储能前沿技术论坛（二）：新型储能系统设计与整体解决

方案时间：2023 年 11 月 1 日（9：00-12:25）

地点：上海浦东嘉里大酒店.浦东大宴会厅 4

内容：主持人/李琼慧 /国网能源研究院新能源与统计研究所所长李琼慧：尊敬的各位嘉宾，欢迎大家来到“新型储能系统设计与整体解决方案”的会场。大家都知道，特别是 2021 年以来中国新型储能的发展确实迎来了巨大发展的机遇，虽然也存在一些问题，刚开始存在点问题也很正常，特别是今年 6 月份国家能源局的《新型电力系统蓝皮书》里面提的非常好，把储能定位成我们未来新型电力系统的重要组成部分，未来的电力系统已经由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变，储能将随着大规模新能源的发展，储能将成为未来新型电力系统重要的要素，那就是说不是可有可无的，所以在这样的场景下新型储能在未来新型电力系统利用的前景是非常巨大的。所以我今天也非常荣幸来到这里跟大家共同探讨如何应用好，特别是在发电和用户侧用好新 型储能。我们今天上午非常荣幸请到十位来自不同公司的演讲嘉宾，他们会跟大家介绍各家公司在储能产品应用方面取得的一些好的经验，也希望通过今天上午的分享和交流为推动中国新型储能在电力系统的应用取得更好的应用成效。今天第一位嘉宾是来自朱肃然先生，他是中创新航科技集团股份有限公司储能产品总监、营销总监，他给我们带来的题目是：GWh 电站新时代先进储能系统集成解决方案探索。朱肃然：各位嘉宾好，我今天带来的题目是：GWh 电站新时代先进储能系统集成解决方案。随着国家能源战略转型，我们从中国的 2030 的碳达峰到 2060年的碳中和，包括美国 2050 年长期的零碳排放，还有欧盟这边的 2050 年的净碳排放法案，能源战略上从原来的化石能源转向了后面的新型储能和新型的新能源。我们把最近十年来整个储能行业的发展做了一个梳理，随着能源的改革整个储能由原来的兆瓦时的规模，从 2010 年开始到在 2023、2025 单个电站都可以做到 GWh 的规模，所以也是伴随着行业的快速发展，单个电站整个的项目建设也都是有了大的增长，整个储能行业的出货量的情况在 2022 年也是达到了 160GWh左右，在 23 年也会有一个指数性的增长和翻倍，所以整个行业和产业都是一个爆发性的规模增长的情况。面向于 GWh 时代，我们做了一些思考，我们在考虑既要满足产品的安全和性能使用的前提条件下，我们去实现整个产品的全生命周期的成本，也就是电站的全生命周期的成本，我们围绕整个电站本身的安全性和电站或者储能价值最大化，也就是收益最大化做了一些思考，在安全性方面，第一个层级是围绕电池、储能系统本身的本征安全，包括电池层级的材料安全，电化学体系的安全，还有再生产制成的管控，通过安全实验和安全标定评价电池本的安全特性。我们针对系统常见的一些测试，系统多重的保护，消防安全还有高效的热管理、热安全设计以及产品本身的高可靠性我们在电池系统层级做了一些安全的设计开发工作和验证工作。在整个使用过程中我们是针对电站的电池状态的状态监测和早期预警，状态监测主要围绕电池电压、温度，工作的情况下的电流这些信息去监测电池的状态，通过整个集装箱环境里面去监控这里面的温湿度，以及洁净度去管理整个电池的健康度的状态，早期预警我们重点是围绕电池充放电过程当中的电压变化、电压一致性变化，温度变化，通过电池管理系统的线下以及线上大数据这样的算法去估算电池的健康度，去估算电池的内阻状态，判断 电池的安全状态，在有故障的时候过程有前期异常的时候我们实现早期的预警策略来实现安全早期的保护和热失控的早期的监测。智能运维，我们通过在仙侠的 BMS 系统和线上的 EMS 大数据监控平台以及依托于大数据平台构建的云端的算法支撑电池状态实时的评估，通过健康度的实时的更新，来做一些算法和电池的充放电状态的智能管控。被动安全，在极端苛刻条件下由于外部因素或者由于极端异常因素引起的系统的失效进行的主动的断电保护和主动的消防灭火。度电成本，重点围绕电池全生命周期价值最大化，会围绕电池的度电成本做系统产品的思考和考量，所以在增加收益方面通过低的初始建设成本，这里面靠电池集装箱的高能量密度，同时保证我这里面的高可靠性和低运维成本。在累计充放电这块主要是依托于电池的低内阻和高能量效率，就是减少我在充放电过程中、吞吐过程中能量损失，保证高的能量转化效率。收益是和全生命周期的累计放电量做分母的对比，所以这里面就要求电池、电池系统具备长循环寿命和低衰减率的关键的性能指标。围绕前面的安全和系统集成的关键技术，我们推出了 20 尺的 5MWh 的液冷集装箱产品，这个是我们面向于电站级的液冷储能系统有效的解决方案。单个集装箱 20 尺可以做到 5MWh，整个能量密度是可以做到 320kV/h 每平方米，较原来的那代产品可以提升 35%，整个的度电成本在整个生命周期内由于循环寿命的提升，由于 BOM 成本的下降，他的收益带来的度电成本可以下降 15%。整个产品我们围绕着高安全性来打造，所以这里面在电池包、 PACK 层级的热电分离技术和我们在进行电池热蔓延的时候，热蔓延阻隔技术我们花费了大量的工作实现了产品的高可靠性。电池包层级我们是可以做到 IP67 的防尘防水，即使在极端苛刻条件下泡水了电池包内不会进水，及面由于外部的水浸入对电池系统造成 的浸泡和外部电路。同时我们电池包的消防可以实现电池包级别的消防探测和消防喷淋，在系统层级可以实现系统层级的水消防和泡沫消防，电池集装箱层级可以实现高防护，可以实现在西北这种箱子环境下的高防尘和防盐雾。同时为了维持电池的能耗或者说辅助用电，我们围绕这里面的智能变频技术实现热管理系统的自耗电，可以下降 20%，可以实现整个集装箱内的温差小于 2.5 度，保证我们最终的寿命和热安全以及能量效率。围绕产品安全层面，主要从五个方面来打开，第一个维度就是在产品安全的要求和分解，不仅仅是依托本身的法律法规、国标，还基 于我们在产品安全的耐用功耗、耐用场景下的一些极端苛刻的安全耐用边界，这里有安全的要求和分解。第二块就是产品安全设计。第三块就是设计的好不见得最终的成品是好的，我们会围绕产品过程安全管控和过程安全控制以及制程安全管控会花费大量的过程控制点在产品开发过程中。最后一块就是基于数据安全服务来保证我们整个产品全生命周期的安全。这是我们在产品安全层级的一些机理的研究和技术的储备，包括了在电池的化学体系，电池系统的电气设计，从绝缘耐压到高压护锁到热安全设计，保护设计等等，从电芯结构，电池本身的结构安全到整个系统的绝缘安全设计这块都会做大量的工作支撑这块。这是产品安全层级，从热失控到热蔓延的抑制技术，到消防设计，我们围绕化学安全本整电池的功能涂层设计，到内部的电池绝缘的结构设计，到在热蔓延层级会围绕电池层级，系统的热电分离，主动保护设计，材料的热稳定性以及电池管理系统的主被动的保护策略实现热蔓延层级的热蔓延抑制，还有预警策略以及主被动的消防方案。这是制程管控过程中从合箱开始到后续过程，我们整个的生产工序大概有5000 多个控制点，整个来管控生产过程中所有的安全设计点，保障产品的整个安全性。这是基于数据安全的工作，围绕我们本地的电池管理系统以及云端的监控平台来实现早期预警策略，保证在使用过程中通过数据拟合、高级的算法来分析多维故障的综合分析，保证在整个全生命周期内使用是安全的。这块是我们围绕前面的 5MWh，全球首发量产的 314Ah 的电池，是在原有的那个平台上基础上保持尺寸不变做了产品的升级，实现了超大容量，电池容量可以做到 314Ah，下线交付的电池冲量可以做到 325Ah 以上，整个可以保证产品的高安全性和高可靠性。这是围绕产品的长寿命设计的一些关键技术，从电池补锂技术到负极的低能耗来整个保证电池的长循环寿命和高能量效率。这块是公司的介绍，我们是香港的上市公司，整个公司倡导的是作为一个能源价值的创造者，这里面我们是从材料的开发到电池的智能制造技术，到电池产品、储能集装箱产品，到储能在风光储工商业户储全场景的应用，一直到材料再生和回收，回归到材料，我们是做全产业链的解决方案。我们在全球的研发人员有 4000 人以上，在全球有五大研发中心，研究总院是在常州，在欧洲也设有我们的新产品研究院。我们的整个基地有 8 大产业基地分布，我们公司总部在常州，在成都、武汉、厦门、眉山、合肥、江门都有工厂，在欧洲葡萄牙的海外工厂也在建设中。我们在储能行业做了 15 年，从 08 年公司成立之始就深耕储能行业，到现在为止已经做了 15 年，围绕整个创新平台我们打造了先进材料、先进电池、先进制造、回收再生、数字仿真以及数值化，围绕长寿命、高安全、绝缘耐压设计和全生命周期的算法，我们建立了十大核心技术平台，整个我们倡导的就是安全、可考，带给客户安全的产品，带给客户可靠的产品。这是 15 年来，从最早 11 年的张北的风光储电站，作为最早参与到国家规模最大化的实证实验平台，我们这个已经安全运行了 10 几年。12 年在西藏龙源阿里做的一个 4270 米高海拔运行的项目，这个对产品本身的可靠性、故障率以及产品在高海拔条件下极端苛刻的应用都提出了极大的挑战。 19 年的是国家电网江苏二期昆山储能电站项目，这个是在 19 年的时间点上国内最大的一个电网侧项目，是属于行业内领先的采用磷酸铁锂的一个储能系统产品。最后这个展示的是 22 年配合华润集团做的阿拉善乌拉特风储的项目。这个是历年的主要产品，近年来比较有代表性的是在 10 月 30 号刚完成并网的江苏二期，就是三峡庆云二期的储能项目，这是全国最大的一个电网侧的共享储能项目。欢迎各位领导到我们展位来参观，我们的展位 E1 馆的 330，整个电池出货在全球排前 5，在储能行业做了 15 年，我们是客户这边比较信赖的合作伙伴。李琼慧：中创新航确实做了非常多的项目，简单问一个问题，咱们中创做的最大的项目是哪个？朱肃然：近年来做的最大的一个项目就是三峡庆云二期的这个单站项目，二期 400MWh，我们做了 350MWh，这是一个单站的，我们公司中创新航的名字可能有点新，是最早一批国内做储能的企业，从 08 年就开始了，在 19 年的时候我们做了战略更名，所以是在原来的中创锂电的基础上，我们是拖堂于中航，所以我们就在这个基础上，就叫中创新航。李琼慧：希望大家有机会也去看看他们的电站，谢谢。下面有请刘思先生，他是瑞浦兰钧能源股份有限公司储能事业部总经理。主题：构建电池全球产业链，赋能低碳未来。刘思：为什么今天谈这个话题？因为我们这个行业发展了很多年，系统级的电池产品制造的厂家也非常多，大家在很多展会以及业绩上都有一些看到。发展到现在火热的情况下，我们作为业界专业人士有必要回过头来思考这样一个问题，我们的储能产品，系统产品到底应该核心立足点放在哪里？我这里写了一个小标题就是回归产业的商业本质，一切从用户的核心利益出发，很简单，就三个点，安全、高效、低成本。我相信这应该是在我们的客户端、用户端他们的诉求的一个永恒的话题，我们的产品开发应该围绕客户最直接、最坦诚的一个来展开。首先，汇报一下瑞浦兰钧产品的规划路线。去年大家相对比较接近的一个产品就是使用 20 尺的集装箱进行直流侧电池的集成，我们现在是进行到第二阶段，用更大的电池模块去开发 5MWh 和 5MWh 以上的直流侧的产品。我们本着从客户的降低投资的角度出发，我们会把这个产品持续接待，向具备持续 EC 的充放电能力去努力。