储能国际峰会2014——分论坛一:2014分布式光伏与储能系统 文字实录
发布时间:2014-07-04 10:17:29
关键词:储能国际峰会

储能国际峰会2014——分论坛一:2014分布式光伏与储能系统 文字实录

主持人:中关村储能产业技术联盟监事长 石彤(上午)

     巴尔能源 刘军(下午)

会议地址:国家会议中心三层会议区会议室309A

会议时间:2014年6月24日(上午)

 

   主持人石彤:
  各位来宾早上好,我是今天上午会议的主持人,中关村储能联盟的监事长石彤。今天的议程是两个分论坛,相比较来说,我们更像是从外部推进内部,而隔壁的储能技术论坛呢,更是像是从内部推出外部。我们论坛的嘉宾,除了研究分布式光伏政策以及储能政策的专家,更多的是我们来自于用户以及第三方检测认证相关机构。
  在分布光伏建设的启动元年,我们把今天会议的主题定位为“分布光伏与储能系统”,更多是想从外部用户、从第三方、从我们系统集成商的角度,来探讨对储能系统的需求,也希望我们的储能市场能够有更广泛和更积极的响应。
  今天的第一位演讲嘉宾,是来自于我们国家发改委能源所高级研究员王斯成老师,他一直致力于光伏政策的研究,下面让我们以热烈的掌声欢迎王斯成老师上台为大家演讲。
 
  王斯成:
  今天很高兴跟大家交流分布式光伏和储能系统。据我所知,到现在为止国家还没有关于光伏发电和储能的政策。对于光伏工程的补贴,并非按照分布式电而制订。即使对于最新的补贴政策,其测算也是按照没有储能的直接并网光伏发电而言的。其实国家对于光伏储能是有补贴政策的。对于无电力区电力建设项目目前属于国家财政部直接拨款项目,仅去年国家就下拨8亿元解决西部四省无电地区的电力建设问题。就政策而言,目前光伏储能的补贴政策仅限于无电地区的独立光伏电站,而未涵盖电网部分。我认为储能对于分布式光伏非常重要,国家应及时出台相应政策。分布式光伏是用户侧的光伏发电系统,通常定在低压电网。尽管在我国,很多中央电网也被列入分布式光伏的范畴。例如IEEE1547,就是通过公共联接点与区域电网并网的分布式电源接入标准。我国的分布式光伏包括离网发电系统,并网的中央下级电网以及多能互补的微电网三类。目前我国在无电地区电力建设方面的分布式光伏属于世界第一,包括独立的光伏电站、互用电源、光伏水泵、村落电站等,且国家财政一直给与补贴。近几年,国家科技部也支持一些离网微电网的示范工程,比如水光供暖项目示范,以及微波站、通讯台站、乡乡通、村村通广播电视等通信电源的分布式光伏项目。各部委支持的分布式发电项目如高压气电站、铁路通讯电源以及与建筑结合的光伏发电系统等,但目前这些大多没有储能。
