火熱的儲(chǔ)能行業(yè)創(chuàng)新涌動(dòng)。
在電芯層級(jí)，基于大容量的電芯此起彼伏；在系統(tǒng)層級(jí)，基于電芯、PCS、綜合算法，以及與電網(wǎng)、光伏等協(xié)同形成內(nèi)化兩大進(jìn)化方向。
以近日的上海SNEC展為例，在內(nèi)部進(jìn)化方向，寧德時(shí)代推出新型光儲(chǔ)融合方案，利用耐高溫石墨負(fù)極，實(shí)現(xiàn)高溫電芯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)0輔源、自加熱技術(shù)的儲(chǔ)能系統(tǒng)；比亞迪推出“刀芯配儲(chǔ)”，即搭載刀片電池的比亞迪魔方；天合儲(chǔ)能亦推出搭載高溫電池的無空調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)；蜂巢能源推出短刀電芯儲(chǔ)能系統(tǒng)……
而在外部進(jìn)化方向，陽光電源、華為等推出光儲(chǔ)融合方案；陽光電源、遠(yuǎn)景能源、南瑞繼保、海博思創(chuàng)等推出構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)。
高工儲(chǔ)能分析認(rèn)為，從寧德時(shí)代、比亞迪、陽光電源、天合儲(chǔ)能、華為、蜂巢能源等的一系列企業(yè)創(chuàng)新步伐來看，儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域 “內(nèi)外進(jìn)化”趨勢明顯，并已經(jīng)形成了不同系統(tǒng)解決方案。
所謂內(nèi)外進(jìn)化中的“內(nèi)”，是指儲(chǔ)能系統(tǒng)從內(nèi)部開始優(yōu)化，比如電芯、PCS、軟件算法等不斷創(chuàng)新，從而形成更優(yōu)的系統(tǒng)；而“外”則是指儲(chǔ)能系統(tǒng)加速與電網(wǎng)、光伏耦合，形成構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、光儲(chǔ)融合方案，從而加碼儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化、迭代。
內(nèi)部：儲(chǔ)能系統(tǒng)電芯、PCS、算法進(jìn)化
內(nèi)部進(jìn)化，是儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化的重要方式。
當(dāng)前，儲(chǔ)能系統(tǒng)因入局者龐雜，在技術(shù)進(jìn)化方向亦表現(xiàn)極大的“領(lǐng)域特性”。
首先，具備電芯能力的系統(tǒng)集成玩家，開始聚焦電芯材料或者電芯結(jié)構(gòu)，形成更優(yōu)的方向。
在電芯材料迭代方面，寧德時(shí)代、天合儲(chǔ)能以高溫電池主導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)的革新。
5月24日，寧德時(shí)代發(fā)布全球首個(gè)零輔源光儲(chǔ)融合解決方案，光與儲(chǔ)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)功率控制，保障電力平滑輸出，同時(shí)充放電效率提升10%。該光儲(chǔ)融合系統(tǒng)通過高溫電芯技術(shù)結(jié)合自加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自主控溫，無懼寒暑，無需冷卻系統(tǒng)及外部輔助電源，擺脫儲(chǔ)能電池對(duì)輔助電源的依賴。
寧德時(shí)代高溫電芯技術(shù)采用耐高溫石墨負(fù)極材料及特質(zhì)的電解液配方，電芯在超過35°C的條件下依然保持良好的衰減特性。
在儲(chǔ)能電柜模塊，寧德時(shí)代配備了首款長壽命高溫電芯，系統(tǒng)循環(huán)壽命可達(dá)15000次。在光儲(chǔ)變流器模塊，寧德時(shí)代為每一個(gè)組串式光儲(chǔ)變流器都配備了儲(chǔ)能電池，對(duì)光伏組件輸出功率進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
寧德時(shí)代還首創(chuàng)本地能量管理系統(tǒng)（Local EMS），搭載于每一個(gè)組串式光儲(chǔ)變流器中，一方面可實(shí)時(shí)與上層管理系統(tǒng)通訊，另一方面可實(shí)時(shí)識(shí)別儲(chǔ)能電池能量分配需求，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)，輸出功率“零”偏差。
另一個(gè)重磅玩家——天合儲(chǔ)能亦在此期間對(duì)外推出搭載高溫電池的無空調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