再到后来，这是一个 TBD 的状态，后面的发展会是什么样，是会向更大的容量去发展吗？和 PCS 匹配有没有问题，还是维持现在的 5MWh 这样的一个比较好匹配的数字去在其他的方面做进一步的迭代？我想这个问题我现在还回答不了，随着我们行业的发展，市场的发展，客户的需要会越来越清晰明了。这是我们公司在今年比较早的推出的一个问顶电池新的电芯的技术，核心要义就是改变了传统电芯头部顶盖的结构以及制造工艺，有益的效果就是我们把电池内部的空间进一步的利用起来，这样做的好处就是在原有的 280 的尺寸不变的情况下把容量提升，来兼顾大容量和长寿命，实现这样一个效果。与此同时利用了双高电极的技术改善了工业界面，把电池性能、电池能效、电池循环寿命综合做了一个提高，问顶电池并不仅仅简单是一个结构上的调整，还是一个相对比较综合的，从电化学，从结构等等综合方面的改善来实现比较高的能效，大家从数据上可以看出来我们的能效相对于传统的产品可以提高一个百分点多一点的效果。我们的寿命根据一定的实测数据再加上算法的仿真、模拟，我们是目前看到了一个比较好的效果，我们会持续的进行这样的一个测试来验证他。刚才我们提到安全、高效、低成本，这里面有一个核心的点，就是我们的系统集成要想方设法去实现，把电芯具有的多少周的寿命尽最大的突然不折不扣的去实现出来，在系统的层面上实现出来。第一点，针对电池的寿命的尽最大可能的实现去最大化，其中有一点就是电池膨胀的控制。我们怎么样把电池的膨胀控制在最优化的范围内，这是我们做系统集成，做模组，做模块需要认真考虑的一个非常关键的问题。因为电芯的膨胀有很多不良的后果，首先我们可以看到在不同的膨胀力的作用下电池的循环寿命是有一个非常大区别的表现，过度的挤 压，过度的内力增大会让电池寿命衰减非常快，并且与之带来的内力过大导致模块内部的结构具有结构破坏的趋向性，会增加电池模组的解体、拉弧、短路等一系列潜在二次的危险的发生，所以我们在做模块设计的时候对电池的膨胀控制要控制在一个最优的区间，既不能过松也不能过紧。具体应该是多少？要结合大家各自不同的设计和各自不同的电芯特性做相应的测试和计算。首先第一点，要对自己的电池产品进行膨胀力的测试，他是一个什么样的程度，然后我们在电芯设计的时候，刚才中创的领导也提到了，使用低体积膨胀力的材料的选用是可以很好的改善电池的膨胀，在测试到电池数据之后我们在模组设计上要有相应的膨胀的释放和自适应的结构的设计，因为电池在巡航的过程当中膨胀是必然的，只不过是多和少的问题，做集成的时候我们怎么把这样一个负面的效应控制到最小、最合适的范围这是我们需要做的。通过我们的测试发现，在电池巡航的过程当中膨胀力的增量是相对稳定的，我们在选择一个比较合理的初始装机状态的预警力将会决定电池在循环寿命末期，在模组当中的内力有多大，在初装的时候我们要确定一个相对比较合适的值，还有就是要匹配合适的电池工作倍率，现在有很多用法就是不是很准确，就是用 0.5C 的电池，电池是具备 不同倍率的充放电，的确同一款电池在不同倍率充放电的时候会有不同的损失，比如寿命下降或者热量过高，但是其实还有一个潜在的问题就是我们有 0.5C 产品的设计真正拿他做 EC 的使用他的膨胀程度是不一样的，这也是一个不能忽略的一个问题，如果有 EC 的应用还是要专门按照 EC 工作倍率设计的电池来使用。另外就是选定合理的 SOC 工作范围。第二个关键的因素就是对温度的控制，对于一个庞大的系统集成来说有很多的电芯，集成在一个有限的空间内，怎么样能够让这些电芯之间的温度条件尽最大的可能趋于一致，这也是能够最大程度的发挥我们系统电池寿命的一个非常重要的手段，我们在这里做的就是采取完全并联的管路系统管以及均匀性的控制，我们从三个层次来出发，第一个是总舱的层次，因为是集中制冷，不同的位置相对于冷源的位置有差异，我们来设置不同的合理的分支点来控制总舱的位置差异。第二个在电池促的层级采用截流的设计来控制电池每一个模块的差异最小化，次就是在模块的内部我们也是采用完全并联的流道的方式，能够对模块内部不同位置的电池提供给他相同接近的流量和冷量。这是实际测试的一个效果，通过这样的一个调控和优化配置我们能够实现在模块内部的实测数据，其实我们都宣传在 3 度以下，实际的效果可以控制在 2度以下，我们在客户的使用当中也能够从他的测试数据中可以看到他能通过分布式的冷却的方式进一步的优化，能够把整舱的温度差异也控制在 3 度以内，这是一个比较好的效果。从温度控制的角度来说，我们起始的寿命 25 度和 35 度的条件下，也能够把电池的温度控制在磷酸铁锂最佳循环的温度范围之内。刚才提到安全、高效、低成本，下面我们来谈一下关于安全。首先在电气安全层面，我们做了一个电气绝缘的保护冗余以及多层级的保护短路设计，我们在储能的直流电池系统当中有非常复杂的层次结构和电路结构，在实际的施工过程当中和调试过程当中我相信大家有调试经验的也都有这样的经历，莫名其妙在系统当中会发生一些故障，甚至一些不同程度的短路事件的发生，所以我们对整个系统所有可能会发生潜在失效短路失效的位置做了一个梳理，先针对不同位置的可能失效我们做了相应的保护机制，做到多层级的短路保护以及保护机制的相互匹配的策略。第二个就是在整个系统的绝缘层面，因为我们的直流系统电压非常高，达到 1500V，接近中压的水平，针对这样一个高压直流的，本身就是一个元，他的电是断不掉的，我们对于每一个层级，每一个结构深入到他的细节当中对他的电气、绝缘的设计做了一定的冗余，我们的控制标准可以做到电池模块、电池簇到整舱都按照直流 5000V 的耐压标准，漏电流在 2mA 以下，实测是在 Va 的一个水平。在整个系统当中有非常多的电气元件，还有连接器，我们要保证整个系统的安全，就要让所有的细节的器件都要有足够的安全，足够的安全量就是说不光在初装的时候测试是 OK 的，还要考虑未来服务十年、十五年、二十年整个寿命过程当中在他的绝缘衰减、绝缘老化之后仍然有足够的绝缘的能力能够保障整个寿命周期的安全，就要针对所有的电气元件进行海量的 耐久性和安全性的测试。我们在这个方面做了很多工作，在这个过程当中的确发现我们有很多看似很漂亮的器件是经受不住长期耐久考验的，在这一方面是一定要把这个工作做细致，做扎实的。我们考核整个生命周期的结构安全，这一点还是我们的系统产品要有长期的服务过程，我们不能只看见他初装时候的前几年可靠就可靠，我们要充分的考虑他未来在环境当中经过老化以后他的一个安全程度，从结构角度来说，刚才提到的电池膨胀就是对我们整个模块结构、电池寿命结构一个内部的考验，我们初创的时候都是整整齐齐的，在他循环若干年之后，十年之后他发生 了膨胀，会不会对我们的模块结构发生破坏？产生其他的不希望看到的一些失效，这个是要在初期的时候我们就要做充分的考虑和验证的。另外在按照一些国家和国际的标准，在我们的安装、运输、维护的过程当中可能发生的外部机械滥用要充分考虑，储能产品相对于汽车产品只在这一点适当的要求会容易一些，但是仍然是要考虑的。另外就是我们对整个电池模块进行的一千个小时的考核，目前的样品做到了 670个小时，该是可以的，还是能够保障各项指标完全正常的状态，我们也会继续去验证。另外我们的液冷产品要充分考虑防护等级，因为我们知道有很多行业内发生的事故很多是由于外部的水分，无论是雨水或者凝露或者其他的什么情况，由于外部或者子系统的一些水，防护等级不足进到电池里面产生的，所以对于液冷系统，防护等级一定要实实在在的做到。另外在于运输的角度，我们大家都知道去做应用测试，但是应用是针对这个电池包本身来说的，对于电池包本身的结构稳定性来考虑的，要考虑在安装状态下是不是也是安全的？所以除了在单独考核的基础上又对在安装的层级也进行了一定程度的抗震的考核。刚才提到关于抗膨胀，除了仿真以外，因为膨胀实验周期太长了，我们用千斤顶的方法做了一个模拟的膨胀考核，我们的结构件也能够满足这样的一些要求的。另外提到液冷系统，液冷系统里面有冷却液，就不得不提凝露，只要空气当中含有水分，当温度降低到一定的程度就一定会有凝露，我们应该考虑尽最大的可能去控制这样的水分，其次真正的出现了一定的凝露水分的时候我们要想办法做设计的手段、措施去保障在这样少量的情况下仍然能够保障电气部分的安全不发生电气的失效，这是我们应该重点考虑的部分。所以我们这里提到的是一个凝露的隔离设计，你可以凝但是不会影响到我的电气部分。另外就是针对液冷器件，刚才提到像之前美国、澳洲都有一些事故，由于冷却液泄露导致，我们在整个液冷系统当中有非常多的焊点、接口，管路，而且尺寸非常长，怎么保证整个系统范围内他是可靠的，我们对所有的器件、管道、接口都要做足够的老化验证以及装配期的测试，我们采用对所有冷板的箱体采用氦检的方式严格控制，另外我们采用了易维护设计，考虑在条件很差的情况下能够不需要重新的排放这样一些操作，能够方便的去断开和重新维护更换。热安全，这块我们采用了高于 UI 标准的一个企标的方式来考核我们的产品，以及非常精细化的控制措施，来让产品的热安全效果是可以复现的，是具有一致性的可复现程度的。实验的方法仍然是采用 UI95400 的方法，但是我们升级了考核标准，我们自己的企标要求电池强制热失控之后扩散范围不允许超过 6，更不要提溢出、火焰核爆炸的情况，绝对不允许。消防设计这块，因为国家标准都提到了模块级的消防，这点是比较好的，我们可以在更进一步更早期探测到危险的发生，去做相应的测试。但是我们考虑到在模块当中仍然有很多电芯，所以希望我们的探测能够把探测的颗粒度进一步的缩小，在模块的内部我们做了相应的设计工作，我们可以实现电芯级的一个热失控和火灾的逐点的监测，并且和模块的内部和舱级两次的一个内外并举的消防的机制和策略，并且针对模块级的消防我们有一个非常重要的点要考虑的就是要验证他启动之后不再复燃，在之前的新闻当中看到有一些事故就是在消防进行的过程当中进一步的又复燃了，因为药剂消耗光了，反应还在技术，复燃了，又产生了更严重的危害，所以我们在这块的验证也花了相应的功夫来做。另外针对整舱级的我们考虑按照北美的一个要求，实现六大六九的一些不同的功能。我的汇报就到这里，欢迎各位领导和各位友商到我们瑞浦兰钧去参观、指导、交流，谢谢大家。李琼慧：下面有请：杨智博 /比亚迪股份有限公司解决方案中心总监博士。主题：基于市场需求的锂电储能系统技术路线。杨智博：我今天给大家分享的是我们在集成路线上的一些思考以及目前遇到的一些问题跟各位一起探讨。目前储能在国内和全球实际上今年和去年以来发展非常迅速，市场需求已经变得越来越明确了，第一就是交付，这是现在比亚迪面对的一个很大的问题，客户从下单到交付往往 30 天就要拿到货，当然现在的订单体量又很大，动辄都是 GWh 的，交付周期短。第二，需求很个性化，并不是一个标品出货，各家都有各家的喜好。还有就是极致的成本，储能价格国内越来越压越低，一年之内在不断的降价，现在已经到了历史新低。同时企业随着对储能的理解越来越深刻，现在也能明确的看到他的运营成本也越来越关注这件事情。第三，三维适应性，对于咱们这么大的一个国家来说，储能系统从北到南从东到西，各个场景都要用。第四，四重安全，以往我们只关注设备的安全，就是电池起不起火的问题，现在有更多的安全的考量，第一，收益要安全，保他多少年，第二信息要安全，第三个收益要安全，包括储能系统的加密以及防火墙设置有了更高的安全。最后就是环境安全，在全产业链整个制造周期是否做到了零排放，如果发生危险是否会对环境造成危害，这也是成为了一个新的关注点。基于这么重的一个市场需求的挑战，比亚迪做了哪些思考？