  在微电网中,分布式发电与储能结合较为紧密。但我国目前的微电网基本上还处在直流主线的阶段,即所有电源先给蓄电池充电,然后蓄电池在通过独立电池向外送电,这种方式水平较低。国际上最先进的微电网方式是交流总线方式,其能源汇聚点在交流侧。直流总线的方式控制系统简单,但缺乏能量平衡,也没有能量管理系统,因而对储能的要求很高,且不能保证负荷的可靠送电,也不能避免光伏电池的浪费。在效率方面,直流总线的效率也很低。直流总线400伏供电半径小于500米,但交流总线供电半径不受距离限制。比如在蒙古,居民居住相对分散,采用的交流总线式光伏对储能量要求并不高。但若采用直流总线方式,则蓄电池电量要比现在高很多倍,且供电半径也不如交流总线方式大,但截至目前我国还没有采用这样的先进技术。我曾经参观希腊Kythnos岛的独立微电网,全部采用无线联网,全部负载和所有发电端均通过无线联网通讯,其控制采用频率偏离的方式,当负荷大的时候,频率下降,电网可以增加电量输出,或者把负荷切离;当负荷小的时候,频率上升,微电网自动增加负荷,保持能量的平衡,这是通信网与电力网的良好结合。尽管该系统规模很小,但完全实现了智能化系统管理,且蓄电池的用量只有48千瓦时。该系统造价成本较低,在保障供电的同时达到实时的动态能量供应,真正意义上实现了通信网与电力网的有效结合。在此,我也希望我国的分布式光伏能向这种方式发展,通过先进的技术、和先进的能量管理系统,在保障高效地供电的同时,保障蓄电池的寿命。
  除了离网微电网,联网微电网也在发展。当电网发展到需要介入的情况下,就需要电网友好型的联网微电网形式出现。RISO实验室就是这样一个项目,它具有66千瓦的可控负荷的风电发电机,拥有液流电池。如果不受控的话,该能量系统的波动就会很大。受控后,当风力发电充足时,蓄电池将能量存储,当风力发电不足时,蓄电池可以输出电能,该微电网可以做到恒定功率输出,因此是典型的电网友好型风力发电。
  还有一种独立的微电网,既可以联网运行,也可以脱网运行。我曾将在国外某再生能源中心参观过这样的独立微电网。该微电网具有多种电源,电压源,以及储能系统。当电网发生故障时,该微电网可脱网独立运行,当电网正常,该微电网也可以向电网供电,保障了安全性,也实现了黑启动。在我国这样的电网还可以起到调节作用,比如白天电价高负荷少,如果向电网反送电不划算,因此可以将电能存储起来,当晚上电价低的时候再用,就相当于零电价。这种形式的储能就将光伏发电演变成了优质电源,实现了离网时保证负荷用电,联网时保证电网友好。在吐鲁番,也有类似的示范型微电网工程,但没有做到黑启动,也没有做到脱网的独立运行。这都说明我国在联网微电网的技术水平尚处于初级阶段。
  对于储能系统,储能的概念一不光是蓄电池,还包括抽水蓄能,空气储能电站,甲烷等其他形式的能量存储。我们可以设想一下,比如水能的存储,制氢,制甲烷等,可以联网通过电网来输送,也可以通过制成燃料输送。电动汽车也是储能的一个新亮点,它可以跟光伏结合,做成光伏充电站,将光伏与储能相结合。
  先进的电池,在储能里扮演非常重要的角色。包括将来的虚拟电站。铅电池可以达到70%放电深度,循环寿命达到4500次,比最多2500次的循环寿命高很多,因此是储能的首选。离网的光伏系统、电动汽车、离网微电网、海岛微电网、高渗透率分布式光伏和联网微电网、智能电网、虚拟电站、光伏制氢、光伏甲烷、和光伏规模化应用等方面都需要储能。储能的应用是向优质能源过渡的必然结果,所以我希望国家能够尽早出台政策,做到上述高水平的离网应用方式,而且能够做出高水平联网微电网的示范。
 
