中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：9月8日，國(guó)家電網(wǎng)電科院南瑞研究中心總工李?lèi)?ài)魁先生出席了由中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)舉辦的“儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)與分布式能源中的應(yīng)用”高層研討會(huì)，并在大會(huì)上發(fā)表了主題演講。以下為演講內(nèi)容：
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專(zhuān)家，感謝組委會(huì)給我這個(gè)機(jī)會(huì)，與各位領(lǐng)導(dǎo)專(zhuān)家共同探討一下微電網(wǎng)及分布式能源儲(chǔ)能的單元選擇。首先我想明確一點(diǎn)，關(guān)于儲(chǔ)能單元的選擇到目前為止沒(méi)有答案，我在這里演講也只是做一個(gè)探討。
前面幾位專(zhuān)家的演講主要是針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)，既有集中式也有分布式。我今天的演講主要集中在微電網(wǎng)。我的報(bào)告分為三部分：一是儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中的價(jià)值；二是典型儲(chǔ)能單元特點(diǎn)；三是微電網(wǎng)儲(chǔ)能單元的解決方案的選擇。
目前，國(guó)電南瑞承擔(dān)了一些項(xiàng)目，我在前面的想法也是以這個(gè)項(xiàng)目為基礎(chǔ)。
第一，儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中的價(jià)值。包括今天上午我們史司長(zhǎng)也提到這方面，但是沒(méi)有開(kāi)展深入的探討。是不是如果不停電有就沒(méi)有問(wèn)題？在微電網(wǎng)尤其在前一段時(shí)間，發(fā)生一件事情。有幾家高新企業(yè)（從事芯片、光電以及加工）聯(lián)合向地方政府的管委會(huì)投訴電能質(zhì)量，要求或者是懇求政府包括供電局以及研發(fā)部門(mén)給出一定的解決方案。為什么會(huì)有這種投訴？就是因?yàn)殡娔苜|(zhì)量嚴(yán)重影響到生產(chǎn)。因?yàn)殡娔苜|(zhì)量造成的生產(chǎn)停機(jī)造成直接損失一般情況下，一次停電就會(huì)造成幾百萬(wàn)，間接損失有幾千萬(wàn)，所以企業(yè)在這一塊是非常的困難。
關(guān)于質(zhì)量這一塊已經(jīng)有了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，圍繞這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)我們看一下我們常用的電器，給電壓一個(gè)承受能力。針對(duì)這種數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)在一般情況下會(huì)有10%的波動(dòng)，然后周期大概是將近一個(gè)周波，也就是10毫秒甚至20毫秒的范圍內(nèi)計(jì)算機(jī)會(huì)受影響，對(duì)于變頻器或者是起動(dòng)器，一般情況下在幾十個(gè)毫秒也會(huì)有動(dòng)作，另外就是一些開(kāi)關(guān)和放電燈。我們之前對(duì)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研，波動(dòng)原因主要是配電系統(tǒng)的防護(hù)，還有功率沖擊性波動(dòng)負(fù)荷的狀況變化。從解決方法來(lái)看，目前是電壓偏差，電壓波動(dòng)通過(guò)穩(wěn)壓器得到解決，如果電壓中斷就會(huì)造成停電。目前，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)影響比較大的就是電壓暫降和暫升，是由前面那些波動(dòng)引起。