这个也是比较比亚迪在储能系统一贯以来的一个技术路线，首先对于成本，当然以前我们一直说成本、效率、安全，现在好像成本变成了一个很重要的因素，因为成本真的吃不消，所以必须要怎么办？减法设计，加法设计成本不可能做到进一步优化。所以我们要做更高电压等级的电池包，从以前的模组 29V 现在行业普遍做到 360V，当然比亚迪已经做到 1500V 的大电池包。第三要有智能制造，智能制造才能满足个性化的需求以及快速的交付。第四数字化的管理，整个系统到工厂，从运维到管理都要实现一个数字化。在这样的技术的影响下，比亚迪走过了三代产品，08 年最早我们也是做标准的集装箱产品，最后做非标准的集装箱产品，到了 20 年美国的市场有了一个爆发期我们把标准的集装箱改成了非标准的集装箱，实现了部分的自动化的生产，当然刚刚我们提到他的电压等级有了一个进一步的提升。到了 23 年为了进一步降本，我们直接打破了传统集装箱的设计，做了户外柜拼柜的 系统，叫比亚迪魔方，也是今年年初在 SNEC 展会进行的发布，未来我们觉得要实现进一步的降本，要进行无空调、无消防的设计以及更高压的电池包，让他回归到本质安全，本质散热低，做到这么一个系统，才能让储能或者锂离子电池的储能走得更远。首先回归到几个点，要做到上述几点，首先要做到电芯的本质安全，目前材料体系上来看磷酸铁锂被证明是一个比较安全的材料体系，当然各家的磷酸铁锂电池不尽相同，有的在打开防爆阀之后不会起火，有的是会起火，当然因为使用电解液的成分不一样，但是总体来说磷酸铁锂的材料体系是安全性远远高于三元的，材料体系目前来看磷酸铁锂在能量密度、在安全性、成本上实现了一个很好的匹配，所以他材料体系基本是确定的。第二就是长寿命的封装，传统车用电池的封装基于塑胶件和橡胶件，他的寿命满足 10 到 20 年的需求是很困难的，所以漏液情况很常见，所以封装要有更进一步的提升，要做到长寿命的封装的适应性。第三就是宽温域的适应，电池以往依赖于温控系统，但是温控系统实际上真的到了新疆和东北启动都是问题，真正到了零下 40 度的时候，我们甚至国内连零下40 度以下的测试这样的设备实验室都很少，所以让电芯自己做到一个高的适应性，这才是从本质上去解决这个问题。第四是合适的容量，电池的发热他的体积是×维度的三次方发热的，内部每一个部分都在发热，但是散热是面积在散热的，这是次方量级上的区别。所以电芯越造越大，散热到底怎么解决？这是一个很大的问题，所以电芯一味往大造并不是一个明智的方向，或者目前 VDA 结构的方形的电池一味的往大造散热很难得到很好的衡量。还有就是合理的寿命，目前过度关注到电芯的寿命，一万两千次或者甚至两万次，通过补锂这样的技术，首先这样的技术不说他的先进性或者实用性，就寿命而言目前的 PCS、电气元器件寿命根本达不到这么长，过分关注电芯本身的寿命对于整个储能系统的寿命是缺乏关注的，所以如果总体来看这件事情，电芯应该造多少寿命是合理的，要有一个理性的思考。第五，储能电池他作为一个特殊的应用场景，应该有自己的专业结构，还有就是电气的防爆设计，目前国内的众多招标中对于防爆的要求不高，最多就是排气站要求防爆，但是大多数的磷酸铁锂打开防爆阀之后并不产生明火，最终产生爆炸和起火是因为电气不防爆导致的，但是目前对于储能系统的元器件的防爆要求很少。最后就是早期预警的设计，之前把芯片置入到电池里面进行电池原位的三电极的电位检测，可以实现真正的早期预警，而不是开 阀以后分钟量级的早期预警，实现一个真正有意义的早期预警，可能是我们解决本质安全的一些思考。然后就是减法设计，冗余目前在整个系统中比较多，放眼整个厂站来看我们的消防是冗余的，温控是冗余的，我们事实上不需要那么多的冗余的消防和封控，因为不可能全厂站每一个柜子同时着火，所以集中式的结构件的多功能化维持系统的共享化以及消防系统的厂站化是未来要做的一件事情，包括供应链的专业化，因为储能现在作为一个独立的万亿级的赛道不需要继续依托于动力电池的赛道往前走，他可以有自己独立的发展方向，产生自己独立的供应链体系。下面再来看一下刚才提到的高压电池包，上一代的比亚迪的产品电池包做到了 360V，事实上内部的电芯就是这样排布的，比亚迪的电芯和其他厂家的电芯长的不太一样，所以他可以这样一层一层的累起来，可以进行这样的排布。当然他的电芯体积或者系统如果与 20 尺集装箱来比的话，电芯只占系统的 21.4%，可以看到我们目前从电芯层级，从化学体系上提高他的能量密度的必要性没有那么高，所以在我们新一代的魔方系统上我们基于刀片电池打造了 1500V 多电池包设计，当然可以看到电芯体积从 21.4%的占比提升到了 33%，需要进一步提升占比，才有往进一步的去将本，进一步的让客户买到的是能量而不是服务于能量的这些设备。当然同步也可以实现他的 Capex 和 Opex 更进一步的优化。最后就是智能制造，刚刚说到了要求的是全地形、全场景、全气侯并且还有个性化，并且在极短时间内要进行交付，有时候运到西藏，在冬天 12 月或者过年的期间要并网，所以这个时候再把运输时间刨去，给生产和制造的时间就很短，这个时候传统的半自动化线甚至手工化线是几乎不可能完成一个大的订单交付量的，因此我们必须要有一个智能化的自动化的制造产线来实现这样的一个生产制造，来满足目前的这样一个市场的需求。当然这样的产线也要针对不同的环境开发不同的气侯适应包，地形适应包来实现自动化产线不停线，可以做到无缝的衔接。最后，数字化助力智慧储能，现在在工商业储能这一点提的多一些，就是他的运营很分散，运维是各个业主包括集成商以及分包商很头疼的事情，实际上在大储能完全自动化运营的需求并不高，这一点主要是针对工商业。第一，他的资产管理，安全预警，远程运维以及智慧的运营何以让我们整个业主的运营成本有一个很好的降低，有一个很大程度的降低。最后，展望未来，首先我们一直认为集装箱的储能产品事实上是 08 年当时因为单个的项目就是一个 MWh，两个 MWh，十 MWh 已经是很大的项目，所以两三个集装箱运过去是最方便的解决方案。但是目前储能电站整个规模在 GWh量级，在国内和海外已经有很多，百 GWh 的时候，集装箱是不是一个最优的解决方案？我们觉得应该要跳出集装箱尝试更多的可能性。第二要立足整个电站思维，如果维持在一个集装箱内部做这些设计，事实上是脱离了整个电站设计场景的，我们要有一个电站的思维，从电站的角度来看怎么为业主省钱，怎么样让业主更好的运维，怎么让他做到更安全。第三就是要挑战间歇性，目前来说更多是长时储能，用氢来做，锂电池由于目前的自放电的影响可能更多时候认为他是不具备挑战间歇性储能的，最多现在做到 8 小时、10 小时这样昼夜间歇性还可以，但是如果跨周期、跨季节的储能目前锂电池不具备这个能力，但是作为锂电人我们觉得还是要挑战，因为锂电毕竟从 91 年商业化到目前还是一个很年轻的产品，所以他还是具备无限的可能性。最后就是拥抱新技术，作为锂电人我们要对标整个大储能产业，并不是厂家之间的竞争，我们更多的可能要面对氢产业，面对液流电池，面对其他各种各样的储能形式，如何把锂电的储能做到更大？以上就是我的演讲内容，谢谢大家。李琼慧下面有请长兴太湖能谷科技有限公司研发中心副总裁周群博士，他演讲的题目是：大型储能系统赋能虚拟电厂。周群：各位专家，各位同仁早上好！我今天要汇报的题目是：大型储能电站系统赋能虚拟电厂。报告分两部分，第一部分就是我们对于虚拟电厂的一些基本的思考，主要是理论方面的，第二部分主要是向大家介绍一下太湖能谷在建设大型储能电站方面的一些基本的解决方案。所有的新能源以及储能都是基于在 3060 这个大背景下面的，我们现在主要的新能源也好，储能也好，主要是为了解决一个碳排放的问题，建设更多的新能源带来的波动性、不稳定性这是我们要面临的一个问题。就我们国家来说，能源分布是很不均匀的，集中用能的地方他的能源相对来说又是紧缺的地方，所以储能、虚拟电厂最终就是为了面对这些问题而产生的。作为传统能源主要的问题就是排放的问题，解决二氧化碳问题我们有了新的能源，新能源问题带来了他能够对整个电网的友好型降低了，波动性强，打破供需平衡，恶化电网的稳定性，这是随着新能源的装机容量越来越大他的问题就越来越显现。如果说对整个新能源的处理不当的话，会造成大量的弃光弃风。另外一个方面就是负荷，作为一个虚拟电厂负荷也是一个重要的组成部分，负荷侧的调节能力非常有限，如果说从一个生活的角度来讲，我们有一些所谓的可调负荷，比如说空调温度的变化以及民用电的一些灯光方面的控制是可以做到，但是对工业来说如果你要做到非常灵活的可调电源会涉及到很多具体工业上面的一些具体工艺过程，有时候是很难做到一些柔性的调节的。另外就是灵活性的电源，随着新能源汽车的普及越来越多，他本身也是可以做灵活调节，不管怎么说，V2G 这方面的实践现在相对比较少，而且初步实践也面临一些问题，包括用户配合程度以及整个系统的复杂性的问题，也是需要解决的。随着系统里头如果我们加入一个储能的环节的话，整个问题的严重性就会大大降低。因为大家知道储能本身既可以把他看作是一个电源，同时也可以把他看作是一个负荷，所以说他可以在一个源和负荷之间两头起桥梁的作用，如果在一个虚拟电厂的系统里头有足够量的储能存在的话，他整个运行情况以及电能量的调节的灵活度会大大提高，而且造成的技术负担也会明显的减轻。通过这样一个分布式能源+储能+可调负荷，我们就构建了虚拟电厂，图的左侧就是局部的聚合成为的虚拟电厂，这个虚拟电厂可以在本质上把他看作就是一个发电企业，对整个电网是有贡献的，能够输出电能量，能够给用户提供电力。虚拟电厂完全等效于可以看作是一个传统电厂的功能，这是没有区别的，同时可以参与电力交易，同时他的运行也是受电网约束的。虚拟电厂有他的主要优势，主要都罗列在这个地方。他主要是具有非常大的灵活性，另外就是虚拟电厂是建设成本相对比较低的这样一个项目，因为同样来说按照一般的测算，大概建设相同规模的虚拟电厂只要 1/8 的投入就可以起到一个同样的传统电厂的发电能力。我们国家对虚拟电厂的政策方面现在支持的力度越来越大，在两个多月前发布了一个《电力现货市场基本规则》，明确提出了关于虚拟电厂经营以及怎么样参与这些细则，所以虚拟电厂现在已经从酝酿期以及试验期，现在已经可以进入一个具体实施以及大规模建设时代的来临。下面谈一下在虚拟电厂里头储能系统到底有一个什么样的作用或者是储能系统在虚拟电厂当中具体扮演一个什么角色，具体可以怎么样的运行。对于虚拟电厂来说就是智能的电能量管理的一个体系，在这里头涉及到两块，一个是怎么样的电能量的优化，还有一个部分就是利益的合理分配，面临这两大课题。解决这两大课题主要是靠一些已经现有的正在研究或者已经研究出 来的一些算法，具体不展开。主要要解决的问题，首先就是算法如果能够得到有效运行的话，首先这个算法参数输入的问题要解决，所以我们现在有一个参数预测的前提，比如说对于风力发电、光伏发电怎么样预测未来一段时间里头电力出力的问题，因为这些新能源很多情况和天气情况相关的，所以我们需要有一套有效的预测方式来预测他的这些电源出力的情况。下一步就是需要优化调度策略进行部署，最后就是进行利益分配，在利益分配上面也需要引入一些类似于博弈论基础框架下的一些算法。这个算法的角度来讲，具体怎么部署，他有些不同的部署方式，可以部署成集中式的，也可以部署成全分布式的，作为中间的状态，作为一个中庸的安排也可以做出框架式的储存式安排，具体怎么样的框架以及运用什么样的算法完全取决于虚拟电厂内部的结构以及储能占比成分的多少来决定的。