  主持人:
  感谢王斯成老师。2014年分布式光伏第一次在市场规模上超过了原有的并网规模电站,达到了7.9GW,由于我们的政策配套和相关环节还没有完全展开,所以市场对整个分布光伏还处于一种摸索和思考的状态,但这个恰恰给也给我们提供了非常难得的机遇。
  太阳能建筑一体化项目一直由科技发展中心来负责,我们今天也非常荣幸地请到了科技发展衷心的梁浩博士,请他为我们从建筑、太阳能储能微网的角度,谈谈他的感受,有请梁浩博士。
 
  梁浩:
  大家早上好,非常高兴今天有这样一个机会,与大家交流在住房城乡建设系统有关分布式能源储能以及绿色建筑方面的工作和体会。2013年住建部会同国家发改委颁布了绿色建筑行动方案,这标志着住建部将绿色建筑工作推进到了政府层面。在过去的一年中,已有28个省制订了绿色建筑的任务目标和推进工作。住建部将可再生能源的规模化运用、绿色农房、绿色生态城区等囊括在绿色建筑的广义概念中,并提出了十二五期间,完成新建绿色建筑10亿平米,到2015年要达到绿色建筑、公共建筑和公共机构的改造1.2亿平米、农民危房节能改造40万套的计划。这些任务都为分布式光伏与储能带来巨大的机会。
  截至目前,新建绿色建筑10亿平米的计划量只完成了2亿平米,住建部计划将在未来两年内完成不少于200万平米的绿色生态和绿色建筑产业示范区,将绿色节能、可再生能源当成一个产业来进行试点,并力争在山东、江苏等地进行产业化,形成新的经济增长点。在绿色建筑与分布能源结合方面,首先,住建部将持续推进绿色生产区域。我国目前的绿色生态城区生态脆弱,基础设施薄弱,我们希望将光伏与技术性改造能形成一体化的商业模式并进行推进。其次是实现所有新建建筑都按照绿色建筑星级标准建设,将节能减排目标落地,在绿色生态城区推广使用清洁能源和可再生能源。
  在绿色生态城区中,首先要进行能源规划。现有城市有整体规划,但缺乏统筹的城市电力和可再生能源的应用规划。我们希望从整个城区的角度,统筹考虑太阳能、风能等储能,规划出能源基础设施,完成城市能源的中等规划。以前的城市能源多为供应式,我们提出需求式能源供应规划的概念,希望把储能、节能等新技术本身看作一种能源,这就将大大削减城市的负荷。我们设想可以将第三次工业革命、可再生能源规模化应用、储能、分布式能源这些概念,与绿色生态城区结合,并在绿色生态城区进行能源试点。我们把产能、功能、用能、蓄能、节能称做“五能合一”,从而实现热力网、信息网、电力网的三网合一。由于城市的负荷多样且始终在变化,通过能源互联网的手段,可实现能源的有效调动。
  我们还发现在城市供能、水资源供应这些有基础设施收费权的领域,更利于形成能源互联的商业模式。所以我们设想在绿色生态开发区中,将城市的基础能源设施交给城市基础供应商进行能源的统筹调动。我们设想了以管理层、核心层、框架层三个层次为基础的城市微网系统,核心层包括光伏、小型风电、燃料电池及储能系统,框架层为分布式热泵、多种热源的能源总线。管理层为具备泛在网技术的系统。目前围绕这个系统我们已经进行了立项,即将进行进一步的商议。
  我还想谈一下节能改造的话题。截至2013年,我国既有建筑面积达530亿平米,节能率不足30%,下一步的工作重点将围绕老旧城中村的改造工作进行。我们希望逐步进行高能耗建筑的改造,并通过既有建筑节能改造拉动部分就业。目前住建部正在进行采暖地区节能改造工作,这项工作资金投入巨大,中央和地方财政都很紧张。我们设想是否可以为这类节能改造找到合适的商业模式。根据我们曾推动的光伏建设一体化应用项目的经验,我们认为国家可以将光伏项目与既有建筑节能改造结合起来,利用光伏电量的收益作为节能改造的资金。实现光伏建筑一体化后,就可以更好地推动既有建筑节能改造工程。我曾经粗略算过,这种模式大约6年可以收回成本。通过对老旧小区改造,发电量可自用也可销售,或采用能源管理模式,这都是一种可行的商业尝试。
  随着光伏成本的降低,我们认为可以将绿色建筑节能项目中加入光伏,实现绿色建筑与光伏的结合。近期住建部正在进行光伏建设应用系统的试点,通过将绿色建筑的星级评定和光伏的星级评定综合考量,推进建筑与光伏的结合。此外在绿色工业建筑评价标准中,住建部也希望与光伏评价相结合,从而推动建筑光伏的应用。
  谢谢大家。
 
  主持人:
  听完梁浩博士针对光伏建筑与储能的发言,我们对中建部还是非常期待的,我们非常期待未来得建筑部能够带给我们惊喜。在绿色生态城区方面,目前他们正在和财政部有进一步的沟通,希望拿出更切实的补贴政策。再一次感谢梁浩博士刚才精彩的发言。
  在我们整个光伏分布和储能系统技术推进过程中,少不了国际合作,今天我们非常有幸请到了日本的松下集团的花房寛先生。现在我们有请花房寛为我们发言,有请。
 
