中國儲能網(wǎng)訊：數(shù)字化于儲能而言，最主要的功能呈現(xiàn)在降本增效、安全預(yù)警兩大方面。
一方面，儲能電池能效的發(fā)揮離不開PCS、BMS、EMS的互相協(xié)調(diào)，尤其是面向成千上萬顆的電池集成，充放電深度、效率較難把控，達(dá)不到合理的需求響應(yīng)，造成資源浪費(fèi)，降低項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，對數(shù)字化的投入可以很好地改善此問題。
另一方面，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)可高效采集數(shù)據(jù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的存儲、計(jì)算、分析能力，可以實(shí)現(xiàn)事故預(yù)警、智能診斷等功能。
相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，儲能數(shù)字化、信息化市場的未來規(guī)模將占比整體市場的10%-15%，相當(dāng)于千億的市場體量。
而儲能對數(shù)字化發(fā)展更迫切的需求在于，目前整體行業(yè)正處于洗牌階段，投入數(shù)字化應(yīng)用，或許將帶領(lǐng)部分企業(yè)扛過行業(yè)周期，開拓新的市場。
儲能系統(tǒng)各核心環(huán)節(jié)的數(shù)字協(xié)同
加碼電芯安全與經(jīng)濟(jì)性
以電池充放電效率、溫度控制為核心，儲能系統(tǒng)通過PCS、BMS、EMS的多方調(diào)度，實(shí)現(xiàn)多方數(shù)據(jù)的聯(lián)動，共同完成電池經(jīng)濟(jì)性、安全性保障。
具體來看，PCS通過信息交互監(jiān)測儲能系統(tǒng)的電流、電壓、溫度等參數(shù)，若發(fā)生過流、過壓、過溫等異?，F(xiàn)象，PCS會協(xié)調(diào)其他系統(tǒng)采取保護(hù)措施。
經(jīng)濟(jì)性保障方面，PCS通過對電池充放電的精準(zhǔn)協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)電能的有效轉(zhuǎn)換、減少電池?fù)p耗、提高電池生命周期。
目前，組串式PCS憑借簇級管理，可有效減小木桶效應(yīng)，但對技術(shù)的要求較高，部分企業(yè)已通過AI技術(shù)的加持完成了組串式PCS的數(shù)字化進(jìn)階。如華為數(shù)字能源FusionSolar通過數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化監(jiān)控與充放電管理。
BMS則通過對電池電壓、電流、溫度等核心數(shù)據(jù)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的調(diào)度，并通過通訊、保護(hù)、顯示、存儲數(shù)據(jù)等其他功能協(xié)助完成對電池工作狀態(tài)的檢測和管理。
BMS架構(gòu)分為BMU（電芯）、BCMU（電池簇）、BA（電池堆）三層。其中BMU層做簡單的邏輯控制，BCMU層則通過復(fù)雜算法和模型的導(dǎo)入完成較難的評估工作，BA層則兜底所有電芯的數(shù)據(jù)，并與PCS、EMS進(jìn)行通訊，共同完成對電池的保護(hù)。
值得一提的是，PCS與BMS的聯(lián)動可發(fā)揮更大的安全預(yù)警效果。
在此方面，陽光電源近期推出的PowerTitan2.0，利用AI仿生熱平衡技術(shù)，創(chuàng)新推出“液冷PACK+液冷PCS‘全液冷’散熱”方案，可實(shí)現(xiàn)速冷、微冷、加熱三種控溫模式，根據(jù)電芯、環(huán)境溫度、運(yùn)行工況智能切換，輔電能耗降低45%。
EMS方面，則通過算法深度學(xué)習(xí)，實(shí)時采集各部件（電芯、PCS、BMS）狀態(tài)信息，顯示在智能終端上，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源調(diào)控，以及備電限電支撐?；贓MS平臺，企業(yè)可通過數(shù)據(jù)可視化及時處理數(shù)據(jù)異常，完成對電池、系統(tǒng)的維護(hù)。
EMS可以幫助企業(yè)監(jiān)測到儲能電站的異常，數(shù)字化運(yùn)營可減少人工巡檢力度、降低人工維修難度、危險系數(shù)等，完成人做不到、做不好、不敢做的任務(wù)。遠(yuǎn)期來看，還減少了事故發(fā)生后的救災(zāi)投入，進(jìn)一步保障人們的生命安全。