同时采用哪些算法还要考虑到怎么去把具体的运行的环境来进行规划，如果只考虑平均分配或者平均状态的东西可以用一些随机优化的算法。但是作为具体的一个项目以及虚拟电厂实施还需要考虑到一些极端情况，怎么处理一些极端情况，鲁棒优化这种算法就在这种极端状况的情况下有自己的优势。框架分类也有一些折中的办法，所以考虑到两端的极端的情况或者平均的情况，两端都要照顾到的话，也许用这个模糊集优化的技术更合适一些。储能在虚拟电厂内部的作用，基本上就是起到压舱石的作用，储能对电能量的调节有相当大的灵活性，随着规模越来越大，灵活性就非常的大，如果我们在一些其他的发电侧、分布式电源以及负荷调节出现问题的话，这个时候储能的灵活性就会起到决定性的作用。相对来说在整个体系里头，通过上述的分析，储能是在整个虚拟电厂里头他的灵活性最大的这么一个基本结论。下面我举两个例子，储能在一个虚拟电厂系统里头，在经济收益上起到一个什么作用。我这边举了一个例子，有很多人也做过研究，虽然这方面的研究并不是非常多，这两个例子说明比如说在一个体系里头，储能的装机容量是 1.5MWh，相对风机、光伏以及其他的都比他大，但是就在储能的装机容量并不是显得最大，而且相对比较小的情况下，他的收益比例是和其他的成分收益比例是基本相似的，也就是储能在收益的情况下他的能力更强。另外一个例子，比如一个系统里头储能的功率容量大概 1MWh，而其他的电源成分里面主要是大概要比他到 10 倍甚至 20 倍，就是在这样一个装机容量差距情况下储能依然能够获得比例相当的收益，这是通过虚拟 电厂系统里头仿真模拟得出来的结论。储能电站到底做多大才能够起到作用？基本结论就是这样的，越大调解能力越高，没有错，但是大了以后这个储能电站作为在整个虚拟电厂内部里头的边际效益会下降，因为他最后产生了很多剩余容量，这些剩余容量没有办法在整个虚拟电厂运作当中起到应有的作用，这些剩余容量的产生，但是他的底线是可以作为一个独立储能电站还是可以起到他原来的那部分作用，虽然他对虚拟电厂的贡献边际效益是下降了。所以在考虑到建设配比多少大的容量，储能在虚拟电厂里头他确实是有一个量的问题。但是从经济角度来讲，基本结论是这样子，就是说就算是储能电站的剩余容量的产生，这部分剩余容量依然可以通过独立储能的运作方式峰谷套利，比如说在用户侧还是能够得到他应有的收益。下面说一下太湖能谷怎么样建设大型储能电站的一些基本的解决方案。太湖能谷是和大家走了一条不太相同的技术路线，我们采用的是铅炭电池，这是一个本质安全的电池，在消防这些问题上基本上是不需要做过多考虑的，同时他也是一个非常经济的一个解决方案，度电成本大约在两毛五左右，对比锂电、钠电这些数据，这个数据稍微偏老，前滩电池系统具备四个特性，安全性、经济性、可复制性以及环保性，可复制性也就是说原材料可以 99%以上是可以回收的，所以他可以进入到一个完整的循环经济体系里头。另外一个角度，从材料的资源丰富程度铅资源相对于锂资源在我们国家是要丰富很多，我们不要太过度担心将来大规模发展储能以后材料的资源问题。这是太湖能谷基本的运作方式，我们除了考虑用技术方法解决安全性、经济性以后，同时我们对于铅电池的产业链进行全产业链的布局，主要是为了解决成本的问题，同时我们太湖能谷整个电站的基本运行方式叫做全生命周期管理，通过电站的建设以及电站的智能运营、运维方式，把这个电站从建设早期一直维护到整个生命周期。这是太湖能谷电站应用场景的分布，基本上可以覆盖任何的应用场景，可以进行用户侧、发电侧、网侧、大规模、小规模都是可以适用的。最后重点讲一下，也就是说成本问题，太湖能谷通过自己的努力以及对将来的一些规划，通过在技术上以及原料规模上，以及通过技术提高电池的循环次数这些方面，最后我们的目标是要在 26 年的时候达到 1 毛钱的度电成本，这个度电成本代表什么意思？就是说和目前的抽水蓄能是相当的水平，从本质上可以解决大型储能应用难的问题。因为我们的理解储能他不是一个奢侈品，他是一个必需品，而且是从各方面，价格方面以及技术应用方面越亲民越落地是越好的。简单介绍一下，太湖能谷的技术当然不仅限于应用在铅炭电池上，同时他是一个普世性的体系，可以用在锂电、钠电以及其他的电化学体系都是可以适用的。下面具体举几个例子，这是太湖能谷今年介绍的以铅炭电池为核心的这样一个大型储能电站，能量是 1.06GWh，在和平镇，同时又是一个共享储能，所以我们取了一个名字叫“和平共储”，理念就是我们打破了传统的锂电池或者其他电池的方式，就是用集装箱作为容器的方式，我们把它建成一个大型的建筑，我们叫“栈房式储能”，模块就是密集堆叠在房子里面，他的好处就是说本身如果解决了承重的问题以后，我们可以向第三维度发展，这样的话弥补了铅酸电池相对来说能量密度不足的问题，所以说建设电能量是没有具体差别的，甚至有时候是更高一些。这边是我们对栈房式未来的一些规划，有的项目在进行，有的项目还在设计当中，所以整个体量是非常大的，而且建设成这样的电站作为一个核心的元素，对未来的建设虚拟电厂是会起到决定性的作用。以上是我的汇报，谢谢大家。李琼慧：谢谢周博士的精彩分享，非常值得期待。下面有请：赵亮亮 /特变电工新疆新能源股份有限公司储能产品线总经理主题：基于组串液冷单柜集成的全场景储能系统解决方案。赵亮亮：针对于当前储能的发展，特别是现在储能的装机量逐渐提升的情况下，在电网侧、电源侧和用户侧都有快速的发展。像独立储能也 是今年重点发展的一个倾向。针对于当前储能的应用场景，利用率低，还有 LCOS 高，是当前遇到的一个比较大的问题。在电网侧、发电侧和用户侧里面平均的利用率基本上是低于 12.2%的，如何解决当前的这样一个问题，同时如何降低 LCOS，是我们解决方案针对当前的问题提出的一个系统的全场景应用按。如何解决储能利用率低的问题，第一个就是政策驱动，第二个是电动的调度保证，同时还有 EMS 的辅助交易，另外就是质量，保证储能在真正的应用场景里面保证全场景的稳定性。我们目前来说 LCOS 是电站投资建设全生命周期考量的一个非常重要的部分，这里面如何降低 LCOS，我们分了四个部分。第一，度电成本，还有各影响因素的占比，还有多维度的降本，合理的方案分配可以降低 LCOS。这里面介绍一下我们企业，特变电工也是以至于专注于新能源投资建设运维开发以及设备的研发制造，这是我们针对于储能的一个积累，在 2020 年在离网系统里已经开始做了，15 年我们建设了最大的光储电站。15 年到 17 年我们也是在做国家 863 的课题，包括我们相应的储能变流器的研制。到现在为止我们新一代组串式 PCS 加液冷单柜的产品已经在项目上实现应用，同时也是批量的开始供货。这是电源侧、电网侧、用户侧的一些案例。这里介绍一下组串式液冷单柜的解决方案，首先是降低增效，使放电容量提升 7%，初始超配减少 37%，寿命延长 20%，功耗降低 25%，功率密度提升 47%，占地减少 15%，这也是我们针对于当前储能电站应用的一些客观问题做的一个方案的设计。这 里面也对于后期减化运 维提出了新的概念，同 时对于提高可用率实现PCS+液冷的防护，下面我会介绍。降本增效，降低 LCOS，从这方面来说，组串式系统主要针对的是单个电池柜单个 PCS 进行相应的单侧的管理，在这方面因为 LCOS 本身的测量，包括计算误差目前来说国内基本上是 5%，在大的循环状态下特别是三充三放以上，LCOS各个簇之间相对来说这个误差就更大，我们电站有实测的话，基本上最大可以到35%以上，如果簇和簇之间差距这么大，把各簇并联起来采用集中式的 PCS 充放必然会有相应的簇在不同效用的情况下是充电充不满放电放不完的情况，这是客观存在的。采用我们这种组串式单柜的充放电形式可以使我们这个管理精度达到簇，使我们的放电容量提升至少 7%，我刚才说到我们电站里面测算提升 35%也是可能的。针对于百兆瓦计算通过发电量计算我们做了一个精密测算，这也是这也是比较保守的算法，同时采用当前这样一个电池集中式和组串的对比，电池的超配比也会下降 6.348%。延长寿命，提高功耗也是降低 LCOS 比较大的一个问题。刚才前面的同仁也介绍了，针对于这样一个温度对于全生命周期的储能的寿命影响，我们这是实测之后，刚刚瑞浦的同事也说他们能够做到 2 度以内，但是整个储能系统单个集装箱最高点和最低点其实温差的话考量的不仅是在正常运行的 25 度或者 30 度，我们考量的温差范围是从零下 40 度到 60 度的整体考量，在这个范围内如何做到温差依然保证在 3 度以内，这个我们做了非常多的努力和设计，也是给各位做一个相应的承诺，在温度这块我们也会做全范围的温差保证。能量密度的提升，占地面积的减小，这是对比当前风冷系统做的提升，液冷单柜最主要是灵活，针对不同的场景可以做相应的布局。这是系统温差针对于当前 PCS 的仿真和 PACK 仿真做的一个相应的剖面。这是组串式系统的收益率的一个对比，相比于当前的集中式的方案，我们这个 LCOS 可以降低 20%，这是根据整体的测算结果出来的。减化运维，这也是当前方案比较突出的一个点，大家都知道储能运维时间根据现在电站的寿命设计一般是 20 年或者 25 年，我们储能电芯即便是易充易放寿命也不会达到这么长时间，后期必然会面临电芯的增补或者是替换，采用这种液冷单柜的形式可以很好在后期快速单柜和单批次以进行增补或者替换。这是我们布局灵活相应的一个体现，针对与一些山地或者是应用场景不规则的地方，特别是电站已经设计好，后面再增加储能的时候我们也遇到相应的一些工程做相应的设计。提高可用率也是我们降低 LCOS 非常重要的一点，针对于当前一个安全设计，我们现在的很多应用场景用的都是集装箱式的储能，我们采用液冷单柜的 PCS，实现了电气物理双隔离，首先在电气隔离方面，把簇和簇之间的并联取消掉，这样的话直流电流相对来说就会减小。在拉弧，包括直流开关断不了的情况，我们当前设计方案里面就不会出现。另外就是物理隔离，我们每个单柜设计的防火是在 1.5 小时以上，针对于这样的话，并且每个 PACK 和柜子里面都设计了相应的消防设计，即便是在极端情况下，一个柜子发生了热失控，即便是在起火状态下也不会影响周围柜子的设计。这是 Pack 级的消防，针对于当前单个 Pack 我们设计的多次喷洒，重复消防，并且在这样一个侧点布局以及整体的簇级的消防设计上面都做了多极的保障。同时我们拿着这个柜子做了消防的实验，把整个柜子点燃做了整体的消防测试，然后过一段时间我们也会做测试的发布，跟各位领导做一个汇报。这是我们针对于里面的软硬件的防护多级保护的设计。后面是我们针对于智能预警，这块是我们投入比较大的一块，单个集装箱和单个方阵或者单个柜子，特别是现在单个方阵容量已经达到 6.7MWh 以上，现在各家在设计 10MWh 以上的方阵，这里面的电芯数量达到 7000 以上，相对来说数据量包括有效的数据量保守的话也在十万个以上，这么大的数据量在后期如何做边缘和本地以及云端的运维，是当前一个比较大的问题。针对于数据清洗和后期的智能预警我们也做了非常大的投入。这是我们在云端上面设计的一些功能。这是我们针对 LCOS 做的相应的研究，因为当前的 LCOS 确实限制了我们针对于单簇和单 PACK 的管理，后端我们也会针对现在的 LCOS 一个检测精度做相应的产品设计和提升。这是云端的相应产品，我们本身在光伏里面就有相应的云端运维，储能的话我们在同平台做相应的大数据的预测和安全监测，包括全生命，全产业链的管控。