劉振宇:基于全生命周期理論的儲能電站安全分析
發布時間:2019-05-20 11:56:17

  山東電工電氣集團有限公司電力工程分公司總經理 劉振宇

  2019年5月18-20日,中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”,山東電工電氣集團有限公司電力工程分公司總經理 劉振宇在會上發言。

  各位來賓、各位領導、各位專家,大家下午好。進行了一天的講座的聽,看大家都累了,人也比較少了,我就趕緊簡單介紹一下。

  我的介紹分為四個方面:集團介紹、儲能業務介紹、儲能設備選型、BMS系統、運維管控系統。

  集團介紹:我們山東電工屬于國家資助科研單位,我們下屬20幾家企業,核心的產品包括變壓器、封閉式組合電器、鐵塔、電線電纜、配網產品。

  最主要的特點是變壓器業務,研發制造技術達到國際先進水平,自主研制了世界上最高的電壓等級的變壓器電抗器系列,年產能達到1.85億千伏安。

  封閉式組合開關,實現開關設備全套智能化,1100千伏GIS、盆式絕緣子關鍵技術達到國際先進水平。1100千伏GIIS年產能36個間隔,500千伏600間隔,是國內同類產品生產能力的四家制造商之一。我們生產了世界最高的鐵塔,還有電線電纜,還有智能裝備,還有自動調容調壓變壓器。

  第二,儲能業務,我們新建鎮江北山、揚中長旺、新壩,我們正在實施的蘇州儲能電站,這兩個站用的經營租賃方式做的,還有一個比較大的站是我們跟國網節能做得蘇州二期的項目,他們進行的投資,我們提供的設備,大概是50MW/100MWh的項目。電網側儲能項目作為緩解迎峰度夏供電壓力的措施,結合電化學儲能電站建設周期短、布點靈活的優勢,具有調峰調頻、負荷響應、黑啟動服務新能源消納的作用。

  二、儲能的選型。我們是基于整個儲能系統的安全角度來分析儲能系統。設備選型,電站建設等方面我們都總結了經驗。系統安全,每個組成部分它的安全決定了系統的安全。

  第一,電芯選型。我們電芯選型主要關注高安全性,電芯具備安全性,在一些惡劣條件下不能起火、爆炸。還有循環特性、溫升特性、自放電率、能量密度,我們選擇電芯參考一些角度,現在儲能站的電芯基本上我們社會上一流廠家。

  第二,BMS。選擇第一期建設的時候跟大家做一個分享,我們很少關注BMS的問題,電芯用誰的,BMS用誰的,我們通過運行來看BMS也是一個非常關鍵的東西,要有一個高可靠性、環境適應性、模塊化程度要高、產品功能化程度要高。儲能系統作為系統工程,BMS是否有豐富的工程經驗,決定了系統產品的穩定性,還要有一定的數據存儲能力,因為電芯的表現很多數據都在BMS里面進行存儲。PCS選型也跟索英做過合作,PCS選型關注四個方面,高穩定性、高效率、響應速率、高性能。

  EMS選型,我們經過這么長時間,我們做了一個招投標,現在我們有三個電站自己運維,這些性能關乎到系統的安全性,智能化、集成化、模塊化、運算速率、EMS數據存儲能力。

  四、從儲能系統角度來看安全,任何結構節點有自己的問題。從我們運營商的角度,山東電工作為一個儲能整體解決方案的運營商的角度來說,不可能現在去做電芯系統,我們更關注我們怎么把這個BMS做好,還有運維管控系統做好。BMS現行一些做法,更強調數據管理、控制算法、安全算法。

  數據管理,數據采集與刷新,BMS要求毫秒級的反應,整個系統在一個秒級的反應上。在傳播設計上,采用雙通道,包括傳輸的穩定。大數據的保存,BMS要求很大的存儲數據,一個本地的數據分析預警,我們有一個大數據的分析。更關注的理念電池數據是儲能系統管理的基石,強調實時性、連續性、全面性、可追溯性。電池全生命數據是運維人員掌握并分析系統是否正??煽?、結算各項技術指標、故障排查與追溯的主要手段。山東電工特別注重BMS產品的選擇與開發,現在我們已經在這一套系統上投入了很大的人力物力來更加完善這一套系統,就是說因為電池這一塊要想安全可靠的運行,電池的一致性是首先的,在一致性的基礎上,怎么樣管理電池,我們認為這是這一套系統能夠安全運行的一個非常重要的東西。

  控制算法,分級管理和梯次保護,包括部分時效的情況下不會時效。多樣有效的均衡方案,我們有主動均衡和被動均衡。我們這一塊BMS這兩種均衡可以做到,有效解決系統電芯容量不一致的問題,增加使用容量。電芯標定算法,大家都沒有說,有些BMS在一定時間之內,要重新標定,有些整個系統的停電,我們這一塊實現不停電情況下的電芯標定。

  安全算法,系統一體化控制,BMS支持多系統的接入。絕緣算法、溫控算法。溫控算法這一塊也是一個重中之重,發現了電芯一些異常,我可以進行一個電壓電流的調節,但是可能在同時溫度有一個變化,我們要進行主動手段來使它溫度又達到了一個適合電芯運行的環境,我們認為BMS五重要的地方。

  運維管控系統,準備在蘇州二期把這一套系統用上,科技發展到今天很多技術手段達到了讓我們坐在家里,坐在辦公桌前看到這一套系統,包括它的任何一個地方的運行狀態。

  運維管理,我們在沒有用這一套系統情況下我們要做得一些事情,包括“兩票三制”、工作計劃、標準化、人員培訓、記錄、按時檢查。我們有了這一套系統,以平臺為中心,以網絡為紐帶,達到“盔點而見全面”的效果,從而做到真正的簡單監控、優化運維、方便安全。主要開發思路監控是基礎,數據是核心,用服務創造價值。因為我們在建造這幾個儲能站,現在的運維在我們自己手中,以后還要跟省公司這邊來進行協商,很多的運維我們要在使用壽命周期之內來進行系統的運維。

  這是我們運維管控平臺的展示。我們在這個平臺上展示一共運維多少系統,有三維地理信息,從大到下Top down的信息,還有關鍵部位、關鍵設備的信息。

  運維平臺達到的特性,強兼容性、集成化、模塊化、全方位監控、儲能站全設備的監控,數據、指令、環境、事件全方位的監控,容災備份、故障恢復全天候的監控。我們達到了人和設備同時對系統進行監控的一個狀態,達到雙安全、雙保險。

  智能分析,有一個平臺架構,全生命周期的回顧,數據監測,顆粒度低,電芯數據監測,存儲可以到毫秒級,存儲的時長可以達到五年。平臺還可以遠程維護、遠程升級。

  謝謝大家。


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