9月27日,由國家電網有限公司發起成立的中國綜合能源服務產業創新發展聯盟、中電聯售電與綜合能源服務分會聯合舉辦的中國綜合能源服務產業高峰論壇暨云博會在北京釣魚臺國賓館隆重召開。能見App將全程圖文直播。
當天下午,在“儲能與綜合能源服務”分論壇上,特變電工西安電氣科技有限公司微電網產品線總經理黃浪發表了題為《高壓大容量儲能PCS及一體機解決方案》主旨演講。
以下是演講實錄:
很榮幸在這里匯報特變電工面向能源服務多功能電力裝備研發與探索,今天論壇題目是“儲能與綜合能源服務”,其實我認為儲能也是一種服務,儲能可以服務客戶、也可以服務于電力系統,所以服務對象比較復雜,服務需要電力裝備承載的,我今天匯報題目是面向能源服務的多功能電力裝備研發與探索。
一、綜合能源服務與特變電工
首先介紹我們特變電工對電力裝備理解。隨著互聯網+發展,能源行業從傳統向網絡時代過渡,以前要求我們企業邊際成本遞減,網絡時代要求邊際效益遞增,以前重資產折舊,網絡時代的話可能數據才是資產,數據資產越多增值越高;另外傳統企業投資驅動型的,未來是價值驅動型。
面對能源行業變革,電力設備面向低碳、數字化、去中心化發展。綜合能源服務面向終端客戶提供能源解決方案,以經濟、綠色、高效的方式滿足客戶個性化能源需求,承載主體是綜合能源系統,這個系統以可再生能源為優先,以電力能源為基礎,通過多能互補、供需協同、信息融合、大眾參與的系統。
分開拆解的話,第一個能源即服務,能源托管、負荷管理、設備運、能效服務,載體是綜合能源系統,像典型以電力為核心,包括冷熱燃氣等,多能互補、微電網、儲能電場都是這個系統,需要能源地方提供合適能源,因地制宜提供定制化能源系統。
綜合能源不同企業有不同進入綜合能源的方式,包括像傳統的資產投入、未來交易的入口、或者服務的入口,不管從哪里進,最終終端都是提供服務,所以綜合能源肯定以服務為導向,綜合能源載體是系統,系統要裝備,裝備一定面向服務。特變電工面向是裝備中國、裝備世界。
特變電工包括輸變電、新能源、新材料、能源四大產業,大概有2萬員工,我在新能源產業,包括開發、投融資、設計、智能設備、以及調試全鏈條的場景。
我們戰略是成為卓越的綠色智慧能源服務商,累計建設5000多座電站,光伏EPC第一,促進新能源發展構建全生態鏈能源互聯網解決方案,從發電、輸電、配電、智慧管理一體化,累計出電量累計達到三十幾瓦。建立實驗室占地6800米,2013年被美國授予WTDP。
創新求變也是我們理念,2013年和2015年先后牽頭承擔兩項國家863項目,2016年和2015年參與國家“十三五”重大專項研發。
二、多功能電力裝備
下面介紹一下高壓大容量儲能變流器及解決方案。我們為了促進低碳化,特別是實現2026年碳中和,新能源也需要發展及包括高隨機性、高波動性、低慣性提出挑戰。
所以我們國家提出兩個“一體化”,實際上是兩個綜合能源系統,都提到儲能,儲能是一個關鍵。儲能在能源系統里邊包括像發電側、電網側、用戶側都有不同功能,但是所有功能圍繞電力系統平衡做工作,電力系統價值更經濟方式,從不同空間和角度促進能平衡做工作,儲能為電力系統做服務的一個需求。
因為儲能大規模發展也是新能源大規模發展,儲能有很多功能,包括減少棄風棄光,協助新能源調峰、調頻,進行功率預測的精度提升、以及做二次調峰調壓等功能。因為儲能的優勢和新能源劣勢是天然的互補,所以它們能很好的結合,儲能不管從哪一側接入電力系統,都是為系統參與者提供靈活性的服務,而且是多服務、多價值、多盈利點的特點,靈活性服務需要變流器具有多功能,因為它是服務硬件的載體,只有載體更加可靠、多功能才能進行下去。
我們研制1500V/1500KW變流器,主要多功能、第二友好性、第三高效率、第四高性價比。1、多功能,電力系統儲能圍繞平衡做工作,模擬傳統發電機提供慣量支撐,一次頻率調壓應對快速變化,提高系統頻率穩定性。所以我們儲能變流器也是通過軟件的方式,模擬系統提供相應的功能。