这是我们针对于 PCS，其实储能回归到本质是我们对于电网的一个可调节性和稳定性，一个真正本征的作用。这里面关键的就是我们如何对我们的电网做好相应的一个频率、电压以及负荷适用性的调节。特别是在新疆现在我们也在做一些项目，处于电网末端，他的电网的不稳定性，还有一些谐波对整个电网影响很大，如何在电网实现过程当中保证这样一个电网的稳定性和设备的稳定性？是当前非常大的一个挑战。在这块我们把 PCS 特别是组串 PCS 做了非常多的现场的验证，包括实验以及针对不同工况极限拉到我们这样一个设备进行相应的测试。以上就是我的汇报，非常感谢各位。李琼慧：下面有请李明 /江苏天合储能有限公司储能产品总监主题：新型储能系统技术发展趋势和商业价值。李明：我的 PPT 分四个部分，分别是储能行业的增长动力，市场表现，关键要素以及天合自己的产品解决方案。一，关于储能行业的增长动力。根据清华大学发布的《2023 年全球碳中和发展报告》来看，目前全国大约已经有超过 150 个国家承诺了各自的碳中和时间点，其中我国根据习主席提出的 3060 战略，我国预计将在 2060 年之前实现碳中和，届时新能源将成为新型电力系统的主体能源，其中风电、光伏的比例大约占65%左右，但是由于风电光伏本身并不是一个可靠的发电源，因此必然需要储能来进行能量的存储和搬移，以此实现能源的高效利用。我们认为未来五年储能行业将会迎来高速发展期，预估年复合增长率在 21.5%左右，根据市场区域来看的话，中美欧将会成为最大市场，预计 28 年占整体市场的 88%，我们认为大储能将会长期占据储能市场的大被，预计 28 年占整体市场的 76%，其中工商业储能的年复合增长率达到 30%，远高于大储，我们认为这是由于从今年开始工商业储能目前的核心引领模式，峰谷套利已经具有中国的经济性。这里截取 2023 年 9 月份一些峰谷价差比较好的省市，并且画出了峰谷的时间分布图。从图中可以看出大部分省市已经可以实现一天两充放，基于这样的充放电策略我们可以算出平均价差，途中他们的平均价差在 0.57 到 0.95 元/kV/h，以储能系统价格 1.3 元每瓦时来计算的话，他的投资回收期大约在 2.1 年到 5.7年，这样的投资回收期已经局部了初步的可投资性。随着储能赛道的越来越细化，装机量越来越多，很多问题也随之浮出水面。目前业界的两大问题分别是度电成本以及安全问题，首先是度电成本可以是这样一个公式，其中分子是有关客户的投资，而分母是客户能从储能系统中获得的一些能量收益，这也是为什么度电成本被称为储能系统的核心经济指标，因为他能够反映投资和成本和收益之间的关系，因此如何降低度电成本是目前行业的一大重点。另外一个关于安全问题，由于锂电储能本身的化学性质并不能从本质上保证他的安全性，根据数据显示近来年来国内外的锂电储能起火事件频发，对锂电储能的发展造成了短期不利影响。这不仅促使了铁锂电池对于三元锂电池的替换，同时也加速了大型企业对于多种技术路线的探索，比如说像液冷电池、铅蓄电池等等。基于这样子的问题，天合储能认为新时代的储能需求可以归结为以下三点：分别是更低的 CAPEX，更高的吞吐量以及更安全的系统。天合储能就推出了我们的第二代产品 Elementa2，是一款 5MWh20 时的单开门的电池舱，其中 5MWh单开门 20 尺是新电池舱，我接下来会为大家进行详细的解释。 Elementa2 相比于一代产品他从电芯、Pack 以及舱方面都得到了全方位的提升。电芯方面，在保证尺寸依然是标准尺寸的情况下，能量从 280 变成 314，能量密度得到了更高的提升。同时循环寿命可以达到 10000Cls+，能量转化效率也得到了提升，目前能够做到 96%，并且还能够保证在负 30 摄氏度的恶劣工况下维持 90%以上的放电深度。除此之外考虑大储项目的交付周期较长，因此 314电芯做到存储半年零衰减，帮助客户消除了这方面的顾虑。 Pack 方面，Elementa2 使用全新的长 Pack 设计，得益于此能量密度大约能够提升 20%，同时考虑到由于长 Pack 带来一些结构性的安全问题，我们的 Pack 能够做到抗冲击强度高于 70Kj/平方米，并且已经获得我国的运输标准测试，同时可以做到 IP67 的高防护等级，可以无惧环境影响，在多场景下进行灵活的应用。电池舱方面，得益于高集成设计以及高能量密度的电芯，Elementa2 相比于一代产品空间利用率再次得到提升，以一个百兆瓦时 0.5G 的项目为例，占地面积大约能够减少 26%。除此之外我们还对他的液冷管路进行了设计，通过智能AI 监控精细管理使得舱内温差小于等于 2.5 摄氏度，同时我们搭载了智能变频液冷机组，可以降低自耗电量，以一个百兆瓦时项目为例，一天一循环的 情况下自耗电量大概能够降低 13%左右。接下来就是关于柔性电池舱的介绍，Elementa2现在能够为客户提供三种选配方案，第一种就是集中式方案，使用的是高压和加上集中式 PCS，这是最成熟最普遍用的方案之一。第二种按就是 DCDC 加上集中式 PCS，这种是成本最高的，但是具有三大优点，第一可以进行簇级优化，提升整个生命周期内的吞吐电量。第二可以进行灵活增容，如果客户对容量有硬性要求，客户将可以将购买超配额投资成本分摊到整个生命周期内，而不是在项目初期就投入大的资金来购买超配额度。第三个就是可以支持直联耦合，这个主要 是适用于光储充场景，可以帮助客户在各个环节俭省能量的损耗。第三个方案是一种折中的方案，使用的是组串式 PCS，他兼顾了较低的成本以及及簇级优化的特点。以上这些都是关于产品本身天合尝试从各个程度降低度电成本的方式，除此之外天合储能还能提供自动化 Pack 机器人，帮助客户进行快速运维，使得运维效率提升 40%左右，同时得益于 20 尺标准柜设计，同样是一个百 MWh 项目为例，运输成本能够降低 100 万左右，这些是在产品之外天合所做的帮助客户降低度电成本的一些方式。至于安全方面，Elementa2 已经做到 C5 的防火设计，意味着他能够在一些恶劣环境，比如海边、雪地、沙漠等环境进行稳定运行，消防策略方面 Elementa2使用的是可燃气体检测+水消防+Pack 级全氟乙酮，辅助于 AI 智能预警，提前一步发现安全隐患，为整个系统的安全运行全面保驾护航。今年是工商业储能的元年，天合储能通样推出了工商业储能的产品，就是Potentia 蓝海系列，蓝海系列产品同样使用的是天合自研电芯，正因此他也同样具有高转化效率、长寿命、高一致性、高安全等特点，目前蓝海系列共有两种型号，一种是 100kV215kV/h 的低压版本，另外一种型号是 187kV/372kV/h 的高压版本，这样的话主要是为了满足客户对于不同电压和不同容量的需求。蓝海产品目前有两大特点，第一个特点是能够帮助客户进行快速回本，并在生命周期内创造超长收益。我们假设是在浙江地区 0.5MW/1MWh 项目计算，每天两充两放，客户分成 10%的情况下，蓝海系的产品他能够以超长的系统寿命相较于普通产品能够在 15 年的运行周期内额外创收 50%左右，从快速回本的角度来看，天合产品凭借较高的系统寿命以及较高的系统转化效率仅需要 3—4 年就能够将项目进行回本，而普通产品则需要 5—7 年。另外一方面天合储能考虑到工商业的客户没有像大储的客户那么有专业的储能团队进行操作和运维，所以天合储能能够为工商业客户提供从资金到产品到建设再到后期运维的一整套服务，其中产品不只包括电池柜该 BMS、EMS 到云以及到 APP 上，重点就是云平台，因此天合储能目前已经拥有了自己的自研能源互联云平台，已经能够做到智能管控以及云端一体，目前已经能够实现像运行调度、风险预警、数据挖掘、工单管理、全景监控等功能。在未来该平台将会尝试打通用户侧、售后运维侧、系统生产侧等多个主体之间的数据链路，并辅助于深度学习、机器学习、云、大数据以及边缘计算等技术，在保障系统安全运行同时为客户创造额外收益。总体而言，天合储能围绕经济高效、便捷灵活、极致安全、智能运维这四方面主攻度电成本和安全性这两大方向，致力于为客户带来能够创造更高价值的产品。谢谢大家！李琼慧：下面有请：王宇旋 /江苏三纳科技材料有限公司总工程师主题：储能用胶黏剂生态解决方案王宇旋：大家上午好！我的话题跟刚才的话锋突然有转变，是在整个生态储能系统当中的其中最小一个单元的系统，他是跟我们的热管理及对应的结构安全相关的，所以我们在行业交流这块更多对接的是结构安全以及热管理这个模块。我们是做什么的？在行业里面我们做的是界面材料，另外一种说法就是做的是胶黏剂，在行业当中十三年我们只干一件事情，就是围绕胶黏剂，围绕热界面材料在深入的去研究。从目前来说，行业里面的发展从去年开始到今年的大规模的液冷方案到现在的电芯尺寸的改变，包括 Pack 包箱体的改变其实对我们的热管理材料发生了很大的一个变化，所以我们最核心的这一块就是围绕着客户的热界面材料怎么用，怎么选，及怎么样的去使用好最终方案的优化来进行的。我们公司整个板块除了储能板块围绕现在的新能源、动能以及 3C、5G 通信领域服务器里面的热界面材料进行，3060 双碳目标，电芯已经最高到了 320 的电芯，尺寸对应的从 52 个电芯到了现在的 104 个电芯，这些材料其实从最终的使用的角度来说，热界面材料的要求也发生了变化，过去他的冷却方式从风冷到液冷到直冷的方案，有些人说直冷方案对应的就没有进行热界面的胶黏剂的方案了，但是在直冷方案当中我们的密封材料整个箱体的密封，包括跟冷却液里面的材料是不是发生腐蚀，这些密封材料都是我们整个系统当中需要考量的内容。在导热胶黏剂方面来说，刚才我很有感触的就是比亚迪专家说的，在储能领域当中过去基本上都是采用的是动能的方案，在储能的供应链当中从规模上来可以形成储能专用的一个生态供应链体系，像我们的热界面料来说，过去的动能这块主要集中在底盘上，整体是结构受力，胶黏剂的应用环境来说他也是比较多变的，因为车辆在不同区域行驶，他的启动环境也是不一样的，但是在储能环境当中虽然刚开始部署的只有他的环境是多变的，但是在运行的过程当中还是相对稳定的一个状态。目前来说，技术迭代快，产能的增速很快，交付周期已经达到了需要一个月进行交付，对应的行业大爆发，伴随着专业人员的缺失，所以 在我们碰到的这个行业阶段基本上是市场阶段产品返修率很高，同时我们不仅仅是要提供一块产品给人家，而是怎么样用好这款产品，设备频繁出现故障，目前里面行业里面大多数一不小心是半个月设备的一些部件就需要检修维护，所以这些是常见的设备出现的一些故障的情况，这些都是我们常见碰到的一些问题。拉丝，搞得现场的 5C 脏乱差，同时设备件的磨损产生了耗材的费用高，同时还有设备故障，磨损以后，如果不去修接下来他的混合比例，导致结果就是混合比例不一样，也就是大家常见的 AB 胶，导致固化过程产生异常，固化过程一产生异常这时候对于你的整体系统结构设计以及对应后期长期的老化性就产生了很大的一个影响。目前大多数都是这样的问题，这些问题怎么办？基本上设备坏了就受设备，胶有问题的我就找胶厂，在我们这个小的系统环节没有站在一个最终的完成交付，从提供产品到最终的验证服务，到我们的使用过程提供相关联的生态的服务上，在行业里面没有对应的人员站出来去思考这个问题。我举一个刚才说的行业里面前期的在 52 个电芯 Pack 包里面进行性能充值，就是围绕着产品最终的使用关键性能来说，他的固化环境，相当于就是说我们是怎么样思考这个问题的，我们来放松一下心情。