今年的政府工作報(bào)告提出“支持基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究”。中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)金力代表表示,“一些面向應(yīng)用導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究還沒(méi)有真正圍繞應(yīng)用需求,解決不了實(shí)踐問(wèn)題。真正的原始創(chuàng)新來(lái)自基礎(chǔ)研究,要夯實(shí)科技自立自強(qiáng)根基,實(shí)現(xiàn)全面超越,就要在自己家的院子種自己的樹(shù),這樣才能源源不斷結(jié)出自己的果子。我們要以‘提出好問(wèn)題,解決好問(wèn)題’為導(dǎo)向,鼓勵(lì)研究者更多地投入原始創(chuàng)新。”
在未來(lái)科學(xué)城能源谷,就有這么一支技術(shù)團(tuán)隊(duì),他們瞄準(zhǔn)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)儲(chǔ)能,錨定傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能中存在的系統(tǒng)安全、技術(shù)指標(biāo)、管理運(yùn)維等要害問(wèn)題,潛心鉆研“自己家的樹(shù)如何種”,在“自家樹(shù)”上收獲了“源源不斷的果實(shí)”。他們就是中國(guó)華能清潔能源技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱華能清能院)儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)。
從2014年開(kāi)始,華能清能院儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)就決心要自己突破傳統(tǒng)集中式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸。為了給這個(gè)問(wèn)題交出原創(chuàng)的答卷,把科研問(wèn)題轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能領(lǐng)域的自主突破和技術(shù)優(yōu)勢(shì),華能清能院儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)壓根從沒(méi)想過(guò)在別人的框架下做跟蹤型、驗(yàn)證型研究,而是以傳統(tǒng)儲(chǔ)能中出現(xiàn)的問(wèn)題為導(dǎo)向,從最基礎(chǔ)的應(yīng)用研究開(kāi)始,進(jìn)行了八年持續(xù)攻關(guān),在儲(chǔ)能行業(yè)首創(chuàng)分散式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)。
傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能采用多電池簇并聯(lián)架構(gòu),存在各簇出力不均、超倍率運(yùn)行、“木桶效應(yīng)”、并聯(lián)環(huán)流等問(wèn)題,系統(tǒng)安全問(wèn)題突出、技術(shù)指標(biāo)差、運(yùn)維難度高。
儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)就從 提高電池儲(chǔ)能系統(tǒng)管控的精細(xì)化、智能化程度 入手,成功實(shí)現(xiàn)了單電池簇精細(xì)化獨(dú)立管控,解決了簇間并聯(lián)失配、環(huán)流及其帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)和損耗問(wèn)題,突破了電池簇并聯(lián)“木桶效應(yīng)”對(duì)可用容量的制約。引領(lǐng)了規(guī)模化電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)安全、智能、可持續(xù)發(fā)展,正逐漸成為行業(yè)主流技術(shù)方向。
同時(shí),華能清能院圍繞自主研發(fā)的精細(xì)化分散式控制技術(shù),陸續(xù)開(kāi)發(fā)了電池管理系統(tǒng)(BMS)、模塊化儲(chǔ)能變流器(PCS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)等關(guān)鍵儲(chǔ)能產(chǎn)品。針對(duì)目前工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中BMS、PCS和EMS出現(xiàn)的問(wèn)題,又提出了基于自主研制BMS、PCS和EMS基礎(chǔ)上的儲(chǔ)能電站一體化管控系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能3S控制系統(tǒng)的融合,形成分工明確、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的儲(chǔ)能電站管控系統(tǒng)。
華能清能院基于自主研發(fā)的關(guān)鍵軟硬件設(shè)備,逐步形成了具有高功率密度、高效率、高可靠性的智能化精細(xì)化分散控制大容量電池儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)體系,研究成果獲得2022年中國(guó)能源研究會(huì)技術(shù)創(chuàng)新一等獎(jiǎng)。
相關(guān)技術(shù)成果先后在新能源配儲(chǔ)和獨(dú)立儲(chǔ)能電站等數(shù)十個(gè)工程項(xiàng)目上成功推廣應(yīng)用,其中包括2021年12月29日正式投運(yùn)的由華能清能院自主研發(fā)的全球首座百兆瓦級(jí)分散式獨(dú)立儲(chǔ)能電站——山東濟(jì)南黃臺(tái)100MW/200MWh電池儲(chǔ)能電站。
去年末,該儲(chǔ)能電站完成并網(wǎng)性能測(cè)試工作,效率最高達(dá)87.8%,創(chuàng)造了電化學(xué)儲(chǔ)能電站效率新高。截至2022年底,華能清能院電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成業(yè)績(jī)達(dá)1.6GWh。
儲(chǔ)能電站看起來(lái)就像一個(gè)個(gè)大號(hào)的“充電寶”,身材大容量更大。以黃臺(tái)儲(chǔ)能電站為例,一次性充電可達(dá)21.2萬(wàn)千瓦時(shí),年可增加新能源消納電量一億千瓦時(shí),滿足三萬(wàn)戶家庭一年用電需求。三萬(wàn)戶大概是八萬(wàn)人,一億千瓦時(shí)的電可以滿足近八萬(wàn)人家里一年的用電需求,能源谷核心區(qū)規(guī)劃常住人口是四萬(wàn)人,也就是說(shuō)這些電量能夠供應(yīng)兩個(gè)未來(lái)科學(xué)城能源谷核心區(qū)居民一年的用電!如果想了解“充電寶”內(nèi)部的奧秘, 點(diǎn)擊觀看下方能源谷Vlog視頻,華能清能院清華美女博士帶你解碼大號(hào)“充電寶”!
華能清能院儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)收獲的不只有成果,還有人才的成長(zhǎng)。從最初的不到10人,到現(xiàn)在的近50人,研發(fā)團(tuán)隊(duì)人員由清華、北大、浙大等國(guó)內(nèi)一流高校博士組成,專業(yè)領(lǐng)域覆蓋廣,已構(gòu)建電芯—模組—電池簇—直流儲(chǔ)能艙、電力電子變換、電氣系統(tǒng)、儲(chǔ)能控制系統(tǒng)全方位的技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)體系。
這種以實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向、聚焦基礎(chǔ)研究的技術(shù)創(chuàng)新思維既像燈塔,照亮了人才前進(jìn)的方向,又像磁石,牢牢吸引著團(tuán)隊(duì)深深扎根華能清能院,在未來(lái)科學(xué)城能源谷不斷成長(zhǎng)。華能清能院也已經(jīng)成為未來(lái)科學(xué)城能源谷的一張靚麗名片,有力支撐國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略,助力國(guó)家能源轉(zhuǎn)型發(fā)展。
原標(biāo)題:華能清能院八年書(shū)寫(xiě)電池儲(chǔ)能自主創(chuàng)新答卷