多功能補償,天然具有功能補償的能力,配置一定的PCS可以替代SVG,這款產品具備高達45無功輸出能力,5兆瓦廠配備20%儲能,20%儲能可以替代4.5兆,通過變流器節省45%SVG投資成本。
2、友好入網,因為電力設備本來響應很快,而且頻段因為電力設備是高頻方式,接入電網阻抗非常復雜,為了提高電力設備穩定性,在傳統基礎上加入阻抗環,通過軟件方式減少阻抗,提高電網適應性,提高多機并聯穩定性。
光儲一體化接入,儲能發展和新能源發展有很好的互補關系,儲能變流器也是支持光能一體化接入,通過光伏聯合控制模式實現聯合運行,減少棄光,提高電池利用率,提高電站穩定性。
3、高效率。為了提高設備效率,我們也是采用點品調制策略,電力設備通過調制形成不同的轉化,不同調制策略開關、頻率次數、方式是主要的環節,我們通過電頻調制實現各種調制方式,提高設備的效率,平均效率提升0.3個點。
4、高性價比,因為儲能除了安全,剩下因素就是成本,為了降低成本的話,我們把儲能變流器從傳統1500V提高到1500V、1.5兆瓦容量,成本降低6.5%,電池成本降低0.5%,功率設備成本降低2.8%,系統效率提升1%,系統LCOE降低3.2%。
我們接入電網,儲能本身是低壓的設備,要接入電網的話35千伏電網,通過一體機設計,可以減少施工量50%。這個變流升壓一體機為不同的客戶提供服務。最后通過我們成熟虛擬同步及、高可靠性、高效率、云平臺可以節省成本3.5%左右。
三、多功能電力設備
剛才講到儲能,儲能是綜合能源的關鍵,綜合能源是面向終端客戶提供的解決方案,工商業園區是工綜合能源大客戶,平均電價比基準電價高出10%,用人形式比較粗放、能效比較低,對節能需求要求比較高,所以我們認為工商園區是綜合能源服務重點對象,在這種地方通過建智能融網絡,融合儲能、融合需求側管理,通過數字化建成微網綜合能源服務關鍵落腳點。
怎么建工商園區綜合能源系統?隨著光伏直流電源以及電動汽車直流負荷,我們認為未來能源系統是直流或者交直流混合的趨勢,這種趨勢之前也是這種接口。電能路由器是電力電子變換器和中高頻變壓器形成的設備,實現電力質量的隔離和補償,全控半導體器械組成的,所以可以調,而且負債電壓可變化,實現多端口潮流入流,未來是電力系統核心裝備。
我們也是2015年開始研發,通過中國電子工業協會認定,也獲得領先國際先進水平的評價,紅五星是第一代產品,當時和GE通用電器達到同樣的水平。這是我們這么多年積累開發一系列兩個端口到四端口直流、以及交直流混合的電動路由器,包括各種機器。
剛才說我們產品達到居于國際領先水平評價,這些先進指標主要依賴于關鍵技術,第一個模塊化LPHS拓撲結構實現多轉移,方便運維、方便產品系列擴展,另外通過模塊化提高裝備可靠性,壞一兩個模塊的話裝備都可以高可靠運行。
第二個高效率,電力裝備可靠是第一位,效率第二位,通過多重移相提高效率。第三個基于碳化硅期間的低損耗系統設計技術,實現高效率;第四集群在線效率尋優技術,我們對各個端口效率建模型,通過智能算法對不同工況、不同功率分配,做到設備不同功率下都可以提高效率,特別是輕載情況下做了優化。
最后是智慧能量管理技術。這個設備不僅實現功率潮流入流,還實現智慧化管理,實現發電用電多尺度預測,在線進行綜合能源系統多目標尋優,通過多模塊軟件提供尋求響應、孤島、低碳多運行模式定制,提供多種盈利模式的實現。
最后做的交直流混合能源系統,實現高效率、高可靠、高集群度的優化,平均降2.5%能耗,降施工周期、降初始投資10%,提升IRR1%左右,比較適合新基建場景。
四、典型案例
1、西安產業園示范工程,這個工程也是2MW源網荷儲協調微電網工程,我們探索疊加的方式,也入選工信部工業節能技術目錄應用及案例,以及工信部智能光伏試點,還有國網綜合能源典型案例集。
2、格爾木光儲一體電站。
3、光伏電站是20兆瓦配合1兆瓦三元鋰電池,這是早期不同技術路線對比分析。
4、數據中心典型的交直流混合的場景,提供10千伏交流,配合370、380交流混合配電系統。
5、珠海互聯網+示范工程,也是通過構建正負10千伏交直流混合的系統。
6、這是光儲充微網系統。
我的匯報就到這里,謝謝大家!
