和峰谷电政策，根据客户用电特点来制订，最大化提升效益，降低用电成本。从电网切除的时候，我们的作用是与光伏系统匹配，在直流侧进行耦合，调整光伏的输出波动。我们的储能也可以单独并网，并网的时候我们和光伏系统切断。

第三是光储充一体化的应用。现在动力电池发展比较迅速，充电桩特别是快充对一些老的配电设施要求越来越高，部分的小区老的配电设施都是10年、5年前的设施，根本满足不了集中性、大容量的直流快充桩的应用，我们的光储充一体化应用主要是缓解老旧小区里面充电桩对电网的要求提升来做的一个改善。

这里介绍的是储能系统的构成元素，这上面涵盖的几个元素全部是中天自产的，中天在新能源产业链投入了11家子公司，专门用来配套新能源所有的系统，我们的电池是由储能公司生产，变流器是由我们的公司生产，能量管理系统也有我们的软件公司，消防、辅助设备、暖通都有自己的配套厂家。

锂电池作为储能系统的一个最根本、最核心的元素，中天为了大力发展储能系统，专门开辟了一条产线，用做大型储能系统的锂电池生产，这个锂电池的主要性能就体现在低成本和长寿命。我们也知道现在的商业模式，单纯的储能系统做一些商业模型很难获利，或者是投资收益比较困难，我们就使劲地增加它的循环寿命。目前我们的循环寿命已经可以做到单电芯超过6000次，系统超过5500次。

变流器方面，中天的变流器具备并离网无缝切换，采用第四代IGBT+智能风机调速，模块化设计，我们的尺寸也是行业最小的，1200×800×1964毫米。

能量管理系统也是我们的核心所在，我们的能量管理系统有三个方面的特点，一是继保自动化，与电力自动化系统融合，满足电力监控系统规范与要求，接入各类继电保护设备实现四遥。第二是保护策略多重化，我们BMS、PCS的多重保护策略保证系统安全可靠运行，采用电池簇切断与功率调整技术，保证系统智能化、最大化运行。第三是运行策略多样化，目前我们的运行策略，在固定充放电的方式下最多可以开放1440个点的功率设置，固定一分钟一个点实现高密度的功率调控，负荷跟踪能够提供固定需量与变化需量两种负荷跟踪模式。

中天一直是以“精细制造、匠人匠心”为理念，强调产品在稳定基础上不断提升质量，我们的全套设备全自主配套以及完整的系统设计、生产、组装、调试，保证我们的产品效果达到最佳。

从2013年起，中天科技集团开始布局电力储能领域，截止目前我们的项目已经分布在发电侧、用户侧和微电网侧。

2018年1月份我们在青海格尔木提供了一套直流储能系统，2016年9月我们在北京延庆的光伏发电厂提供了一个直流微电网。2017年12月，我们自己投资的6兆瓦时储能电站并网，2017年9月，我们承建的苏州10兆瓦时储能电站正式投运，2016年11月，我们的集装箱系统出口德国，在德国的光伏电站投运。2017年4月，我们承担的国家863风光储柴离网型微电网完成验收。

这是在青海格尔木承建的1兆瓦时直流侧储能电站项目，右边这个图是整个电站的运行曲线图，我们这个项目是同时参加的几家里面运行效果最好的一家。

这是京能电力1.1兆瓦时电力储能系统，它主要是1兆瓦的有功功率控制和5兆瓦的无功功率控制。

这是出口德国的集装箱储能系统。

这是我们自投的一个6兆瓦时的储能电站，采用的是集装箱分布式集群，安装时间只有15天，这也是集装箱的一个便利性。

这是4兆瓦时的一个站房式的储能电站，江苏省去年下发了两个指导意见，在这两个意见出来之前该电站就已并网，安装了第一块江苏省电网公司的峰谷差价计量表，对当时的政策也是起到了一定的推动作用。

这是做的一个10兆瓦时的用户侧储能系统，是给江苏协鑫做的，每天的充电是1万度，实际放电8800度，转换效率达到了86%以上。

这是光储充一体化的示范项目，我们的第四代储能项目也是拿到了TUV南德的PPP59044认证证书。

谢谢大家。