這是我用手機(jī)照的一張圖片，是今年1到5月份投訴的一個(gè)情況，對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)的影響，比如說(shuō)對(duì)光電產(chǎn)業(yè)的制造企業(yè)（尾氣處理、變頻活動(dòng)），如果變頻操作不正常，會(huì)進(jìn)而影響整個(gè)生產(chǎn)線，損失都是在幾百萬(wàn)。到目前為止，企業(yè)第一找不到索賠對(duì)象，第二沒(méi)有自己的解決辦法。關(guān)于儲(chǔ)能這一塊，之前我們一直在講示范，實(shí)際上我們真正是可以解決一些問(wèn)題的。[page]
在微電網(wǎng)中的應(yīng)用，說(shuō)白了就是配用上，還是電池質(zhì)量的這一塊。
微電網(wǎng)的價(jià)值，首先講是替代柴油，目前給企業(yè)解決現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，才有價(jià)值。我們綜合解決方案第一個(gè)替代柴油機(jī)，大家覺(jué)得這個(gè)事情不是一個(gè)事情，柴油機(jī)才幾萬(wàn)塊錢(qián)一百個(gè)千瓦。到目前為止，我們柴油機(jī)在推廣上也遇到一些問(wèn)題，就是環(huán)評(píng)：柴油機(jī)儲(chǔ)備量比較大，但排放有問(wèn)題，尤其是大型生產(chǎn)企業(yè)在柴油機(jī)方面目前是遇到了這樣的問(wèn)題。以前環(huán)評(píng)的時(shí)候不是太嚴(yán)，無(wú)所謂，誰(shuí)愛(ài)上誰(shuí)上，現(xiàn)在柴油量到了一定程度，上了以后是比較有困難的。
再者就是穩(wěn)壓器，還有無(wú)功補(bǔ)償，是否能替代這幾個(gè)產(chǎn)品，我們一般通過(guò)目前的方式進(jìn)行解決。如果把這個(gè)替代了，它的成本可以放在這些成本里面。
第二，關(guān)于儲(chǔ)能單元的特點(diǎn)，這個(gè)也是在不停的變化，最成熟的就是鉛酸電池。
一）鋰離子電池：從應(yīng)用的角度來(lái)看，到目前為止我們認(rèn)為鋰離子電池還是處在研發(fā)階段。我們電信系統(tǒng)對(duì)鋰離子電池想替代鉛酸電池，鋰離子電池還是處在示范階段，還沒(méi)有進(jìn)行商業(yè)化的推廣，還有一些問(wèn)題，后面的解決方式，熱的解決方案還有SOC的監(jiān)測(cè)這塊必須有質(zhì)的突破，才能達(dá)到一個(gè)功能運(yùn)行。
二）全釩液流電池
三）電容器：電容器從功能效率和響應(yīng)時(shí)間來(lái)看都是比較迅速。目前看來(lái)，它在解決微電網(wǎng)電能質(zhì)量非常有效。
四）飛輪：在我們國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，從材料角度也好，還是技術(shù)角度都存在諸多問(wèn)題，但是從原理來(lái)講，跟液流電池是一樣的，都能達(dá)到跟常規(guī)的電器壽命相匹配。
五）退役動(dòng)力電池：作為功率單元，從經(jīng)濟(jì)上考慮，篩選重組后的成本為新電池的1/2。如果是廢舊電池，大概是新電池的10%到20%，你可以買(mǎi)電池單體，經(jīng)過(guò)組裝和篩選，這個(gè)成本跟新電池差不多，總體算下來(lái)是原來(lái)的1/2。這幾個(gè)電池的特點(diǎn)，我們認(rèn)為可以用于微電網(wǎng)解決企業(yè)問(wèn)題的，大概有這幾個(gè)類(lèi)型的選擇。
三，微電網(wǎng)儲(chǔ)能單元的解決方案的選擇。在這種選擇里，首先是時(shí)效性，其次是經(jīng)濟(jì)性。時(shí)效性是為了解決企業(yè)的實(shí)際問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)性則包括整個(gè)運(yùn)行成本和投訴成本進(jìn)行核算，滿(mǎn)足企業(yè)要求的同時(shí)，真正讓企業(yè)用得起，這樣的話真正朝市場(chǎng)化的程度來(lái)走，如果作為小規(guī)模儲(chǔ)能推廣，把目標(biāo)集中在海島或者邊防等地區(qū)，畢竟是數(shù)量有限。微電網(wǎng)除了前面的動(dòng)力之外，還有光伏和風(fēng)機(jī)，這樣的能源建立之后肯定是加重了能源的惡化。操作是對(duì)微電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行分級(jí)。我們對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)控，20千伏的變壓器有11臺(tái)，真正對(duì)廠區(qū)造成威脅的只有一臺(tái)。