产线基本上布局在有空调或者恒温环境当中，基本上三分钟一个 Pack 包，有些做的比较快的也还要两分多钟这样一个配速，为什么会考虑这些？就是要考虑设备的负荷以及对应我们产品的负荷。举一个例子，在这里的负荷相当于我们人体的血液，如果人体的血压比较粘稠，这个时候心脏的负荷就很大，也就意味着设备是不断的需要加压才能满足这样一个产线配速。对应的这一块来说，当然是可以通过设备解决，也可以通过我们的教练机来解决，最终是综合调试。整体运输过程当中伴随着颠簸，结构上在方案当中就产生了一个分歧，因为有些人说既然跟功能不一样，大不承受结构应力我完全左右力都不需要，但是实际上在这个环节，包括有些很多做出口的他需要承受冲击测试，这个时候还是要维持一定的胶的强度。还有就是恒温，导热胶承受静态应力，传导热量。还有一个就是导热，保护电芯，电绝缘，第二个是围绕着阻燃以及对应的电气性能要能够达标，第三块才到了导热要达到什么样的要求，在储能这个领域当中，电芯的容量越来越大，做了 320，还有对应的 Pack包的尺寸越来越高，首先要考量的就是导热及电气性能、阻燃性能，既然不承受结构强度，结构受力的情况就要弱化。基于这样的一个基本的应用考量，我们开始思考解决方案，这些是分析过程，围绕这块来说，基本上这个点的应用解决方案，主要是有五种的解决方案，对应的从胶粘的工艺有两种，包括导热垫片各有各的问题，这些问题最终的是需要比较比较创新性的解决方向才能力解决问题，我们这块是基于动能的结构的优化，而非是全盘的使用跟我们行业比较密切不相关的例如 3C 这些方案引入进来。其实我们在考量我们系统解决方案的时候我们也在考虑我们整个生态制造过程当中哪些是核心，并且我们怎么样深入进去，我们的导热界面材料他的整个构成体系当中 60%—80%都是靠上游，里面的 80%甚至 90%，在上游的对他的系统的了解是我们解决这个问题的核心关键。因此在对应导热材料形貌的整理，说白了有点像我们做菜一样，就是选择怎样的一个品类，怎样去切割它，怎么样去炒，这些工艺纳入到我们解决这个问题的小系统当中去。这是我们最终提供的方案，不管是从结构粘接到可拆卸的中等强度的方案，接下来 104 个电芯还是要维持结构的这个方案，到可拆卸的方案，到一些通用3C 电子的方案，到我们的边框的密封，我们的创新性的提出这块使用 MS 的密封胶。同时刚才说到胶是一方面，我们怎么样用好这个胶？对应的设备方案是怎样的，跟其他的设备网安我们能够解决刚才的问题吗，这些是我们提供的对应的设备方案及支撑起来的一些专利。整个围绕客户的高效施工，准确施工，围绕着他的安全进行问题的解决。这是点胶情况，可以很连续的，大容量，一个电池包大概两分钟就可以处理完。这是另外一种大口径的。从我们自身来说，围绕上游我们关键的原材料到我们自己关键的工艺，到怎么样给客户施工，到最终的应用优化，像刚才的 Pack 包里面的用胶量，从原来的 1.5 到 2，我们怎么样把它实现到 0.5 到 1，这样的话可以提高热导效率，降低温度，同时可以减少材料的使用量，降低成本。同时对于整个生产综合的效应可以起到一个完整的解决方案。对这块的交流，大家有兴趣可以到我们的展台，我们的展台在 E1670，谢谢大家。李琼慧：下面有请：文宇良博士 /中车株洲所综合能源事业部副总经理主题：灵动智效储能系统。文宇良：首先是背景介绍，以及储能面临的一些问题。再介绍一下我们认为储能大的环境下面临的一些问题，有几个点。针对这些问题再做一些产品的规划，我今年带来两款产品，第一个是比较火的 314 大电芯的储能系统，我们叫 5.X 的平台，第二个产品就是高压级联的产品，这是第二块内容，第三个就是公司大概的简介。首先，背景。必须要加强建设以新能源为主体的新型电力系统，为什么？因为碳排太严重了。第二，储能是新型电力系统发展的基石。当然也有不同的看法，认为储能可能不是新型电力系统发展的基石，认为构网型储能才是新能源发展的基石，这是最新的一些认识，新疆、西藏实际上招标的过程中已经提出了构网储能的一些要求。有了一个大的底层逻辑，我们国家也出台了这些政策，什么政策？就是要推动多时间尺度新型或者多元的储能系统，这也是根据实际的电网需求来的。整个电网的需求也不仅仅是调峰、一次调频、二次调频的需求，还包括更长时间尺度的储能需求，所以在国家层面一直是推荐多元的储能系统的发展。多种储能形式，在大的环境下都是有自己的特殊的应用场景，有特殊的优势，比如调频的话我们认为电容、飞轮更有优势一些，如果是更长时间尺度，压缩空气可能更有优势，在更长时间的尺度，比如季节、年份这样的 一个时间尺度，我们感觉氢可能是未来的一个发展方向。但是实际情况是什么情况？虽然说国家鼓励多元尺寸的发展，但是市场反应情况下，我们做了一个统计，今年 94%以上的储能系统都是以锂离子电池为主，所以下面我介绍的情况都是以锂离子电池为主做介绍。锂离子电池储能发展这么好，是不是就是说市场非常成熟了，技术非常成熟，没有任何隐忧？也不是，第一个就是关注储能的问题就是安全，安全也是整个储能行业最关注的一个问题。今年以来行业内也发生了很多储能电站安全事故，当然这个东西大家都比较谨慎，控制了一些舆论，实际上行业内人都知道。这个地方我们做了一个统计，全球认为储能电站事故发生了 70 多起，韩国更多一点，美国其次，为什么韩国多？跟他的储能路线选择有关。韩国是选择三元里电池，虽然功率密度高，但是实际上相比于磷酸铁锂本质上就是安全性要差一些，所以故障率、事故率更多一些。我很庆幸我们国内储能行业选择了磷酸铁锂的技术路线，起码在大的层面上保证了我们国家储能事业的发展。第二，储能电站寿命的问题，很多电池厂商都在宣传说他们的电池寿命达到7000 次 8000 次甚至 1 万次的特性，但是我们发现我们做项目工程的时候，跟业主签合同的时候最多是 5000—6000 次，所以这之间一个巨大的差异，起码有两三千次，这个地方就体现了系统集成商的价值。大家也知道储能市场现在基本上就是低价竞争的恶劣环境，卷的非常厉害，可能更多的业主没有太把心思花在储能电站的效率以及更长时间尺度的追求上。我们这边做了一个统计，我们以一个储能电站 83%为基准，如果这个储能电站效率能够达到 86%，以 200MWh 十年运营期为计算的话，全生命周期可以节省 2000多万的费用，如果储能电站能够达到 91%的效率，十年下来 200MWh 的电站能够节省将近 6000 万的电费。大家可以想想储能电站 200MWh 按照现在的投资规模可能不到 2 个亿的规模，十年运行下来就可以节省 6000 多万，这是多么大的一笔收益，所以这个效率对我们的储能电站，对我们客户能创造很高的价值，我觉得应该值得关注。运维的挑战，因为大家知道储能电站从一几年就开始陆续有很多的业主和很多客户推出了储能的产品，爆发是从 2021 年开始的，这个行业发展太快，包括人才的储备，包括技术储备在运营这块起码是一个很大的空白。怎么样做到储能电站尽量少的人工的投入，做到无人值守有人值班这样一个情况？智能运维就成了一个重大的挑战。第五个挑战，刚才友商推出了一个大组串，就像光伏一样，我们现在储能产品基本长都是多处并联，变流器的方案，我们叫低压集中式储能，这里有很多的问题，这么多电池并联，随着时间的运行，电池的木桶效应就会出现，整个电站充放电深度会大大受到影响，整个容量会大大受到影响，我觉得这是行业的一个隐忧。相应的怎么去解决这个问题？大家认为像光伏一样，搞组串式的 PCS，做成一簇一管理，也有很多技术路线，包括小组串也有高集电的方式，哪种是未来的发展方向，我下面会讲。前面就是基于我们的一些认识对行业内的挑战做了一些分析，不一定对，抛砖引玉。二，介绍中车储能解决方案介绍。会带来两款最新的产品推荐给大家，在推介产品之前也要分析一下我们的储能有挑战，但是方向怎么发展？有两个坐标，横坐标我们认为首先拓扑结构的创新，更加精细化管理，做到一簇一管理，解决安全、效率低、寿命短等痛点问题。第二个就是质量、体积能量密度进一步提升，从 3 兆瓦提升到 5 兆瓦，现在打出的 10 兆瓦的概念，有了这样一个基本判断，我们中车也做了一个产品谱系的规划。第一个就是叫中车储能 CESS1.0 系统，这也是我们大批量出货的一个系统，基于 2.8 这样一个电芯做的风冷、液冷的系统平台，现在大量出货，我们叫 3.0X，我们也有工商侧储能的一些产品。我们推出来 CES 武氏 2.0 系统，我们叫 5.XMW集中+组串一体的产品，同时也有特殊应用场景，随着发展特殊场景越来越多，比如高海拔 4000 米到 5000 米，甚至一些深远海的应用，我们叫做远海适应海洋环境的储能系统，未来这个储能系统会朝着智能化的方向去发展。有了这样一个产品谱系，隆重给大家介绍一下中车最新的一个全新一代的5.X 液冷储能系统解决方案 CESS2.0，具有更安全、更高效、更智能的特点。有什么 特 点？ 首先 是 更高 效， 原 先 280 这 个电 芯 相同 的 20 尺 标准 箱只 能达 到3.72MWh 的能量，基于 314 电芯同样的标准 20 尺舱可以做到 5.16MWh 能量密度大概提升了 30%。以 200MWh 的储能电站为例，如果用传统的 280，3.45MW/h 的方案可能需要 30 台变压器，60 台集装箱，如果采用最新的 5.X 的平台我们大概只需要 20台变压器，40 台的电池舱，设备减小 30%，占地减少 30%，运输成本降低 20%，整个项目建设成本降低 15%，我们觉得能够给用户带来巨大的一个价值。功率密度，相同的 20 舱原先 3MWh 做到 5MWh，有人会问你，你的辅助功耗是不是大大提高了，你的能效密度和降能效是不是大大提升？不是，我们也做了很多降低辅助功耗的一些工作，比如热管理，包括变频的控温，辅助功耗的降低。达到什么效果？就是相同的 20 尺箱，能量密度提升了，辅助功耗还降低了10%。更高效，我们中车有我们自主的 IGBT，交流侧这块有自主的产品，包括从IGBT 到变流器到基于自己的变流器可以降低交流侧的一个效率，提高整个系统的效率。更安全，这是我们系统集成商应该做的工作，首先是液冷 Pack 隔离防护设计包括液冷系统水电分离，包括电池舱的功能分区包括 电气强弱分离。我们也有金字塔式智能消防体积，一级控制，两级探测，三级报警， 4S 级消防，我们的消防是通过 Pack 级探测、Pack 消防这样一个程度。我们中车也有自主的智能 BMS，我们自主 BMS 跟 SO 的误差可以小 3%，LCOS可以小到 4%，做到行业领先的水平。整个电站的智能运维也是落在我们这个 EMS运维的平台和系统上，我们也在打造云—边—端系统架构，解决整个电站中遇到的问题。第二个要推出的就是 35kV 高压级联式储能系统平台，特点有哪些？效率高，一般的储能电站效率可以达到 86%左右，但是我们这个可以达到 91%，甚至好一点的可以达到 92%，以 200MWh 电站十年运营周期为计算，可以节省 6000 多万的电费。还有高安全、高收益，电网芯更友好。为什么高压级联？首先高压级联没有变压器，第二个为什么高？整个储能电损就减少了，所以效率高是毫无疑问的，第二点为什么效率高？因为高压级联可以做到一簇一管理，簇与簇之间就没有木桶效应，整个电站的充放电冲能量可以得到保证，所以这个时候效率高。还有一个就是可维护性好，说到高压级联可能大家都会有疑问，高压级联这么高电压是不是不安全，一般的储能电站一般都是一充一放，或者两充两放，一天时间下来有很多时间做电站的运营，所以说运维在电站里头是有时间窗口，这是第一点。