從相關(guān)產(chǎn)品來看，國內(nèi)的陽光電源的PowerTitan2.0首次應(yīng)用電芯AI全息管理技術(shù)，通過電壓、電流、溫度、氣體、壓力、顆?！?D傳感監(jiān)測”，提前24小時智能預(yù)警，源頭管理熱失控。在GWh級的儲能電站中也能達(dá)到一指管理、一屏掌控的效果。
海外方面，F(xiàn)luence Gridstack Pro儲能系統(tǒng)產(chǎn)品的能源管理系統(tǒng)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和熱管理，對系統(tǒng)架構(gòu)的所有層進(jìn)行全面的軟件控制；特斯拉則開發(fā)了Powerhub實(shí)時監(jiān)控平臺，所有的Megapack都可連接到該平臺，用于管理儲能發(fā)電和微電網(wǎng)。
儲能數(shù)字化下一個高地：虛擬電廠
相比大型儲能數(shù)字化的復(fù)雜程度，中小型儲能憑借數(shù)字化發(fā)展催生出了虛擬電廠的業(yè)務(wù)形態(tài)。目前，虛擬電廠的運(yùn)作邏輯是通過云數(shù)據(jù)中心將分散的小型電力生產(chǎn)設(shè)施和電力需求端統(tǒng)一起來，形成一個高效、靈活且可控的電力系統(tǒng)。
現(xiàn)階段，國內(nèi)虛擬電廠業(yè)務(wù)還處于初期探索階段，需要靠政策的不斷激勵和企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新，共同激發(fā)出全新的儲能業(yè)態(tài)與市場。
政策方面，中央和地方政府今年以來紛紛出臺相關(guān)指導(dǎo)及激勵政策：9月27日，國家發(fā)改委等部門印發(fā)《電力負(fù)荷管理辦法（2023年版）》和《電力需求側(cè)管理辦法（2023年版）》。
兩辦法提出負(fù)荷聚合商、虛擬電廠應(yīng)接入新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，確保負(fù)荷資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)控、統(tǒng)一服務(wù)；建立和完善需求側(cè)資源與電力運(yùn)行調(diào)節(jié)的銜接機(jī)制，逐步將需求側(cè)資源以虛擬電廠等方式納入電力平衡，提高電力系統(tǒng)的靈活性。
地方上，目前已有浙江、山東、廣東、江蘇、湖南等儲能行業(yè)發(fā)展較為快速的省份跟進(jìn)相關(guān)政策。
產(chǎn)品方面，虛擬電廠的技術(shù)根基在于算法、大數(shù)據(jù)等，因此產(chǎn)品更偏向數(shù)字化平臺以及軟件技術(shù)。其中，采日能源的Nebula VPP智慧平臺可進(jìn)行資源管理、聚合交易、優(yōu)化調(diào)度、智能結(jié)算、智慧運(yùn)營等功能，并預(yù)計(jì)在今年年底將聚合自身輸出的，集中在江浙滬區(qū)域的690MWh用戶側(cè)儲能系統(tǒng)接入該平臺。
值得關(guān)注的是，工商業(yè)儲能市場化程度較高，可調(diào)配的及時性、自由度更高，與虛擬電廠業(yè)務(wù)結(jié)合，可開拓工商業(yè)儲能的盈利渠道。
具體來看，工商業(yè)儲能產(chǎn)品主要投入在中小型工商業(yè)主中使用，給予虛擬電池較為廣泛且豐富的可聚合的分布式資源，通過合理調(diào)度，業(yè)主在用電閑時可增加額外收益。
對比國內(nèi)外虛擬電廠業(yè)務(wù)，國內(nèi)更偏向于利用工商業(yè)儲能產(chǎn)品切入，海外則是依靠戶儲產(chǎn)品跑出了自己的特色。
歐美市場已成功將戶儲產(chǎn)品與虛擬電廠實(shí)現(xiàn)了聯(lián)動，通過數(shù)字化調(diào)度下還可接入本土的虛擬電廠市場，利用戶儲開展虛擬電廠業(yè)務(wù)的國家主要集中在歐美地區(qū)。
美國方面，特斯拉憑借戶儲產(chǎn)品Powerwall成功打入當(dāng)?shù)囟鄠€虛擬電廠市場。2021年，特斯拉和加州某電力公司開展VPP合作，允許用戶的Powerwall被遠(yuǎn)程調(diào)度放電給電網(wǎng)。今年8月，德州電力可靠委員會批準(zhǔn)Powerwall的VPP服務(wù)在德州的兩個市開始運(yùn)行，在電力高峰時給德州電網(wǎng)放電。
英國方面，其虛擬電廠市場開始于2009年，往后還制定了差價合同機(jī)制保證虛擬電廠的穩(wěn)定收益。
其規(guī)定低碳能源生產(chǎn)商與英國政府可簽訂差額合約，合約設(shè)定了一個保證價格，當(dāng)市價低于保證價格時，政府會給予廠商補(bǔ)貼；市價高于保證價格時廠商給予政府一定的利潤償還。
該模式是戶儲儲能系統(tǒng)集成商基于能源軟件管理平臺，集成分散在用戶側(cè)的分布式儲能系統(tǒng)，分析、控制并優(yōu)化儲能系統(tǒng)運(yùn)行，參與電網(wǎng)服務(wù)獲取應(yīng)用收益。