天合儲(chǔ)能將圍繞高溫鋰電材料體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、均溫控制重新設(shè)計(jì)。在電池開發(fā)上，天合儲(chǔ)能開發(fā)出耐高溫鋰電池；在系統(tǒng)方面，持續(xù)優(yōu)化大型儲(chǔ)能的倉體結(jié)構(gòu)，比如打造通風(fēng)效果良好的全通暢系統(tǒng)。
寧德時(shí)代、天合儲(chǔ)能的無空調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)，核心均在與電芯，試圖從電芯角度定義系統(tǒng)，為項(xiàng)目建設(shè)提供更具價(jià)值更安全的儲(chǔ)能產(chǎn)品，助力實(shí)現(xiàn)電力在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)的穩(wěn)定運(yùn)行。
除了電芯材料變革外，亦有從結(jié)構(gòu)尺寸來主導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)化。
該路線主要以比亞迪、蜂巢能源等為例，刀片工藝等亦將重新“定義”儲(chǔ)能系統(tǒng)。
5月24日，比亞迪推出首款集成刀片電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)“比亞迪魔方”。
據(jù)悉，比亞迪魔方無模組、無PACK、直接集成到系統(tǒng)，可降低約36%的零部件數(shù)量，提升約98%的空間利用率，加大約30%的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同時(shí)，可通過靈活組合，適用于工商業(yè)儲(chǔ)能、電站級(jí)儲(chǔ)能等應(yīng)用場景。
5月24日，蜂巢能源發(fā)布了儲(chǔ)能專用場景的系列短刀電池，包括L500型325Ah電力儲(chǔ)能專用電芯、L600型124Ah工商業(yè)儲(chǔ)能專用電芯、L600型168Ah家庭儲(chǔ)能專用電芯等系列產(chǎn)品。在系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，蜂巢能源基于短刀電池推出系統(tǒng)方案。以電力儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，與傳統(tǒng)VDA儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，325Ah儲(chǔ)能專用電芯基于短刀電芯結(jié)構(gòu)，采用LCTP技術(shù)，Pack零部件減少15%，Rack動(dòng)力連接件減少50%，從而降低系統(tǒng)成本。
其次，除了電芯層級(jí)的技術(shù)優(yōu)化，PCS層級(jí)是在不斷優(yōu)化，形成具備綜合控制能力的系統(tǒng)。
PCS決定了電能轉(zhuǎn)換的質(zhì)量與系統(tǒng)的效率。PCS玩家相繼推出組串式、集散式、高壓級(jí)聯(lián)式、模塊化、集中式解決方案。
不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的容量可利用率也不相同。當(dāng)前，盛弘電氣、上海電氣等入局了模塊化儲(chǔ)能變流器;而智光儲(chǔ)能、新風(fēng)光、易事特等推出了高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能變流器。
而表現(xiàn)到儲(chǔ)能系統(tǒng)，亦出現(xiàn)了上述幾種系統(tǒng)分化。隨著市場中300Ah以上的儲(chǔ)能電池陸續(xù)推出，以及變流器單體功率即將突破4MW，更高容量電池和更高功率的PCS正在同步進(jìn)化，形成綜合的系統(tǒng)解決方案。
再次，從電池運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、系統(tǒng)的協(xié)同控制、加與電網(wǎng)的協(xié)同互動(dòng)能力來獲取輔助服務(wù)收益，數(shù)字化、智能化技術(shù)逐漸上升為重要基礎(chǔ)。
海博思創(chuàng)認(rèn)為，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成不只是簡單連接和電芯堆疊，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成的過程本身就是一個(gè)數(shù)字化貫穿的過程。數(shù)智化技術(shù)無論是在電池狀態(tài)監(jiān)控，還是電力交易的策略設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)預(yù)測方面均十分關(guān)鍵。
