华为数字能源智能光伏业务副总裁张先淼：新型电力系统中储能系统的挑战和创新
发布日期：2022/6/24
2022年6月23日，储能百家讲堂第85期公益系列课上线，华为数字能源技术有限公司智能光伏业务副总裁、商用电站业务总经理张先淼面向储能上下游企业、行业专家、研究院所，以及从事电网规划、建设、能源服务、新能源开发、工商业微网建设、售电领域、能源互联网、综合能源服务以及节能改造相关从业人员等，就当前新型电力系统中储能系统面临的挑战和创新进行了主题分享。
新型电力系统对储能的要求
张先淼表示，双碳政策与国际形势的变化，使新能源渗透率快速提高，高比例新能源愈发挑战传统电网的运行逻辑，电网运行压力加剧。同时，调峰调频的叠加带来了电网安全稳定等问题，新能源的接纳程度受限。
目前，碳中和的关键是构建以新能源为主体的新型电力系统，其具有高比例可再生能源、高比例电力电子装备、高度数字化、高度智能化等四高特征，电化学储能将成为十四五期间电力系统的关键调节资源。
储能系统的问题和挑战
储能作为清洁发电网络的重要组成部分，在发电、输电、配电和用电等环节中发挥不可替代的作用，并作为调峰调频的重要资源，在构建以新能源为主体的新型电力系统中，储能将起到"蓄水池"和"电网调节器、稳定器"的作用，由此对储能系统的要求日趋严格，储能的大规模应用面临着重重挑战。如：在弱支撑电网环境中，如架构与控制不当，储能有益作用可能会被抵消；传统储能功率冗余能力弱，无法持续恒定功率输出，无法满足调频要求；传统储能系统电池串并联失配影响可用容量，调峰能力不足，短木板效应影响充放电能力；电池系统故障、外部极端环境等内外部多重因素诱发电池热失控等等。
储能系统创新探讨
华为以积累了超十年的储能系统研发经验和独特的智能组串式储能架构，将数字技术、电力电子技术与储能技术深度融合，用数字化和电力电子技术的可控性解决锂电池的不一致性，可灵活应用于调峰、调频场景，打造更优储电成本、更高收益的智能组串式储能解决方案。应用“光伏+储能”，稳态与暂态特性逐步对标同步机特性，构成光伏发电机方案。
01 更高放电
充放电过程中，电池差异易造成失配，木桶效应影响放电能力。华为智能组串式储能的一包一优化实现电池包独立充放，避免串联失配；一簇一管理可规避并联失配及环流风险，系统充放电量提升15%，相同放电能力，初始配置容量可降低15%；分布式温控使每簇独立散热，在0.5C工况下将集装箱内温差控制在3℃以内，电池寿命延长50%；结合模块化设计保障系统高效可靠，LCOS降低20%，带来更可观的收益。
02 安全可靠
安全是储能规模发展的基石。华为通过精细化管理融合多重软硬件安全设计，融合电化学、散热、电力电子、数字化技术、安全设计等，聚焦储能系统端到端安全设计，具备四级主动关断+两级被动保护，实现储能系统的主动预警，全面保障系统安全。
03 极简运维
在电站运行时，电池包失配加剧，影响放电能力，传统方案需定期停机，通过人工SOC标定避免失配；而华为独创的一包一优化设计，主动调节SOC差异，无需停机标定，仅需定期目检。电池包故障时，免专家上站调节备件SOC，备件即换即用，大幅节省运维成本；且电池包预置安装在集装箱内，重量小于30吨，支持在板运输，无需现场搬运。
04 调峰调频
在集中式储能场景中，1000+电芯直接串并联导致可用容量低，补电时需额外增补PCS与箱变。智能组串式储能通过电池Pack级精细化充放电管理，实现更高可用容量。同时，通过免增补PCS和箱变，节省补电成本。
同步机组调频响应周期长，经济型不足，集中式储能簇/堆间SOC差异大，调频里程低，需人工频繁进行簇级SOC标定。华为智能组串式储能通过电池包优化+电池簇间独立功率控制，使恒功率时间更长，实现精细化充放电管理，更长调频里程。同时，电池包优化+簇级功率自动分配，实现主动SOC标定，智能化，免运维。
05 峰谷套利
在用户侧独立储能、光储融合等场景中，需特别关注其生命周期的充放电能力和储能系统的安全性。智能组串式储能通过系统分层分级保护及10+电芯精细化充放管理实现智能化储能，达成更高充放电量，实现系统级主动安全。
未来，华为将坚持光储融合，全面智能，携手全球客户和合作伙伴与"光"同行，助力光伏成为主力能源，让绿色电力惠及千行百业、千家万户。
来源： 华为中国数字能源业务