(根據演講速記整理,未經演講人審核)
當天下午,在“儲能與綜合能源服務”分論壇上,特變電工西安電氣科技有限公司微電網產品線總經理黃浪發表了題為《高壓大容量儲能PCS及一體機解決方案》主旨演講。
以下是演講實錄:
很榮幸在這里匯報特變電工面向能源服務多功能電力裝備研發與探索,今天論壇題目是“儲能與綜合能源服務”,其實我認為儲能也是一種服務,儲能可以服務客戶、也可以服務于電力系統,所以服務對象比較復雜,服務需要電力裝備承載的,我今天匯報題目是面向能源服務的多功能電力裝備研發與探索。
一、綜合能源服務與特變電工
首先介紹我們特變電工對電力裝備理解。隨著互聯網+發展,能源行業從傳統向網絡時代過渡,以前要求我們企業邊際成本遞減,網絡時代要求邊際效益遞增,以前重資產折舊,網絡時代的話可能數據才是資產,數據資產越多增值越高;另外傳統企業投資驅動型的,未來是價值驅動型。
面對能源行業變革,電力設備面向低碳、數字化、去中心化發展。綜合能源服務面向終端客戶提供能源解決方案,以經濟、綠色、高效的方式滿足客戶個性化能源需求,承載主體是綜合能源系統,這個系統以可再生能源為優先,以電力能源為基礎,通過多能互補、供需協同、信息融合、大眾參與的系統。
分開拆解的話,第一個能源即服務,能源托管、負荷管理、設備運、能效服務,載體是綜合能源系統,像典型以電力為核心,包括冷熱燃氣等,多能互補、微電網、儲能電場都是這個系統,需要能源地方提供合適能源,因地制宜提供定制化能源系統。
綜合能源不同企業有不同進入綜合能源的方式,包括像傳統的資產投入、未來交易的入口、或者服務的入口,不管從哪里進,最終終端都是提供服務,所以綜合能源肯定以服務為導向,綜合能源載體是系統,系統要裝備,裝備一定面向服務。特變電工面向是裝備中國、裝備世界。
特變電工包括輸變電、新能源、新材料、能源四大產業,大概有2萬員工,我在新能源產業,包括開發、投融資、設計、智能設備、以及調試全鏈條的場景。
我們戰略是成為卓越的綠色智慧能源服務商,累計建設5000多座電站,光伏EPC第一,促進新能源發展構建全生態鏈能源互聯網解決方案,從發電、輸電、配電、智慧管理一體化,累計出電量累計達到三十幾瓦。建立實驗室占地6800米,2013年被美國授予WTDP。
創新求變也是我們理念,2013年和2015年先后牽頭承擔兩項國家863項目,2016年和2015年參與國家“十三五”重大專項研發。
二、多功能電力裝備
下面介紹一下高壓大容量儲能變流器及解決方案。我們為了促進低碳化,特別是實現2026年碳中和,新能源也需要發展及包括高隨機性、高波動性、低慣性提出挑戰。
所以我們國家提出兩個“一體化”,實際上是兩個綜合能源系統,都提到儲能,儲能是一個關鍵。儲能在能源系統里邊包括像發電側、電網側、用戶側都有不同功能,但是所有功能圍繞電力系統平衡做工作,電力系統價值更經濟方式,從不同空間和角度促進能平衡做工作,儲能為電力系統做服務的一個需求。
因為儲能大規模發展也是新能源大規模發展,儲能有很多功能,包括減少棄風棄光,協助新能源調峰、調頻,進行功率預測的精度提升、以及做二次調峰調壓等功能。因為儲能的優勢和新能源劣勢是天然的互補,所以它們能很好的結合,儲能不管從哪一側接入電力系統,都是為系統參與者提供靈活性的服務,而且是多服務、多價值、多盈利點的特點,靈活性服務需要變流器具有多功能,因為它是服務硬件的載體,只有載體更加可靠、多功能才能進行下去。
我們研制1500V/1500KW變流器,主要多功能、第二友好性、第三高效率、第四高性價比。1、多功能,電力系統儲能圍繞平衡做工作,模擬傳統發電機提供慣量支撐,一次頻率調壓應對快速變化,提高系統頻率穩定性。所以我們儲能變流器也是通過軟件的方式,模擬系統提供相應的功能。
多功能補償,天然具有功能補償的能力,配置一定的PCS可以替代SVG,這款產品具備高達45無功輸出能力,5兆瓦廠配備20%儲能,20%儲能可以替代4.5兆,通過變流器節省45%SVG投資成本。