尤其，當(dāng)未來儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行周期動(dòng)輒20年，對(duì)能量管理、電池一致性管理的要求就越高。這就需要通過智能化控制技術(shù)，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部多單元功率出力分配策略的精準(zhǔn)性，以此減少不同單元之間電池SOX的差異，進(jìn)而提升系統(tǒng)的容量可利用率。
海博思創(chuàng)在產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)迭代、項(xiàng)目管理、質(zhì)量追溯展開全生命周期數(shù)據(jù)跟蹤，將在未來的電力交易、碳交易的過程中起到關(guān)鍵作用。
遠(yuǎn)景能源打造了EnOS智能物聯(lián)操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全管理、功率預(yù)測、電力交易等功能，更好應(yīng)對(duì)國際項(xiàng)目更嚴(yán)苛的要求和更多變的環(huán)境。“智能物聯(lián)操作系統(tǒng)EnOS，可解決能源協(xié)同的挑戰(zhàn)，目前接入的全球資產(chǎn)已經(jīng)超過了400GW。”遠(yuǎn)景能源創(chuàng)始人張雷曾表示。
而陽光電源儲(chǔ)能系統(tǒng)采用站級(jí)調(diào)度群控技術(shù)，能量管理系統(tǒng)（EMS）的 POD 控制器基于采集 PCC 功率和頻率信息。當(dāng)檢測頻率超閾值范圍時(shí)，基于功率微分計(jì)算量進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，并進(jìn)行通訊延時(shí)和響應(yīng)延時(shí)的補(bǔ)償校正，輸出阻尼功率，儲(chǔ)能系統(tǒng)響應(yīng)阻尼功率的指令疊加，可在 3~5 個(gè)周波內(nèi)抑制0.15-2.5Hz低頻功率振蕩。
上述案例的功能，均有賴于儲(chǔ)能數(shù)字化、智能化的實(shí)現(xiàn)。
外部：電網(wǎng)耦合、光伏融合
隨著光伏發(fā)電成為主流，向著光儲(chǔ)融合、電網(wǎng)耦合發(fā)展。未來，零碳工廠、零碳建筑、零碳園區(qū)、零碳城市也將成為現(xiàn)實(shí)。
首先，眾多系統(tǒng)集成商開始關(guān)注與光伏的融合，推出光儲(chǔ)融合方案。陽光電源、華為、天合儲(chǔ)能、寧德時(shí)代等均在在光儲(chǔ)融合領(lǐng)域推出針對(duì)性方案。
以陽光電源為例，陽光電源在SNEC上展出了光伏、儲(chǔ)能、充電、氫能、運(yùn)維管理等全域產(chǎn)品，及“光儲(chǔ)充氫維”全域融合能力，覆蓋能源基地、零碳園區(qū)、零碳家庭全場景。
陽光電源還推出“1+∞全屋綠電解決方案”，圍繞逆變技術(shù)核心，在業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)全棧自研的“光儲(chǔ)充優(yōu)云”系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品組合，打造一站式系統(tǒng)解決方案和服務(wù)。
無獨(dú)有偶，華為也提出了全場景智能光儲(chǔ)解決方案，包括清潔能源基地、工商業(yè)、戶用三大應(yīng)用場景最前沿的解決方案和全球成功應(yīng)用實(shí)踐。
在清潔能源基地打造方面，華為創(chuàng)新提出了“三個(gè)融合”理念，即通過電力電子技術(shù)與數(shù)字技術(shù)融合、光儲(chǔ)融合、能量流與信息流融合，與生態(tài)伙伴攜手打造穩(wěn)定并網(wǎng)、極致安全、智能運(yùn)維、更高收益的新型清潔能源基地解決方案。華為推出光伏和儲(chǔ)能系統(tǒng)智能協(xié)同控制，可有效保障在離網(wǎng)狀態(tài)時(shí)2:1高光儲(chǔ)比穩(wěn)定運(yùn)行；同等儲(chǔ)能配置下，更高的光伏比例，有利于降低系統(tǒng)度電成本30%。
其次，伴隨更高比例可再生資源的接入，掌握關(guān)鍵電網(wǎng)技術(shù)，促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)有效參與電網(wǎng)調(diào)度與輔助服務(wù)。
當(dāng)前，國內(nèi)風(fēng)、光能源大基地、大水電、大核電等集約化開發(fā)主要集中在西南、西北、東北、華北地區(qū)，電力負(fù)荷中心主要集中在中東部地區(qū)，以特高壓為骨干網(wǎng)架的大容量、遠(yuǎn)距離能源輸送大通道建設(shè)全面加速，不斷深化“西電東送”、擴(kuò)大“北電南送”的能源配置格局。中國能源生產(chǎn)、消費(fèi)呈現(xiàn)逆向分布等特征逐漸明顯。
全球能源加速轉(zhuǎn)型背景下，高比例可再生能源接入、高比例電力電子設(shè)備接入、高比例特高壓直流輸電的“三高”態(tài)勢逐漸凸顯，對(duì)新型電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提出更大挑戰(zhàn)
