為助力中國儲能企業(yè)與國際接軌,同時致力于推動中國儲能產(chǎn)業(yè)機制的建立,實現(xiàn)儲能技術(shù)商業(yè)化,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟舉辦的“儲能國際峰會暨展覽會2018(ESIE 2018)”于2018年4月2-4日在北京國家會議中心舉行。北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院,技術(shù)委員會副主任陸超發(fā)表題為《分布式儲能優(yōu)化與控制技術(shù)》的演講,速記內(nèi)容如下:
大家下午好,非常高興有這個機會給大家匯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(shù)方面的內(nèi)容。其它關(guān)于應(yīng)用模式,一些商業(yè)政策這方面可能其它的專家介紹到。
部分鼓勵分布式儲能的建設(shè)與發(fā)展,國內(nèi)外有相關(guān)的配套,這是儲能發(fā)展非常重要的支點。當(dāng)然近這幾年儲能整體上來講各方面增多,這里面的文件大家很熟悉了,這里面涉及到分布式儲能,這里面包括分布式儲能的設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)化的運營管理,它的設(shè)備的建設(shè),后邊開放共享分布式的平臺,一直到它的示范項目等等,這些工作在推進過程當(dāng)中。
國外當(dāng)然也有相關(guān)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持,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(nèi)容,這里面我們列舉的不太全,這是供大家參考。
在這個基礎(chǔ)之上也有很多比較專業(yè)的機構(gòu),我下邊寫了一下報告的來源,他們做了一些預(yù)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(dāng)然有很大的發(fā)展,紫色是中國,也有一些較快的變化。還有儲能的預(yù)測,從一千多兆瓦相當(dāng)于三萬多兆瓦,相當(dāng)于30倍左右,是分布式儲能差不多,分布式儲能相對于集中式儲能也是一個快速發(fā)展的狀態(tài)。
國內(nèi)外也有分布式儲能產(chǎn)品和裝置,這里面也不全,我們了解范圍內(nèi)列了很少一部分在做。當(dāng)然在這個基礎(chǔ)上越來越做分布式儲能示范的項目,這里面有兩個,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(qū)儲能,右邊9個社區(qū)儲能,配上分布式光伏,整個小系統(tǒng)局部電網(wǎng)規(guī)模和用戶數(shù)。
第二個德州配合光伏的儲能項目,這個在今年完工,預(yù)計明年做示范幸運星。有集中式的儲能,商業(yè)的分布式儲能,也實現(xiàn)分布式能量管控的中心,這是它的能量管控系統(tǒng)主要架構(gòu),包括了從系統(tǒng)級的應(yīng)用,包括配網(wǎng)級的控制,一直到裝置級控制的部分。左邊藍(lán)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(fā)展,要起步一個非常重要的階段,各方面的政策和示范項目都在快速進展過程當(dāng)中。在這個方面,我們課題組就是院士領(lǐng)導(dǎo)下做了很多的工作,相關(guān)的領(lǐng)域做了一些基礎(chǔ)。這個是我們做儲能大的矩陣,這里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?焖俚模姓{(diào)頻的控制,調(diào)壓的。還有很長時間,幾個小時的削峰填谷的模式。有功能型的應(yīng)用,也有適用性的,這個涉及到儲能本身的,也涉及到電網(wǎng)的需求,是兩部分綜合考慮的內(nèi)容。
我自己的課題組近這20年在電力電子以及電網(wǎng)分析控制這方面取得一定的成果,在電網(wǎng)分析控制這十年得了三個國家進步獎,還有國家發(fā)明獎,涉及到大量電力電子裝置,接入了電力系統(tǒng)產(chǎn)生了新的系統(tǒng)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(yīng)用非常多的這樣一個場景。我們課題組應(yīng)該是從20多年前做20兆,一直到50兆,一直到200兆的,應(yīng)該包括國內(nèi)和國外標(biāo)志性的成果,也得了國家的科技進步獎。以我們?yōu)榛A(chǔ),發(fā)展出來了電力電子業(yè)務(wù)部門。
我們儲能跟上面有關(guān)系,這是南網(wǎng)寶清五電池儲能占很熟悉,前后幾期參與不同的工作,包括期的PCS,包括后邊863項目,負(fù)責(zé)了BMS,整個系統(tǒng)級的監(jiān)控系統(tǒng)。在這里面重點介紹一下里面的監(jiān)控,這是我們當(dāng)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(guān)于它的應(yīng)用功能的設(shè)計。還有在現(xiàn)場的應(yīng)用,左邊這幾個相當(dāng)于示范工程做了測試,右邊這四個做了實驗,由于沒有風(fēng)電沒有做真正現(xiàn)場的測試,當(dāng)然在系統(tǒng)里面做了實現(xiàn)。這個是跟北京四方做得監(jiān)控系統(tǒng),它的模塊接入到削峰填谷平臺上。
我們從數(shù)據(jù)庫開始到后面界面做了完整的系統(tǒng),也在BMS做了工作,是均衡的部分,對這里面上萬節(jié)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(chǔ),我們針對分布式儲能,我們做得重點還是在監(jiān)測和控制技術(shù)這方面的內(nèi)容,不是針對它的電池本身,或者電池管理的這一部分。這一部分相對于分布式儲能有靈活優(yōu)勢,接近配網(wǎng),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(yōu)化就可以了。但是分布式布很多點,每個點算什么位置,多少容量。它這里面的角色變量就比較多了,除了考慮跟電網(wǎng)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。
這里面以簡單的削峰填谷為例,給大家匯報一下關(guān)于容量的優(yōu)化和實時控制一些思路。在這里面分布式儲能考慮這樣一個局部網(wǎng)絡(luò),它的一個潮流分布的問題,這是集中控制里面不需要考慮的問題。這里面涉及了專門約束條件,包括優(yōu)化方法,也針對一些標(biāo)準(zhǔn)的試系統(tǒng),結(jié)合配電網(wǎng)做了算力,配置結(jié)果比較偏向于線路的末端去做。相對于保持同樣的成本上,削峰填谷的效果提高7%左右的樣子,跟它的負(fù)荷分布有一定的關(guān)系。
第二點,分布式控制,實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。這里面涉及了集中式和分布式的結(jié)合的結(jié)構(gòu),一個主站對無數(shù)個子站顯然不現(xiàn)實,如果用大量的通信負(fù)擔(dān)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(yōu)化。我們做了一些研究性的工作,包括下邊自己協(xié)調(diào)的過程,得到快速比較好的收斂的過程。
后給大家做一個小廣告,安利我們的小產(chǎn)品。北京智中研究院是清華入駐的高儲能的資產(chǎn),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(xì)展開說了,非常感謝大家。
以上發(fā)言未經(jīng)嘉賓審核發(fā)布。