北京智中能源互聯網研究院技術委員會副主任 陸超
4月2-4日, '儲能國際峰會暨展覽會2018(ESIE 2018)' 在北京國家會議中心舉行. 北京智中能源互聯網研究院技術委員會副主任陸超在主題論壇上做演講. 以下是演講詳情:
北京智中能源互聯網研究院技術委員會副主任陸超:
大家下午好, 非常高興有這個機會給大家彙報一下我們在這個方面的工作, 我本人也在清華工作, 所以我的報告可能更多是講的一些技術方面的內容. 其它關於應用模式, 一些商業政策這方面可能其它的專家介紹到.
第一部分鼓勵分布式儲能的建設與發展, 國內外有相關的配套, 這是儲能發展非常重要的支點. 當然最近這幾年儲能整體上來講各方面增多, 這裡面的檔案大家很熟悉了, 這裡面涉及到分布式儲能, 這裡麵包括分布式儲能的設施, 網路化的運營管理, 它的設備的建設, 後邊開放共用分布式的平台, 一直到它的示範項目等等, 這些工作在推進過程當中.
國外當然也有相關很多政策, 美國這方面還是比較多的, 加州有一系列的政策在支援, 從2011年開始一直到2017年, 一系列做鼓勵. 其它地方也有一些內容, 這裡面我們列舉的不太全, 這是供大家參考.
在這個基礎之上也有很多比較專業的機構, 我下邊寫了一下報告的來源, 他們做了一些預測, 這個是分布式儲能, 2017年到2026年大概十年漲30倍, 從600兆瓦到1.9萬兆瓦這樣一個容量, 當然有很大的發展, 紫色是中國, 也有一些較快的變化. 還有儲能的預測, 從一千多兆瓦相當於三萬多兆瓦, 相當於30倍左右, 是分布式儲能差不多, 分布式儲能相對於集中式儲能也是一個快速發展的狀態.
國內外也有分布式儲能產品和裝置, 這裡面也不全, 我們了解範圍內列了很少一部分在做. 當然在這個基礎上越來越做分布式儲能示範的項目, 這裡面有兩個, 第一個, 2014年完成了DTE Energy, 裝了25-50千瓦的儲能, 也建立了分布式儲能, 也建立容量管控中心. 還有8個社區儲能, 右邊9個社區儲能, 配上分布式光伏, 整個小系統局部電網規模和用戶數.
第二個德州配合光伏的儲能項目, 這個在今年完工, 預計明年做示範幸運星. 有集中式的儲能, 商業的分布式儲能, 也實現分布式能量管控的中心, 這是它的能量管控系統主要架構, 包括了從系統級的應用, 包括配網級的控制, 一直到裝置級控制的部分. 左邊藍色是集中的, 右邊是分布式的功能, 這是主要控制的功能. 下邊列了主要的資料來源, 大家感興趣可以從資料來源具體去查.
前面是大概的情況, 分布式儲能快速發展, 要起步一個非常重要的階段, 各方面的政策和示範項目都在快速進展過程當中. 在這個方面, 我們課題組就是院士領導下做了很多的工作, 相關的領域做了一些基礎. 這個是我們做儲能大的矩陣, 這裡面列的儲能各種的功能, 兩兩組合, 如果那這兩個功能組合的很少, 哪些是好, 哪些是不行的. 正因為儲能涉及到控制功能, 功能非常多, 時間尺度完全不一樣的, 非常快速的, 有調頻的控制, 調壓的. 還有很長時間, 幾個小時的削峰填穀的模式. 有功能型的應用, 也有適用性的, 這個涉及到儲能本身的, 也涉及到電網的需求, 是兩部分綜合考慮的內容.
我自己的課題組最近這20年在電力電子以及電網分析控制這方面取得一定的成果, 在電網分析控制這十年得了三個國家進步獎, 還有國家發明獎, 涉及到大量電力電子裝置, 接入了電力系統產生了新的系統控制問題, 如何去解決.
在電力電子儲能涉及到變流器, 電力電子應用非常多的這樣一個場景. 我們課題組應該是從20多年前做20兆, 一直到50兆, 一直到200兆的, 應該包括國內和國外標誌性的成果, 也得了國家的科技進步獎. 以我們為基礎, 發展出來了電力電子業務部門.
我們儲能跟上面有關係, 這是南網寶清五電池儲能占很熟悉, 前後幾期參與不同的工作, 包括第一期的PCS, 包括後邊863項目, 負責了BMS, 整個系統級的監控系統. 在這裡面重點介紹一下裡面的監控, 這是我們當時做得一些, 這大概可能有五六年前的時候, 做得一個綜合的關於它的應用功能的設計. 還有在現場的應用, 左邊這幾個相當於示範工程做了測試, 右邊這四個做了實驗, 由於沒有風電沒有做真正現場的測試, 當然在系統裡面做了實現. 這個是跟北京四方做得監控系統, 它的模組接入到削峰填穀平台上.
我們從資料庫開始到後面界面做了完整的系統, 也在BMS做了工作, 是均衡的部分, 對這裡面上萬節電池, 一直到電堆的控制, 還有做得均衡裝置, 各方面效果都不錯.
具體到以上面的工作為基礎, 我們針對分布式儲能, 我們做得重點還是在監測和控制技術這方面的內容, 不是針對它的電池本身, 或者電池管理的這一部分. 這一部分相對於分布式儲能有靈活優勢, 接近配網, 更接近用戶等等, 有很多的好處. 但是它也會帶來難點, 首先就是說, 比如集中式儲能我們做配置算它一個地方優化就可以了. 但是分布式布很多點, 每個點算什麼位置, 多少容量. 它這裡面的角色變數就比較多了, 除了考慮跟電網的影響, 還要考慮儲能不同之間的影響, 這是一個很麻煩的事情.
這裡面以簡單的削峰填穀為例, 給大家彙報一下關於容量的優化和即時控制一些思路. 在這裡面分布式儲能考慮這樣一個局部網路, 它的一個潮流分布的問題, 這是集中控制裡面不需要考慮的問題. 這裡面涉及了專門約束條件, 包括優化方法, 也針對一些標準的試系統, 結合配電網做了算力, 配置結果比較偏向於線路的末端去做. 相對於保持同樣的成本上, 削峰填穀的效果提高7%左右的樣子, 跟它的負荷分布有一定的關係.
第二點, 分布式控制, 即時控制跟分布式控制也有差距, 考慮通信延時的考慮, 還有分布式的影響. 這裡面涉及了集中式和分布式的結合的結構, 一個主站對無數個子站顯然不現實, 如果用大量的通信負擔又受不了, 涉及了集中的辦法, 上層做集中的布置, 上層保持很好的通信情況下, 做一個分散不局部的優化. 我們做了一些研究性的工作, 包括下邊自己協調的過程, 得到快速比較好的收斂的過程.
最後給大家做一個小廣告, 安利我們的小產品. 北京智中研究院是清華入駐的高儲能的資產, 利用剛才我們講的分布式的儲能裝置間相互影響, 來做它的控制. 具體的一些界面不詳細展開說了, 非常感謝大家.