電網(wǎng)的交互能力也決定著儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的性能表現(xiàn)。眾多系統(tǒng)集成商表示，參與到電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)壓、調(diào)峰以及慣量支撐等調(diào)節(jié)工作才是儲(chǔ)能系統(tǒng)核心價(jià)值所在，這就需要企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)電力系統(tǒng)、電網(wǎng)的需求有著深刻的理解，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能得到重視。
陽光電源認(rèn)為，在“三高”背景下，儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備多次連續(xù)高低穿構(gòu)建能力，這也是下一代并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求趨勢。當(dāng)前，GB/T 34120、GB/T 36547 等多個(gè)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求電壓故障穿越期間的無功響應(yīng)時(shí)間為30ms。并網(wǎng)點(diǎn)電壓因短路等導(dǎo)致跌落、大負(fù)荷擾動(dòng)導(dǎo)致過壓時(shí)，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)保持并網(wǎng)，并向電網(wǎng)提供無功功率支持電網(wǎng)恢復(fù)，“穿越”故障區(qū)域。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能自西藏首提“強(qiáng)配”后，正在加快走進(jìn)儲(chǔ)能領(lǐng)域。
事實(shí)上，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)不僅提高系統(tǒng)自身能力，還可以提高儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電力輔助服務(wù)市場的能力、提高儲(chǔ)能電站的經(jīng)濟(jì)收益，不斷優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)內(nèi)核。
結(jié)語
當(dāng)前儲(chǔ)能正走向規(guī)?；l(fā)展初期。儲(chǔ)能系統(tǒng)是直面業(yè)主的終端。面對(duì)大比例可再生能源接入電網(wǎng)、光儲(chǔ)同壽等一系列發(fā)展需求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的門檻越來越高，基于儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)化也將愈演愈烈，儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案也將不斷得到優(yōu)化，儲(chǔ)能系統(tǒng)之戰(zhàn)已經(jīng)全面開啟。不過，究竟是哪種進(jìn)化或哪些進(jìn)化會(huì)獲得市場認(rèn)可，時(shí)間會(huì)給一個(gè)答案。
您覺得哪種儲(chǔ)能系統(tǒng)“打法”最有市場前景，歡迎留言。
7月6-7日，高工儲(chǔ)能、高工產(chǎn)業(yè)研究院將在常州舉行2023高工儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)峰會(huì)，峰會(huì)主題為“迎接儲(chǔ)能市場化大時(shí)代”，將邀請300+上下游企業(yè)、800+產(chǎn)業(yè)鏈嘉賓參會(huì)，屆時(shí)天合儲(chǔ)能、海辰儲(chǔ)能、華自科技、陽光電源、比亞迪儲(chǔ)能、華為數(shù)字能源、海博思創(chuàng)、億緯儲(chǔ)能、科華數(shù)能、南瑞繼保、索英電氣、益佳通、同飛股份、中天儲(chǔ)能、思客琦、大族鋰電智能裝備、采日能源等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將圍繞儲(chǔ)能發(fā)展痛點(diǎn)、產(chǎn)品方略等展開深入研討，助力行業(yè)厘清發(fā)展脈絡(luò)，加快進(jìn)入儲(chǔ)能市場化大時(shí)代。
原標(biāo)題：內(nèi)外進(jìn)化 儲(chǔ)能系統(tǒng)的N種“打法”
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