  花房寛:
  各位早上好,我叫花房寛,来自日本松下集团。我演讲的主题是松下智能能源系统。首先我介绍一下背景,尽管现在我们的生活更加便利,但碳排放量却增加很多,而且正在毁坏我们美丽的地球。我们必须减少碳排放,并使之降低到工业革命前的水平,这样才能够挽救我们的地球。为减少碳排放,松下集团提出了一系列能源解决方案,松下集团围绕这些方案做了如下三个步骤:
  第一步我们实现了太阳能光伏系统的并网,尽管这是正确的可再生能源利用方式,但也给电网造成了不稳定因素;第二步我们实现储能系统的并网,有了储能系统使得电网更加稳定,能够实现更多的可再生能源并网;第三步实现了智能能源系统的并网,这个先进的系统能够使绿色能源实现更高效地生产和消费。松下已经建成了这样的绿色能源园区,并实现了通过智能能源系统高效生产、储存和消费绿色能源的目标。
  在过去的一年中,松下共申请了218个有关智能能源系统的专利。我们的大型智能能源系统包括若干个能源子系统,比如锂离子电池系统、直流功率配电系统、太阳能停车站、太阳能充电站、以及1兆瓦的光伏太阳能系统、建筑能源系统等。SES作为控制系统,管理着整个子系统,负责把所有系统的数据收集到一起并发出数字信号。智能能源系统可以把每月耗电量通过削峰来进行调节,白天节电,晚上放电,半夜还可以通过电网进行充电,从而实现削峰填谷。
  松下希望将这套解决方案推广到全球,根据不同市场开发不同应用。在建筑、医院、学校有住宅等领域中,该系统可以发挥重要的作用。我们也希望能与更多的合作伙伴共同来开发这些应用,通过松下的智能能源系统,来帮助全球各地减少碳排放。
  谢谢大家的倾听。
 
  主持人:
  感谢花房寛先生带来的精彩发言,为我我们带来了前期设计,尤其是系统设计方面的一些经验,感谢他的分享。
  今天我们请来的莱茵这个TUV这个公司李卫春先生,来为大家进行下一个环节精彩的演讲,现在掌声有请李卫春先生,谢谢。
 
  李卫春:
  大家早上好,我是来自于德国莱茵(上海)技术有限公司的李卫春,接下来我给大家介绍一下光伏储能系统设计应用。两天以来,来自各方的专家都对储能系统、储能的新产业方向和市场应用等方面作了诸多介绍,我将从储能产品及新技术的应用,以及进入储能市场面临的挑战等角度和大家进行分享。在讨论光伏储能系统之前,我们先了解一下目前市场上应用的储能技术和一些相关储能方式。储能的方式主要包括抽水储能,飞轮储能、超导磁储能以及硫电池储能等。飞轮储能方式的造价比较高,使用较少;抽水储能和空气压缩储能等储存容量更大,利用更广泛。这些储能方式在一些海岛的远程控制和应用方面,包括优化电源质量和保持电网稳定性方面都发挥着重要的作用。
  从全球市场分布来看,储能技术的应用正在逐年增加。截至2013年底,全球储能的应用量已经达到了118千瓦时,预计到2015年能达到200千瓦时。在全球电力系统中,电泳机车和铁路UPS,以及一些电子产品的供电,都有储能的身影。通过分析我们发现,储能在发电系统中的作用包括:在发电侧做能量管理,包括跟踪、调节、平滑输出等;在整个传输和配送过程中,提升系统可控性,同时在用电端也较依赖储能。
  目前参与制定储能相关标准的国际机构主要有国际电工委员会,IECTC120;配套和合作方面的组织机构主要有TC22,TC82等。针对整个国际和全球市场,德国在储能领域一直处于领先地位。2013年5月1日,德国能源署颁布了新政,并针对光伏发电储能给予每年200美元的补贴。
  在5Kw至30Kw之间,储能的应用方式多为电池方式和分离方式,其中以锂离子电池方式最为常见。100千瓦以上的应用方式较多,根据不同的技术可使用不同的方式。但若建立新的储能系统采用直流方式,则将面临系统匹配度、软硬件、控制、供电模式等诸多问题。
  光伏储能系统对于储能系统整体而言,具有调频、调峰、提升电源质量、提升电网应急应用的作用。在整个光伏系统中,核心部分以PCS为主导,方式有电网方式或者单向重叠、双向重叠等方式。
  通过分析我们了解到,在工作情况下,光伏系统进行光伏侧和储能侧供电。在离网状态下,光照充足时的典型工作方式是光伏侧供电,同时给储能充电,并给电网输电;光照不足时可以用储能供电,也可以用电网供电,或者用电网给储能充电。多样化的供电模式为系统功能带来了诸多挑战。且从系统的硬件结构来看,如果设计成并网方式,就要考虑其安全性,以及能否有效离网。因此需要在电网处增设电网开关,控制系统软件也要设置相应功能。
  对于一些主流的市场,如德国、日本、北美、澳洲等地,已经对光伏储能系统进入市场作出相应规定,如果带有双向储能、双向充电的光伏储能系统,需要考虑624771:2012标准,但如果要进入日本市场,还要考虑62040.1.1标准。
  对于新能源的产品,包括风力发电,包括储能和燃料电池,除了日本和澳洲市场外,并没有特殊的有关电池性能的法律法规。针对于市场上主流的动力电池也没有统一的考核标准体系,目前只有PRIEC62619草案;如果要进入日本市场需要考虑SBAS1101标准,如果进入北美市场要考虑FCCPART15标准,要进入欧洲市场还要考虑到电池植入风险的问题,如果需要航空运输,还要考虑航空管制条例;但如果涉及到接入电力网,还要考虑不同国家的电网接入要求。
  美洲、欧洲、亚洲、大洋洲等地,对电力结构的标准不尽相同,在全球范围内,标准最完善当属欧洲地区。中国2013年也出台了GB-7标准,该标准对于接入系统而言。对光伏储能和光伏应用来说,需要区分低压电网和中央电网,且光伏电网应用越发达的地方标准就越详细。
  莱茵技术针对太阳能系统应用,在四个方面进行技术管理与评估,这四方面包括:光伏零部件、光伏电子经济产品、电网侧到接入侧产品,以及整个光伏电站。目前莱茵技术提供的相应服务都得到了国内外众多同行的认可。
  我的介绍就到这里,谢谢大家。
 