第二点，我们针对这样的运维的难题我们做了一些特殊设计，比如我们的舱内使用装开门的设计，两边就好维护。第二个就是我们的水流管控，我们做了一些水冷截止阀，加快维护。电池簇内各模块采用导轨式安装方式，单个模块更换时间小于 30 分钟，大大节省时间。我们 PCS 也做了抽屉式的设计，所有的设计就是围绕一个目标，就是节省维护的时间。储能是新型电力发展的基石，构网型储能系统是新能源发展的一个基础，实际上这个地方我们也做了一个结论，高压级联在构网型储能发展规模下，或者发展方向下，构网型储能是一个很好的，不管是技术优势还是经济优势都有竞争力的一款产品。为什么这么讲？有两点，第一点，为什么构网型？构网型大家都知道是 3 倍的过载，我们原先传统的方案就是把 PCS 做三倍的扩容，高压级联不需要，他基本上可以做到 1.5 倍到 2 倍的容量设计就可以达到 3 倍的过载能力。第二点就是响应快，因为高压级联是直挂在电网上的，没有通过变压器，响应可能会比通过变压器对电网支撑更有效果。第三点就是高压级联产品容量单体更大，可以达到 30MWh 和 40MWh 的单体容量，它相同的 100MWh 的储能电站可能只要三个高压级联单体就可以组成，就少了不同储能单元之间协调的时间，响应时间更快，构网的话一个是过载率，一个是响应速度，在这两点上都有优势。中车什么时候开始做高压级联？我们中车在 2023 年在做高压级联产品，到2013 年开发出了 35MW/v 的高压级联产品，基于高压级联的产品，加上电池的组合我们就打造了 35kV 高压直挂的储能系统的平台。总结，我们中车储能产品有这样一些优势，高安全、电网更加友好，效率更高，更智能化。最后一个是公司的简单介绍，我们中车株洲所，我们是中车的一级子公司，去年是 450 亿，两家上市公司。现在我们是有一名工程院院士，7000 多研发人员。我们的产品也是围绕交通与能源两个产业进行发力，现在新能源产业已经占了整个株洲所 50%的市场规模。这是我们的业绩，去年我们大概是国内排名第二全球排名第四的业绩。这是 6 月份的数据，中标容量大概是 4GWh，现在大概有 7、8GWh。这 是典型的一些项目，这 是目前全 亚洲单体容量 最大的一个储能电站，800MWh 的一个储能电站，谢谢各位。李琼慧：下面有请陶世成 /北京晶澳能源科技有限公司解决方案高级总经理主题：光储融合助力“双碳”丨晶澳科技光储整体解决方案。陶世成：各位来宾大家上午好！下面的介绍将分为四个部分给大家进行汇报。第一部分，新型电力系统对储能的需求。最后目前双碳目标的提出明确了构建以新能源为主体的新能电力系统，我国的新能源的装机容量快速增长，截止到今年 6 月份我国可再生能源的装机量约占我国装机总量的 48.8%，预计到 2060 年风光占比将近达到接近 80%，新型电力系统也面临着一系列的挑战。像随机性的电源波动和负荷冲击形成的问题，将对电力电量的平衡产生一个极大的影响。新能源接入电压支撑较小交流系统短路比不足系统强度变低，电力电子装置的快速响应特征，带来宽频震荡等与电子电离相关的新稳定形态。像储能、电制氢这些前瞻性的技术快速发展，单一的技术实现电力零碳排放的经济性挑战也十分的巨大。储能技术基于柔性灵活，方向调节和智慧灵活的特点是构建新型电力系统的一个重要支撑。目前储能的发展迎来了良机，机制逐渐完善，我们国家、中央、地方政府逐步发布了一些引导性的政策，明确了新型储能的独立市场地位，建立了新型储能的价格机制，储能可以参与电力辅助服务市场呈现出标准化和规模化的趋势。目前在 20 多个省市储能新能源备储成为了一个趋势，同时有十多个省市将光伏+储能写入“十四五”规划，积极推动电网侧储能合理化布局，积极支持用户在储能的多演化发展，储能发展的目标已经基本明确，到 2025 年达到 30GWh的发展目标，2030 年实现新型储能的全面市场化。储能在地面电站，集中式光伏，集中式风电是属于强配，在分布式光伏也逐渐从建议配储转化成强配储，目前河北、山东、浙江、江苏、河南等分布式光伏装机大省基本明确要求发布分布式光伏配储政策，像前几天 10 月 20 号河北发改委发布了一个关于组织地面分布式光伏的项目申报的通知，明确提出了在可装容量为 0 的区域必须配备储能，河北北网、河北南网分别按照 20%、15%来对储能进行相应的配置，同时在河南地区 3 月份的时候征求意见稿，目前我们做的一些投资项目基本上就是投资了分布式光伏都需要强配储，需要由供电公司提出接入方案，再由设计院做详细的方案设计，等着供电公司对方案进行批复。第二方面，工商业储能项目的开发。目前我们晶澳能源聚焦的点就在工商业这块，储能的应用场景主要是发电侧、电网侧、用户侧，用户侧可以大体分为工商业储能和户用储能。工商业储能开发我们总结了 12 个流程，首先我们可以通过直接或者间接的方式来获取相应的项目资源，然后再通过专业的收资表来进行收集项目信息，然后来解决方案，做收益分析，对项目进行一定筛选，对项目进行技术评估，整理立项报告，确定项目是否立项，立项以后我们做的工作就是注册一个项目公司，通过这个项目公司来跟业主方签订相应的土地协议，确定合作模式，同时来进行备案和消防备案，同步我们还要做的一个工作就是联系设计院，或者说自己有设计资质的我们自己做可研，做接入方案，同时把接入方案提供给供电公司，由他们进行相应的批复。把前期的这些合作模式、土地协议、备案证、接入批复拿到以后我们项目就可以进行一个投决，投决通过以后这个项目就可以开始动工。开工建设环节我们需要准备初步设计、详细设计，同期还要对设备进行相应的购置或者生产。施工完成以后就是设备进场，需要有施工图、竣工图，同时设备进场以后安装，联调，然后需要请电网公司进行验收，在这期间需要准备相应的验收报告，比如消防验收报告，并网性能测试报告再开始进行验收。初步验收以后拿到验收意见对并网试运行基本上是三个月，三个月以后可以由业主方进行真正的验收或者由项目公司进行验收，验收完以后整个项目可以进行运营运维的交付。有几个关键点，第一个是项目的收资，最主要的是有八点，第一点是电气图，通过电气图来初步判断我们是在 10kV 接入还是 400V 接入，因为不同的接入点，每个公司对接入容量有要求，同时还涉及到是否进行并网性能测试，并网性能测试的成本也是挺高的。第二个是平面图，通过平面图我们来看建筑的放火等级、安全距离、消防安全距离，防火安全距离等等，从而初步确定安装位置，结合现场勘探来决定最终储能的安装位置。第三个就是负荷曲线，我们必须得通过负荷曲线来初步确定我们储能可以安装的容量，储能一般的是并网不上网，这个容量不能超过人家负荷征订的消纳容量。第四个是电费清单，通过业主方过去一段时间的电费清单我们来了解他的分时电价，同时做出一个收益分析。第五个是需要了解变压器的容量，额定容量和剩余容量，必须了解剩余容量是涉及到我们按里储能配置容量的多少，在充电的时候作为一个负荷，储能负荷和用户原有的负荷，两个负荷的容量不能超过变压器的容量，否则会出现过载。第六需要了解倍用间隔，就是用户现场是否有现成的开关柜或者并网柜，如果没有我们需要增加投资成本来准备一个开关柜。第七个需要了解管线图，我们待安装地点底下是否有燃气管道、水管。第八个是跟电力公司做对接，像在前期做方案的时候这个环节是必不可少的，并不是说我们单纯的了解一下就行了，需要了解 10kV 对装机容量的要求，400V 对于每个并网点的要求，各地的供电公司要求不一样，如果我们把方案做完了，供电公司最后告知你我要求 400V 一个并网点最多不能超过 400kV，我们如果作了 600kV，整个方案就是废掉的。储能的收益，目前工商业储能的收益主要还是几点，峰谷套利，需量管理，配电增容，需求侧响应，电力现货交易，电力辅助服务，结合我们目前做的经验，目前工商业储能主要的收益还是峰谷套利，像需求侧响应，电力现货交易这些目前还不能说我们直接从这方面获得一定的收益。像峰谷套利主要的关键点是分时电价，不同省分分时电价的政策不一样，有的省份全天有两个低谷两个高峰，但是有的省份他就一个低谷一个高峰，这样的话一天两个循环和一天一个循环收益率肯定区别很大。这是结合晶澳储能收益模型来算的分析电价差较大省份的一个收益，像我们的边界条件就是两充两放，放电深度是 90%，系统效率达到 88%，运营天数 330天，在第十年更换电池，整个运营周期 20 年，这里估算的值是给客户打九折的电价进行的 IRR 的计算，瓦时投资成本是 1.73，前面的 90%、88%这些相对来说是保守一些，为什么现在还是 1.73？因为这个也是结合我们实际做的一些工商业储能的项目，投资太低了，比如一块三一块四甚至一块五，会在整个项目验收环节会造成很多的困难。如果一个项目有多个十 kV 并网检测报告，基本上电科院收费成本就是起步就是 80 万，多一个并网点多 30 万，多一个项目多 30 万，如果说建一个项目有多个并网点，光一个并网点的费用就是一两百万，这部分整体费用加上去，投资成本加上设备投资成本，设备我们肯定得用 A 类或者 A+的电池，不会低的，要整太低的话整个验收环节我们会发现，目前市场上备案了很多的工商业储能项目，但是真正的通过验收能拿得出手能够宣传的储能项目工商业储能项目并不是特别多，究其原因，带整个验收关节卡住了，可能由于各种原因验收通不过。像我们分析的 IRR 目前最好的肯定是浙江省，浙江省的话能够达到13.6%，我们公司的模型相对来说是保守一点，也是作为一个民营企业去投资工商业储能项目比较靠谱的一个计算，像上海我们能够达到 8.86%，基本上到了湖南以后，像河南单纯的投储能项目可能收益率在某些公司可能就达不到投资红线。这个是打九折，假如说是用业主方自投的项目，他的收益率不打折，像计算出来的收益率像陕西可以达到 5.7%，湖北可以达到 7.9%，跟客户分成的结构是特别影响 IRR 值的。合作模式，可以有合作开发，就是联合开发，建成出售，合同能源管理以及工程总承包，我们这块可以做 EPC 模式。我们目前市场主流是合同能源管理 EMC的模式，就是我们跟业主方进行利益分成，比如九折也好，八折也好，当然目前八折，有可能浙江地区能够达到，其他省份考虑八折的电价基本上收益率达不到。关键点 4 是工商业储能的项目验收，验收环节是卡住了现代工商业项目的点，像尖脐的消防图纸报审有没有做，如果没有做，消防验收报告可能就做不出来。还有一个是在一些大型的工商业园区没有做预评价，安全设计，安评报告就出不来。第三个就是第三方并网性能测试，如果不把这笔钱花出去，拿不到报告，供电公司不会给你验收单位还有计量，包括美化和场地绿化都是问题，这些是限制项目验收的地方。第三方面就是产品解决方案，我们晶澳可以提供全链条的一站式的光储融合解决方案。针对工商业光储系统，我们可以提供交流耦合方案和直流耦合方案，直流耦合方案实际上目前在工商业系统应用相对来说还少一点，但是直流耦合方案有他的独特优势，像他可以减少交流侧的投资，比如说减少了 BIG，减少了一部分的并网开关，同时如果在整项光伏、户用光伏的这些场合，直流耦合的方案可以增加容配比，常规容配比如果是 1.1、1.2，直流耦合方案我们可以用到 1.4、1.6，可以大大提升发电量。户储的直流耦合系统大家可能见的比较多，有直流耦合系统、交流耦合系统，还有混合型的耦合系统，像我们目前我们晶澳储能推出的产品目前主要还是针对海外的市场。