如果只對(duì)一臺(tái)進(jìn)行電動(dòng)質(zhì)量的控制，從投資上來(lái)說(shuō)企業(yè)更為接受。如果說(shuō)變壓器容量比較小，在35千伏內(nèi)部進(jìn)行擾亂來(lái)看，一般情況下不會(huì)超過(guò)1秒，一般都是在毫毛級(jí)，波動(dòng)時(shí)間389、220、216，甚至是幾十毫秒，有的地方如果比較均勻的話都是在幾十毫秒內(nèi)。另外就是對(duì)電池要控制得住容量。三個(gè)是多類(lèi)型儲(chǔ)能單元組合應(yīng)用，也有能量型和功利型的，從前面來(lái)看作為功利型的單元更為適合。[page]
這是國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖。從微電網(wǎng)來(lái)講世界上提出多種微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)沒(méi)有固定的范式，必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行搭配尤其是美國(guó)或者是歐洲的微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，它們并不符合，并不適合國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)的實(shí)際情況。我們認(rèn)為微電網(wǎng)實(shí)際上必須根據(jù)它的使用的負(fù)荷情況，包括電壓情況，包括周?chē)渌挠袥](méi)有大的波動(dòng)負(fù)荷或者是電源來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的配合。
日本仙臺(tái)跟我們比較像，它首先對(duì)負(fù)荷進(jìn)分級(jí)，對(duì)母線進(jìn)行并聯(lián)或者是串聯(lián)，也不一定都要全部上母線，如果配大規(guī)模的儲(chǔ)能顯然是不可能的，經(jīng)濟(jì)性也不適合。
對(duì)于數(shù)據(jù)中心，傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)中，當(dāng)電力發(fā)生中斷時(shí)，蓄電池會(huì)提供分鐘級(jí)的電力供電，制成系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。我們前面有1到2秒鐘的超級(jí)電容可以進(jìn)行掛網(wǎng)運(yùn)行，如果是串網(wǎng)的話是受不了的，如果是進(jìn)口設(shè)備對(duì)電壓等級(jí)要求很高有的是2%到5%，國(guó)內(nèi)一般情況是±10%，再高一點(diǎn)也沒(méi)有問(wèn)題，有一些企業(yè)為了省事把電壓容量和容積度提高10%，這樣減少電壓不穩(wěn)定對(duì)電網(wǎng)的影響。這樣會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，如果出現(xiàn)損壞的話，就是在售后維護(hù)會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。
真正解決企業(yè)的問(wèn)題應(yīng)該是巨大的儲(chǔ)能市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)圍繞實(shí)際解決問(wèn)題的角度做工作。特別像張老師提到的液流電池，通過(guò)成本下降成為后備電源。我們現(xiàn)在給企業(yè)的建議，在一般情況下，如果飛輪技術(shù)成熟的話，也是消除波動(dòng)提高電池質(zhì)量的非常好的方法。飛輪在1到2秒的背后再加上液流電池是可行的，這個(gè)是對(duì)特殊的負(fù)荷，對(duì)變頻器，尤其對(duì)節(jié)能這塊要求比較高的話就是對(duì)大的變頻器的應(yīng)用。真正解決電能質(zhì)量問(wèn)題我覺(jué)得是儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中的最大市場(chǎng)。
我的匯報(bào)就這么多，肯定會(huì)有一些方面考慮不周，或者在技術(shù)上有很多缺欠，希望和各位專(zhuān)家共同探討。（本稿未經(jīng)演講者本人最終確認(rèn)）