  主持人:
  谢谢李卫春刚才精彩的发言,稍候我们将进入到二十分钟的茶歇时间。
  另外还有一个通知,明天报名参加天津考察的加班,请在茶歇时间,在注册处进行登记。
  期待20分钟以后和大家共同分享接下来的经验。谢谢大家。
 
  (茶歇时间)
 
  主持人:
  接下来我们有三位发言人,第一位是来自珠海兴业太阳能的罗多女士,她们主要是做岛屿型能源系统,同时也在太阳能方面做出了突出的贡献,下面由她来分享她们的经验,谢谢。
 
  罗多:
  各位朋友,大家早上好。首先要感谢主办方邀请我来跟大家分享兴业太阳能目前做的一些关于智能微电网方面的工作。微电网如果没有储能将永远处于并网模式下,这也与“微电网”这一概念不相符。因此,并网和孤岛将是微电网必须具备的两种模式。从发展方向看,并网多为有外网的分布式能源模式,而孤岛模式这种离网微电网则是目前智能微电网发展的重点,也是可以进行商业化运作的模式之一。接下来我将就兴业太阳能在这方面的工作进行分享。
  我们在2009年开始运行智能微电网项目,地点选在珠海辖区的一座独立海岛上,该项目也成为中国首个商业运行的孤岛型智能电网项目。经过实际考察我们观察到,该岛全年电力负荷很大,但全天的负荷较为规律,这与该地区游客作息关系密切,因此我们根据这一特点为该岛匹配相应的电网结构。在经过一段时间的调查研究后,我们建成了微电网,并根据不同功能区域配备了不同的电力设施和装备。该电网采用分层式结构,这种结构相对保守,但安全性较高。其结构优势在于:子网和母网之间可以进行调动,子网和子网也可以进行调动,可以任意扩容,相互之间又单独可控,如果某一个子网出现问题,不会影响到母网或者下一个子网,同时母网出现问题子网也可以自己运行。母网主要是地面光伏、柴油机以及储能。我们无论在哪一个级别上建立子网,都能保证整个电网安全且可以独立运行。
  该电网的能量管理系统分为五部分,包括数据采集、数据监控、发电端与储能端的智能控制和光伏电站的控制。储能也在该能量管理系统控制之下,可以控制储能充放电、检测周围环境等。可以说我们所有的设备都实现了自动化,而且我们提前实现了电力系统的估算,包括太阳能辐射和用户侧等的估算。通过这些估算,我们可以对下一步指令做出判断。该项目运行四年,已经实现了对负荷的自修复,以及对储能的预测,但还未实现对用户侧的预测,我也希望我们的下一个分布式的光伏微电网可以实现这一功能。
  通过对该海岛微电网的分析,我们还发现,在冬天也即是旅游的淡季,道上的光伏是消纳不完的。经过统计,全岛的可再生能源已经达到了全岛能源消耗的71.39%。而通过微电网项目后,该岛的发电成本有了明显的下降,柴油机等发电设备的利用率明显增加,这也对该岛的生态环境做出了很大的贡献。
  基于对上述海岛微电网的数据分析,我们认为可以将对珠海海岛的柴油机改造成微电网的模式运用到太平洋岛屿上。珠海海岛项目总投资为两千万,经过上述的商业运营,预计5年内即可收回成本。另外,对于海岛微电网而言,建筑、设备等在自然环境下被损坏、腐蚀等的问题也应综合考虑,特别是一些相关标准的制订上,也要有明确的标准。
  最后我想说,智能微电网一定会给各种可再生能源带来美好的未来,也希望我们共同努力促进行业发展。谢谢。
 