我 们 目 前 可 以 提 供 的 产 品 主 要 有 液 冷 大 型 储 能 系 统 BlueGalaxy ，2MWh/3.35MWh，目前市场上的主流毕竟还是 280 电机，而且产量产能都可以有一定的保证。我们做项目的时候不会选择产能供应不上的，因为一个项目来了买不到电芯，那整个项目都没法交付，所以我们紧跟市场主流把这个产品做到极致标准化，涉及到多少年以后的运维或者是更换、售后质保等等相对更好一些。液冷储能户外柜 BluePlanet 我们可以提供 232kVh/372Kwh，户储产品我们可以提供 6.5kVh 到 20kVh，可以进行并联，户储可以并到 40kVh100 度电。我们可以提供自研的能量管理系统。这是我们一体化的集成方案，在我们的电机舱中有 5 级的安全防护，像 Pack级、簇级、舱级、系统级，全电系统状态检测，设置温感、烟感、可燃性气体检测，故障诊断，定位报警。通过我们在浙江义乌的项目，我们实测的，通过液冷系统通过精细化的一个温度控制，电芯的温差在 2.5 摄氏度以内，具备了防凝露设计。这是我们的储能户外柜 1000V 和 232 度电和 1500V372 度电的户外柜产品。户外柜具备了 All in One 的设计理念，具备 Pack 级的防护和智能 AI 的算法。整体设计，简化施工，实现多机并联，灵活扩容，并连网均可运行。这是我们自研的能量管理系统 EMS，核心就是数据的检测、传输，把检测传输回来的数据进行一定分析，分析完数据进行相应的报警，这个是整个软件的一个核心，可以支持多种的运行策略，削峰填谷，离网备用电等等运行策略。第四部分是典型案例和服务合作，因为时间有限我介绍稍微快一点。我们这个 项目 是内蒙 古兴 安盟突 泉 县 光伏治 沙的 项目， 我们 投资 了 200MWh 光 伏+600MW/120MWh 储能，通过荒漠化的治理，这是光伏开发，可以使环境进行改善，而且绿色电力促进地区经济持续发展。这个项目是我们在浙江义乌投的工商业储能项目，5MWh、10MWh 电化学储能，同时配合园区 16MWh 的分布式光伏还有 28MWh 空调水蓄能、2MW BIPV已完成并网。这是在江苏扬州投的 0.744MWh/1.488MWh 工商业储能项目，也是采用自主研制的户外柜的产品，24 号拿到了电网公司的并网验收意见。这是我们提供的一站式服务，我们可以做项目投资，可以做 EPC，或者我们只提供储能设备，整个在项目中我们可以提供咨询，现场勘察，方案设计，项目申报，售后服务，验收调试，工程总包，融资服务，我们有相应的 EPC 的资质，像安全许可生产证，机电安装工程石工总承包二级资质。晶澳太阳能是 05 年 5 月成立，07 年在美股上市，19 年 11 月份 A 股上市，有 32591 名员工，22 年营业收入 729.89 亿，累计出货量达到 152 吉瓦，产品覆盖 135 个国家和地区，全球市场占有率接近 16%，连续多年荣登中国《财富》中国 500 强和全球新能源企业 500 强。谢谢大家！李琼慧：最后有请：胡一可博士 /毅博科技（上海）咨询有限公司高级经理主题：锂电池储能系统的危害分析和风险评估。胡一可：大家中午好！非常感谢大家现在还在这个会场听我分享，我叫胡一可，我来自毅博科技咨询公司，我们公司是叫 About Exponet，我们是一家做技术和工程咨询的公司，在超过 50 年的历史里面有幸参与和主导了一些国际和国内比较大型的一些事故的分析，我们主要是从事这几个方面，比如说电子电气、材料、化学、工程、建筑，包括一些健康以及食品安全、交通、环境安全领域 。对于我们来讲，因为今天是一个储能大会，我会着重介绍一下我们在电池这块的工作。我们在电池和储能系统这块从一个产品的设计阶段到最终的产品投产以及下一代产品的分析这样一个全生命周期，我们都有做相应的支持和服务的工作。我们主要关注于产品的安全可靠性这块，我们的工作包括从电池电芯在设计、生产过程中对他的生产环节去进行一些测试或者对于认证的一些确认的工作。也包括从产品整体的设计，投产以后对于市场的一些消费者或者客户、供应商有一些相应的问题我们都会做相应的分析和检查工作。我今天分享的主题是关于储能系统的危害分析和风险分析，关于锂电池储能系统大家都知道他有一个最重要的问题就是锂电池存在一定的机遇会进入热失效的情况，可能会是一个小的事故或者是一个头条新闻一样的事故。归根结底是在电芯上出现失效，这个失效导致的原因可能是电芯内部存在着内短路的情况，而电芯的内短路的情形他造成的原因有可能是机械的原因，也可能是热学上的一些外部受热的情况，或者就是在电芯的生产乃至在电芯整个设计的过程中存在着一部分的没有考虑到的或者捉是生产工艺中出现了控制上的问题。从外部的角度来讲，因为锂电池本身而言存在着一定的工作区间，如果这个工作车间没有被妥善的控制并且确保他是在这个工作举荐里面进行工作的话，也会造成锂电池的失效的情况，包括比如说过充过放或者外短路之类的情况。这是我们之前参与过的一些储能系统里面出现失效以后的照片，经过分析以后原因多种多样，有可能是在电池包电芯上面的构造结构上出现了一些问题，或者有些可能是整个系统的走线上面存在着一定的问题，然后导致电池包的工作环境不安全。还有可能在逆变器这边的一些元件或者电路板上有相应的故障问题。整体来讲，整个设计出现了问题才导致了失效的情况。基于我们观察到的这些储能系统他出现的故障情况以及刚才有一些同行已经提到的储能系统确实他的起火被报道的或者不被报道的一些现象，有不少的国际的标准协会包括一些国家的监管部门他已经提出了一些要求，希望整个储能系统整体更加安全，而在这个要求里面其中有一条还是很关键的，他直接提出整个储能系统应该要做一个危害分析和风险分析的工作，也就是说希望在这个系统被投入使用甚至在整个开始搭建之前就应该要对整个系统可能存在着的那些故障的点以及应对措施以及在这些应对措施整个实施了以后还存在着怎么样的一个风险，这些风险的高低系数是怎样的，是不是可以接受，对这件 事情有了一个整体的把控。这里面有一个保准化，一个是 IEC 的 62933，UL9540，NFPA855，这只是几个例子，其实还有更多的。对于危害分析和风险分析指的具体是什么？具体来讲就是说对于一个系统人们去对他从设计到组装以及对运营的整个过程去分析他可能存在着潜在的那些危害是什么，这些危害对他发生的可能性，会造成的严重性来做出一个诊断，把他的风险进行排名，针对每一条风险看一下已经存在的应对措施是什么，以及可能会有真正更多的应对措施来应对这些危害，这样子得到一个整体的风险矩阵。右边这是一个比较典型的风险分析的图，不管他用的是哪种风险的手段，最终我们得到的都是严重性和可能性这样的一个二维矩阵，最严重的危害以及最可能发生的危害结合在一起的肯定是风险最高，最不严重的以及最不可能发生的结合在一起肯定是风险最低的情况。如果把整个系统每一种潜在的危害以及对应的风险进行相应的排名以后，对于整个系统的拥有者或者沉淀者来讲就可以去根据他的危险严重性以及可能性进行排名，然后去集中力量去解决风险最大的那些危害因子，从而整体来降低储能系统的风险性。这是一个简化的储能系的结构，基本上他会包括通信的模块，能量管理模块，进行保护的子系统，供电系统，辅助供电系统，主要最大块的就是电池的储能系统那块以及相应的能量转换的元件子系统，包括电池包，还有逆变器、整流器这些模块。对于每一个子系统所包含的每一个的元件，这是一个简单的列出，其实比较大的两块一个是保护系统，这块里面就有刚才提到的对于锂电池外部的一些保护，他会执行的一些控制功能，就是在保护的子系统里面，包括如何让锂电池在一定的温度区间工作以及他不要再超出允许的电流电压的范围进行工作之类的。假如当一些监控到的信息已经不在他的规格数以内是不是该进行一些切断或者报警之类的一些行为。另外一个比较大的就是储能系统的这部分，这块当然就包括了电池以及来去实施那些机电气的系统，我们整个储能系统还包括了空调、防火系统以及通信，甚至包括整个屋子的一些防震以及供水，这是一个比较复杂的系统。来做储能系统风险分析这件事情需要什么来开始做这件事情？我们肯定会需要到这个储能系统设计文档，不管是从选址、设计，比如他是一个单独的电池柜还是很多个电池柜组合在一起，他们之间是如何沟通的，这肯定是需要整个的设计。我们也需要知道在这个过程当中涉及到的比如电池的电芯，电池的模块，以及电池的一些相应的规格，来看电池电器本身区间设计是怎么样的。其次还想知道整个系统里面相关的空调系统、防火系统，采用的是什么样的产品，设计，应对的是怎样的一些情形，这些都需要知道。更多包括认证的一些资料以及测试的报告，包括像一些电池的 RACK 已经经过了一些测试，如果有哪些东西也是需要你要在风险评估里面需要重要考量到的一些文件。还有其他包括应急的一些文档，如果出现了起火或者冒烟的情况有没有一些应急文档，如果没有的话这些都是需要考量进来的。这里是从 EPRA 的报告里面拿到的，只是一个案例，他用的是 Botai 的分析方法，把是从威胁以及相应应对的防御以及可能会造成的危害，以及危害发生以后级防御是什么，以及最后造成的最终的一个后果是什么样子的，这是用来做风险分析的一种方法，我们之前也有见过有客户比较喜欢这种方法，如果缺失的话可以比较快的进行增补。举一个例子，这里面比如说讲到有一个危害，比如控制问题，控制的问题他可能会直接造成的一些威胁是什么，比如说我们知道整个储能系统控制是基于监控，他需要不停的去感知整个储能系统处在的状态，比如说电芯电压，电芯的温度，甚至包括整个环境温度，整个电流什么的。假如说这些控制或者感知出现问题以后，这些都是一些潜在的风险，那他会直接造成的危害就是出现了问题，当控制出现了问题，可以怎么样来应对？这里就是相应的一些应对的措施或者防御措施，他可能会有相应的 BMS 的控制，逆变器的一些控制，还有一些就是被动的电路保护系统，如果我们有一些主动的保护系统这样可以进行一些逆变器的切换，如果这些主动的保护系统出了故障以后我们是否存在一些被动的保护系统，比如说像保险丝或者其他的逆变器可以进行最终的切断可以防止事故变得更加的严重。还有一点没有提到的，其实对于主动的那些保护的元件，这里也可以通过去验证一下他们本身具有的功能安全的等级，如果是一个功能安全等级比较高的元件的话会发生主动元件失效的几率比较低一些，因为本身他在产品生产的过程中他需要满足一定的要求来达到一定的功能安全等级的判定。除了看文献就是检查所有的文档以外，还有需要看一下整个搭建过程，去看一下整个实施的具体情况是怎样的，因为在搭建储能系统我们会发现很多在看文件的时候没有发现的事情，比如组装过程，安装的时候是不是使用了一些正确的方式。比如我们曾经看到过有安装的工人他用了一个金属的扳手在那儿把所有的模块放到一起，这个肯定是马上看到就一定要叫停的问题，这是 非常危险的，而这些细节其实也在风险分析里面，而且他也是属于整个储能系统从有了设计到最终要运行的一个环节。最后，用风险分析能够识别系统里面存在的危害，并且进行风险分析是可以帮助降低整个储能系统会出现风险的一个概率，通过进行风险分析这一件事情，他可以帮我们去识别我们系统里面已经有了的一些防御措施，并且能够去找到或者采取更多的防御措施，整体降低整个系统存在的风险。以上就是我的分享，谢谢大家。李琼慧：谢谢胡博士的分享，上午十位演讲嘉宾的分享到此结束，感谢各位嘉宾坚持到现在，感谢上午十位嘉宾的精彩分享，相信大家一上午也会有所收获，下午一点半继续。（上午结束）