2、友好入網,因為電力設備本來響應很快,而且頻段因為電力設備是高頻方式,接入電網阻抗非常復雜,為了提高電力設備穩定性,在傳統基礎上加入阻抗環,通過軟件方式減少阻抗,提高電網適應性,提高多機并聯穩定性。
光儲一體化接入,儲能發展和新能源發展有很好的互補關系,儲能變流器也是支持光能一體化接入,通過光伏聯合控制模式實現聯合運行,減少棄光,提高電池利用率,提高電站穩定性。
3、高效率。為了提高設備效率,我們也是采用點品調制策略,電力設備通過調制形成不同的轉化,不同調制策略開關、頻率次數、方式是主要的環節,我們通過電頻調制實現各種調制方式,提高設備的效率,平均效率提升0.3個點。
4、高性價比,因為儲能除了安全,剩下因素就是成本,為了降低成本的話,我們把儲能變流器從傳統1500V提高到1500V、1.5兆瓦容量,成本降低6.5%,電池成本降低0.5%,功率設備成本降低2.8%,系統效率提升1%,系統LCOE降低3.2%。
我們接入電網,儲能本身是低壓的設備,要接入電網的話35千伏電網,通過一體機設計,可以減少施工量50%。這個變流升壓一體機為不同的客戶提供服務。最后通過我們成熟虛擬同步及、高可靠性、高效率、云平臺可以節省成本3.5%左右。
三、多功能電力設備
剛才講到儲能,儲能是綜合能源的關鍵,綜合能源是面向終端客戶提供的解決方案,工商業園區是工綜合能源大客戶,平均電價比基準電價高出10%,用人形式比較粗放、能效比較低,對節能需求要求比較高,所以我們認為工商園區是綜合能源服務重點對象,在這種地方通過建智能融網絡,融合儲能、融合需求側管理,通過數字化建成微網綜合能源服務關鍵落腳點。
怎么建工商園區綜合能源系統?隨著光伏直流電源以及電動汽車直流負荷,我們認為未來能源系統是直流或者交直流混合的趨勢,這種趨勢之前也是這種接口。電能路由器是電力電子變換器和中高頻變壓器形成的設備,實現電力質量的隔離和補償,全控半導體器械組成的,所以可以調,而且負債電壓可變化,實現多端口潮流入流,未來是電力系統核心裝備。
我們也是2015年開始研發,通過中國電子工業協會認定,也獲得領先國際先進水平的評價,紅五星是第一代產品,當時和GE通用電器達到同樣的水平。這是我們這么多年積累開發一系列兩個端口到四端口直流、以及交直流混合的電動路由器,包括各種機器。
剛才說我們產品達到居于國際領先水平評價,這些先進指標主要依賴于關鍵技術,第一個模塊化LPHS拓撲結構實現多轉移,方便運維、方便產品系列擴展,另外通過模塊化提高裝備可靠性,壞一兩個模塊的話裝備都可以高可靠運行。
第二個高效率,電力裝備可靠是第一位,效率第二位,通過多重移相提高效率。第三個基于碳化硅期間的低損耗系統設計技術,實現高效率;第四集群在線效率尋優技術,我們對各個端口效率建模型,通過智能算法對不同工況、不同功率分配,做到設備不同功率下都可以提高效率,特別是輕載情況下做了優化。
最后是智慧能量管理技術。這個設備不僅實現功率潮流入流,還實現智慧化管理,實現發電用電多尺度預測,在線進行綜合能源系統多目標尋優,通過多模塊軟件提供尋求響應、孤島、低碳多運行模式定制,提供多種盈利模式的實現。
最后做的交直流混合能源系統,實現高效率、高可靠、高集群度的優化,平均降2.5%能耗,降施工周期、降初始投資10%,提升IRR1%左右,比較適合新基建場景。
四、典型案例
1、西安產業園示范工程,這個工程也是2MW源網荷儲協調微電網工程,我們探索疊加的方式,也入選工信部工業節能技術目錄應用及案例,以及工信部智能光伏試點,還有國網綜合能源典型案例集。
2、格爾木光儲一體電站。
3、光伏電站是20兆瓦配合1兆瓦三元鋰電池,這是早期不同技術路線對比分析。
4、數據中心典型的交直流混合的場景,提供10千伏交流,配合370、380交流混合配電系統。
5、珠海互聯網+示范工程,也是通過構建正負10千伏交直流混合的系統。
6、這是光儲充微網系統。
我的匯報就到這里,謝謝大家!
(根據演講速記整理,未經演講人審核)