付金建​：直接高压储能技术

5月19日至21日，“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开， 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。

广州智光储能科技有限公司副总经理付金建在储能电站专场，发表了题为“直接高压储能技术”的精彩演讲。

演讲内容如下：

付金建：

各位专家、各位来宾，大家上午好!非常高兴有这个机会来参加这个会议，通过这个会议我也学到了很多，也明白了很多，我今天准备的材料主要是向大家介绍高压直挂储能的技术。在去年的会议上和之前，我和很多做储能行业的朋友发现大亚湾都不太了解高压直挂的技术，实际上这个技术真正的工程应用在2014年的时候，我们已经在深圳的宝清能源站的二期应用了，因为过去几年我们接触了储能，我们也没有向大家介绍，这可能和我们公司的创始人团队的一些行事的习惯、风格有关系。我们的创始人团队都是从广东省电科院出来的一批老的电力行业的专家，他们做一件事情要把老的系统做好，稳定运行之后再推荐给客户，在经过三年多的运行以后，验证了我们这套系统的可靠性，在今年我们正式成立了广州智光储能科技有限公司，然后进入储能这个行业。

在今年的会议上，我觉得非常高兴的一件事情就是，现在大家开始关注高压直挂储能的技术，也有人介绍这个技术了。像昨天上海交大的蔡教授把高压直挂的技术做了一个介绍，明天还有一些会场会对这个技术做一个介绍。很高兴有越来越多的专家、越来越多的公司加入到研究这个技术的领域。

因为智光是新进入储能行业的，所以可能大家对智光，所以请允许我花两分钟的时间对智光进行一个简单的介绍。智光成立于1999年，2007年在深交所上市，之前我们从事的业务板块是大容量电力电子产品的技术研发以及应用，在这个业务板块我们做得最出色的两个产品，就是高压35千伏直挂和10千伏SVG产品，这两个产品为我们做链式高压储能产品做了技术上的积累，因为他们在主拓朴结构上有很多相似之处，它可以往我们的高压直挂产品上移植。所以我们在2014年接到宝清这个863的任务的时候，我们只用半年时间就把它研发出来了，到现场一次性投运成功，运行到现在，也是验证了相关技术的可靠性和成熟性。

从2009年开始，我们开始做综合能源服务，主要致力于降低用户的能耗，通过一些节能的手段和综合能源的应用，降低用户的总耗能成本。

在2015年我们开始了一个新的板块，就是用电服务板块，这实际上是把我们前两个业务板块进行融合，同时又催生了一些新的应用方式。用电服务这个板块主要做的是把一些大工业的用电客户整合到一起，我们为他们提供从设备到节能和综合能源的技术应用，包括现在的售电，我们希望通过综合能源服务和用电服务，以及配上我们的技术和设备，为我们的用户降低他们总的用能成本。降低这些用能成本的办法，第一是用节能的技术，第二就是综合能源，比如说分布式光伏和新能源的发电，以及冷热电三联供的技术，以及一些蓄热、蓄热的技术，以及储能的技术，把它用到我们的整个生态链里面，为用户提供更合理的用能结构，降低他们的用能成本。

当然在整个体系里面，也离不开我们要把用户所有用能的数据采集起来，然后进行大数据的挖掘，然后把它上到云端，然后做这样的工作，因为我们还可以为我们的用户承担一些购电的工作。大家都知道广东做售电已经有好几年的时间了，包括昨天也有很多的专家介绍了国外的辅助服务和电力市场实时交易的信息。从发展的趋势来讲，我们国家的电力市场的改革应该是会向国外这个方向走的，所以在这个过程中，储能的作用将会越来越大，特别是对于像我们这样一些做用电投资业务的公司而言，储能的作用将会更加大，特别是储电的业务。因为我们对市场做的一些报价，一是我们的电量要求是要比较准确的，如果说电量报得过多或者是过少，都将造成我们的收益下降。如果报得过多，我们用不了，我们要被供电局罚款，如果我们报得过少，我们给用户供不够这么多，我们又需要用更高的成本去向电网购电，然后去满足用户的需求。所以储能对我们做用电服务来讲是非常重要的，可以起到对用电服务稳压器的作用，当我们报出去的容量报多了一点的时候，我们可以用储能的系统把它存起来，当我们报少以后，可以把这个电放出来，这样可以提升报电量的精准度。当然我们希望做得越精准越好，有更高的收益率，促进用电业务的发展。