  主持人:
  感谢罗多女士刚才精彩的发言,她是我们今天的第一位女性发言人,她的发言也非常具有诗情画意。
  接下来我们请到了中广核太阳能的谢彬博士,他们的项目也获得国家能源局的重点补贴,在储能项目上有很多经验。下面有请谢彬博士。
 

  谢彬:

  大家早上好。我是中广核太阳能有限公司的谢彬。下面和大家分享一下中广核太阳能公司光伏微电网在储能方面的技术与应用的一些经验。中广核太阳能公司是中广核集团的二级子公司,是中广核集团在太阳能产业唯一的专业投资平台,主要业务是电站的投资和运营、光伏光热项目以及微网项目。下面我介绍一下我们在大型微电网电站运营的主要难点。第一个难点是大规模微电网系统需要同步机特性的多机并接运行,由于现在我们并不具备同步机特性,所以其实限制了组网规模和组网方式,也影响了组网的应用和拓展性,另一个难点是对于光储能峰巅控制。

  因为光伏发电的特性是随机波动,需要进行大功率跟踪,因此蓄电池充放电需要遵循该特性,光伏电量的变化影响了充放电的控制。我们现有技术还不能兼顾充放电控制及逆变器的运行。而对于逆变型电源来说,只能应用单一类型电压源,并网时候多以电源方式介入,不能实现多种电压源并结组网。另一个难点是频率问题。由于光伏发电和负荷用电是随即波动的,对于电站来说,要保障供电的平稳,同时还需要功率调配和保障安全度,也需要通过电量调控来保障系统的可靠性。实际上对于多源系统来说,它的难点在于能量平衡的问题。因为多源的系统需要能量管理系统来进行协调。而多源的连接、多态的共存、多源的并接等,这些都需要根据设备状态、用电需求等情况进行统筹管控。

  我们认为大型光伏离网电站的关键技术包括设计的优化,合理的配置,以及善于使用设备运行模式等。我们采用的方案是黄河储能,通过科学的搭配,对于储能的充放电特性进行充分的应用,在这里储能相当于负荷调配的结点。然后通过平抑波动、平衡功率等方式,对能量进行智能的管控。对于高渗透率电源构建的微电网,频繁的大幅度剧烈波动,需要设备能够快速反应,能够平衡这些光伏发电的剧烈波动。而储能在高渗透率构建的微电网中,提高了系统的稳定性、可靠性以及效能。

  储能系统的主要层级有:电池管理层级,简称EMS,用于对所有能量和负荷预测进行调度;另一个是PCS的管理层级,主要是对电池的控制和对能量系统的调度,能够随时平抑各种负荷和发电的波动。中广核做了很多示范项目,包括青海玉树曲麻莱县的7.2兆瓦项目,以及另一个3兆瓦的项目。

  下面我将重点介绍一下青海玉树曲麻莱7.203兆瓦项目的基本情况。曲麻莱县的总变压器容量约为5.6兆伏,之前是通过自取水电网进行供电,根据电力调配大约每三天可以给曲麻莱县供一次电,供电量约为600千瓦。中广核为了解决曲麻莱县长期不能稳定用电的问题,申请了离网电站项目。

  我们的7.203兆瓦供电项目的配置是:5兆瓦时的锂电,20兆瓦时的储能系统,7兆瓦光伏发电系统。我们采用集装箱式的用电器,电站的技术特点之一是采用了微电网架构,实现了大规模的光储电站;同时采用了多维动态的EMS系统来实现智能管控,保证了系统的高可靠性。目前该电站已经运行了半年左右,能够持续为县城供电。通过该项目的实际运行情况我们发现,无柴油机的大型离网电站在技术上是可行的,而且比较可靠。