我们的用电业务会把很多大的工业客户打包到一起作为我们的业务，每一个客户的电量并不是特别大，但是打到一起就非常大了，比如说在一个工业园区里面，可能有几家公司是我们的客户，我们可以建一套公共储能系统，来为他们提供服务，因为他们也会向我们报电量，他们报多或者报少，我们可以用储能系统进行消纳，为他们提供服务。通过这样一个产业链的设计来降低我们的用户总的用电成本、用能成本。

智光储能科技有限公司是今年2月份成立的，我们的业务方向主要有三大块，一是高功率大容量储能电站的技术研究和应用，这是以链式结构为主的储能系统，在这方面的系统我们会做一些开发，这方面我们也有基础，我们做了这么多年的链式高压变频器，也做了很多年的链式结构的高压SVG，而且它的功率都做得比较大，一般来说做5M、10M、20M、40M都不是太大的问题。所以在这个过程中，我们需要和合作伙伴一起规划电池包怎么设计，BMS系统和高压储能系统怎么来做一个配合，要做这些方面更进一步的技术研究和应用。第二个是退役动力电池梯级利用技术研究与应用。在退役动力电池的应用方面，行业里有人否定，也有人肯定，退役动力电池的梯次利用现在还在试错，我们有想法应该勇于尝试。现在我们做的退役动力电池的梯次利用，在昨天一位专家做报告的时候也介绍了，基本上三种方式他们都试过，但是他们很苦恼的是被逼得要把电池拆成电芯来使用，因为受到各种各样的原因的影响。我们也在想一个问题，拆到电芯大家说成本太高，技术难度太大，而且是不是很合适，也有人在提这方面的问题。我们也在想，这个电池如果完全不拆，可能容量太大了也会有一些问题。我们是不是可以折中，我们想的是把它拆到模组这个级别。如果拆到模组以后，我们每个模组的电压是比较低的，可能按照现有的技术条件大家都在想，我的PCS不对它做一些针对性的开发，直流电压仍然做得比较高，或者说直流电压不是很高的时候用DCDC的转换来做一些事情，这样下来以后，效率可能也会受到一些影响，还有就是用这种方案做了以后，因为我们的车的直流电压的等级是千差万别的，有很多种，在做PCS的时候，也会对它做出更多的要求，包括BMS的改造上面会有很多的问题。我们在考虑一个问题，如果把梯次电池拆到模组级别，它的电压一般就是几十伏，如果我们把它堆到很高的电压去用，串联的电池又太多，相当于整个电池包还是做得很大，梯次电池本身它的可靠性和一致性就是比较差的，这还是没有降低难度。如果我们给每一个模组配上一个链式的小容量PCS，把它们放到一起来运营，效果就会更好。我们知道这几天很多专家都在说，小功率的单元或者是低压的PCS，我们把它并行起来运行，有很多技术上的问题需要解决，比如说并了10台、18台，我们把容量做小以后，要实现比较大容量的输出又会比较困难。我觉得我们完全可以换一个角度来思考，我们现在做并联比较困难，我们想想做串联，可能就更容易一些。所以我想在退役动力电池的梯次利用上，我们也可以考虑利用链式的结构，而且拆成模组以后，直流电压虽然比较低，但是我把它叠加起来以后，仍然可以380伏直接并网，中间不用变压器。还有一个问题，因为我们可以灵活地设计链接的个数，所以我对梯次电池的直流电压的范围适应性非常广，48V的可以用，你做到60V、80V、100V都可以。第三个方面是我们还在做移动式的储能技术。

今天重点要讲的是大型的储能电站。我们做大容量的电站首先要考虑的问题是安全，这几天在储能行业大家在说的也是这个话题。TUV的专家给我们总结了6个方面的安全问题，至少有一半是跟电池安全有关的，所以大型的储能电站，基本的诉求安全第一是肯定没问题的，而解决这个基本的诉求方面，排第一的就是解决电池安全的问题。在电气安全这一块，其它的变电站或者是发电的设施，大功率、高电压的应用，已经有大量成熟的设计经验和运行、维护的经验，所以电气不是问题，问题还是在电池，所以我们要考虑电池的问题。

有人说一个电池包相当于是一个炸弹，可能这个比喻不一定恰当，但是它也确实说明了电池的安全技术有多么关键，在储能系统里面，这是非常关键的一个问题。储能电站在建设的时候，大家担心的是这么多电池放到一起，是不是一个巨量的能量包到了一起，如果这个能量包在一起发生了问题，它确实就像一个炸弹一样，会产生很多的问题。

另外一个就是PCS大功率和高效率，因为我们做到大型的储能电站以后，电池的安全想办法要解决，另外一个就是PCS怎么实现大功率和高效率运行。如果用小的PCS去拼凑一套大的系统，数量是比较多的，而且从并联的技术发展而言，还有很多的技术问题需要解决。

在电池包安全性提升方面，我们可以从这样一个角度来考虑。在整个技术的发展过程中，不管是在哪个行业的技术发展，当一个很危险的东西或者一个大块的东西我们搞不定的时候，我们就想办法把它切成小块，把它进行区分，区分掉以后该封闭的就封闭，该单独管理的就单独管理，把危险降低下来。但是在这里面又有一个问题，我们希望电池容量够大，如果我们把它切成小块以后，那就意味着我们的数量又很多了。从安全性的角度考虑，我们要把它切分成小块，但是现在大容量的输出这一块，我们又希望PCS单机的功率更大，希望它能量的转换更集中，所以这两个是矛盾的，大家可能会比较头疼。

但是这是可以解决的，解决的办法就是高压直挂的技术。左边这个图是高压直挂技术的主要拓朴回路，它是由一个一个电池和单向逆变器构成的储能包，很多的储能包串联起来构成一个单相储能的电路，三相结合到一起，就成为一个三相的电路。这个设计把整个系统分成很多个小的包，这些小包组合起来变成右边这个状态，右边这个图是现在我们考虑的系统的构成，把电池放到一起，把PCS放到一起，这样相当于在电池这个部分的能量密度非常高，就会比较难控制。如果我们把它全部切分以后，我们可以把PCS和电池作为一组来放，这样可以把能量密度稀释，这样我们控制起来就更容易一些。

另外就是在发展链式的时候，我们需要解决以下这些问题，因为时间的关系，我没有办法和大家展开分析。这几个问题我们是可以很好解决的，具体的问题，时间关系我不再细分来讲。

可以看看我们使用的效果，宝清这个项目我们获得了很多的奖项。当我们把电池分成小包以后，每个包的BMS做起来就容易一些，这是我们均衡的效果，这是相内不同功率单元的均衡情况。这个是相间的均衡情况，大家看到这个均衡效果还是很好的。这是我们的转换的情况，整个储能系统在不同的工作状态转换的时候，它的速度不同。在对储能系统来说，只要电池能响应得过来，PCS绝对没问题。我们从满充电转满放电的时候，它的速度很快，2毫秒就可以了。当然在所有功率状态的切换中，所有的时间都在三毫秒以内。

这是我们准备建设的两个项目，也希望各位同行能一起加入到我们这个项目里面来，我们一起来做相应的技术研究。一个是我们将在云埔厂区做的一个5MW/2.5MWh的高压储能，另外一个是做一个2MW/2MWh的低压储能，这里面也会包含梯次利用的电池，希望我们能一起做这个事情。我们计划这个项目在今年国庆节之前做出来。第二个项目我们会在这个项目的基础上考察它的运行情况，如果到今年年底运行情况比较理想的话，我们会在明年在我们的岭南电缆基地建一个2.5MW/5MWh的光储项目，这个基地的分布式光伏现在已经建好了，我们希望把储能再加进去，完成这个项目。

时间有限，很多想表达的东西没有办法表达，希望大家如果在会后有关于类似的项目和技术的问题想交流，我们可以下来交流。另外也欢迎大家在我们的项目做出来以后，到我们那里考察指导。