  同时我们也发现一些问题。首先是锂离子电池和铅酸电池的混合结构对整个系统可靠性有明显的提高,且储能温度分布对电池性能影响也很大。所以在大规模系统运行过程中,和铅酸电池的加热负荷很高,这主要是由于地处高海拔地区,温度特性较差,电池电量必须分出一部分对整个系统进行加热。

  储能系统在整个电站中担当了电压源的角色,它对电力系统稳定性有着巨大的影响。而用于检测电子电源和温度的铅酸电池储能系统不如BMS系统可靠。因此该系统的BMS层级仍需进一步提高和完善,才能使电池的效能发挥到最大。

  在这种大规模离网电站中,我们又增加了远程监控、诊断和升级功能,这对于偏远地区商业化运营十分重要。但该电站的远程监控能力、故障分级和大数据处理能力,以及自学习能力,和EMS都有待提高。同时大型离网电站对设计、施工和设备要求也很高,要在项目前期的开发阶段做好充分的准备。

  谢谢。

 

  主持人:
  感谢谢彬先生刚才精彩的发言。接下来有请北京索英电气技术有限公司董事长王仕城先生,他演讲的题目是《分布式发电技术经验及案例分享》。
 

  王仕城:

  感谢各位。我是中关村储能联盟的副理事长,在这里我想从产能角度跟大家做一些经验的分享。索英电气从2002年做光伏和储能,最早的光伏网在2013年开始投入运营。

  下面我跟大家分享的是无电地区的案例。索英电气在青海的一个项目位于杂多县海拔4500米左右的位置,该项目包括3兆瓦的光伏和3兆瓦的储能。我们配备了一条长约十公里的供电线路,整体形成了一个微电网的系统。该项目2013年11月13日开始试运行。由于锂离子电池对温度比较敏感,特别是高海拔地区,房体的保温效果更好,且成本相对较低,因此索英电气采用房体来安装储能系统。

  由于青海地区环境恶劣,温差变化较大,施工难度大,因此在施工建设方面成本投入较高,建设工期也较长。但建成后,整个微电网系统的实际容量比刚才提到的十公里线路的负荷要高很多。我认为所有的供电系统最终目标是实现供电,这就需要系统具有高可靠性。该电网截至目前已平稳运行7个多月,可靠性较高。

  我们所面临的困难有以下几点:第一,由于电力电池的设备是无惯性设备,因此当该系统的单一母线上14台大功率电源电子设备一起并联运行时,容易引起谐振等问题,这会让整个系统控制处于失效状态。第二,当系统进行强势供电时,需要设定特别的蓄电池维护模式。另外,当系统的所有变压器远远超过系统能量时,在自动化的监控系统方面,我们就需要考虑在何种模式下要通过人工干预哪些作业。因此这也说明就这种微电网工程而言,从前期的规划到整个施工,以及调试过程中,会遇到很多没有考虑到的问题。另外我们根据网架结构设计了微电网移动储能车,通过对不同的变压器上负载进行补偿和平衡,保证了上述电网的平稳运行。

  我们在河北建设了锂电和光伏的复合储能系统,基本实现了储能带光伏独立黑启动。我们也曾经与宝马合作智能微电网项目,这也是对V2G商业化的一种探索。另外大型新能源的储能系统也将是未来的一大热点。目前储能是无电地区光伏、风电或者微电网的必要之选。而对于城市分布式发电而言,未来的发展趋势应该是城市的分布式发电能与电网友好互动,高峰可以通过新能源进行发电,通过储能提升电网的负荷能力。我认为这是储能系统的价值体现,也是推动城市分布式发电规模化发展的必然。

  我个人认为储能技术可以更好地助推分布式发电发展。我期望在行业发展初期,大家多做交流,少走弯路,也希望政府能够早些看到产业发展的希望,让大家共同的成长。因此我呼吁同行们能够共同探索出有益的商业模式;同时我也希望大家能够多做一些有益于产业发展的事,让储能得以发展,让行业能够健康发展。谢谢大家。

 

   (午餐及餐馆展区)

 

   主持人:

  大家下午好,我是巴尔能源的刘军。今天下午我们将一起分享两个题目,一个是光伏和储能的结合,第二个是光伏、储能以及金融创新领域如何结合。现在我们有请追日电气代表与大家分享微网系统、光伏微网在电力能源升级中的经验。谢谢。

 

  追日电气企业代表:

  很高兴有机会与各位嘉宾进行交流。下面我将简要同大家分享一下追日电气所做的微网方面的经验。

  微网是一种分布式电源,它将储能装置与能源分布装置相结合,从而实现自我控制与保护。在未来的能源结构中,微网系统或者分布式系统占比将会越来越多。目前应用的微电网是通过可控的方式,将生物质发电、风力发电、光伏发电、水力发电等多种能源通过通讯、监控进行综合的系统。

  微电网作为分布式电源介入电网的一种形式,可以实现多种能源协调控制,也可以提高供电的可靠性。单独的光伏受天气或环境的影响较大。微电网配合储能以及燃料电池,如汽轮机等,即可提供可靠稳定的电源。

  追日电气从2002年从事电网谐波治理技术,之后逐步延伸到电动汽车充电以及整个网络的动态监测、分析诊断、技术开发方案设计等综合性服务。在国家大力发展电动汽车产业的环境下,如何把光伏发电与电动汽车很好地结合,一直是我们思考的问题。作为设备供应商,我们要完善技术设备,并为提高系统稳定性提出可行的解决方案。

  储能系统是新能源领域与电网相结合过程中一个比较重要的环节,例如储能就可以很好地为接入电网的光伏发电和风电提供稳定的输出。在微网的实施过程中,我们遇到很多有关负载的问题。在微网系统中有各种各样的负荷:直流的、交流的、冲击性的、非冲击性;同时使用的设备也不尽相同:比如电灯、加热器属于交流负载,它们是同向的,一般不存在冲击性;而电感性负载和电力电子类负载则会产生冲击性。这就需要在匹配过程中进行设计和考量。有一些客户希望把光伏量引入到启动电机,起动这种带有冲击性的负荷则需要重新进行技术设计,因此我们会针对不同工况、不同电机的电流特性进行重新设计和匹配。

  我们设计的系统力图减少冲击力负载的应用,因为在目前的微网和离网系统中,光伏储能方面使用的储能电池以铅蓄电池居多,在大电流负荷情况下对铅酸蓄电池的平衡性管理目前仍是难题,这就很容易造成系统故障。因此在设计时或实践过程中,就需要对蓄电池的容量进行计算,包括考虑蓄电池的放电深度、环境等因素。

  通过分析我们发现,在微网系统的故障中,设备故障占比较大。这主要是由于在实际运行过程中,可能打破电池原有的管理模式,影响电池与系统的匹配度,同时在大电流放电或超负荷运转的情况下,控制器等设备也会造成相应的损坏。另外,在设计方案中没有考虑到环境的因素,以及系统中每一部分是否都能适应超负荷运转状态等,都是造成微网系统设备故障的原因。因此对于常见故障,我们会在系统运行中为客户提供完整的解决方案,如蓄电池的检修,电池漏液的处理,以及避雷针的使用等。

  谢谢大家。

 

   主持人:
  感谢追日电气这位同事给我们带来的精彩演讲。今天是个非常好的机会,大家能够从实战经验上,针对储能领域进行相互之间的交流。
  我在欧洲的实惠看到很多屋顶上都有储能应用,今年在国内的一些孤岛上也看到了一些相关项目经验,相信我国的企业也可以迅速在这个市场中获得很好的位置。
  接下来我们有请阳光电源的余勇先生,他将为我们介绍大功率储能PCS关键技术。有请。
 

  余勇:

  阳光电源成立于1997年,主要从事太阳能、风能、以及储能等可再生能源研发生产销售及服务。目前我们已经在全球安装了8GW的光伏逆变器,包括大功率和小功率的微网逆变器。同时我们也是光伏逆变器国家标准的制订单位。我们三大主要业务是光伏发电,风力发电和储能业务,同时也向客户提供整个光伏系统的解决方案。

  PCS作为蓄电池、交流负荷以及交流电网的转换环节,其主要模式包括:1.功率模式,作为职能部件接受系统的调度;2.调频调压模式,即按照电网的实际情况,决定功率的输出;3.孤岛模式,在脱离大网的情况下,自主主网或自动同步重新并网。随着储能系统功率等级不断扩大,以及电压等级的不断提高,我们将推出模块化的PCS系统结构,作为下一步的发展方向。另外,我们针对多台逆变器集中并网特点,改善逆变器在分布式并网的介入性能。这主要基于:1. 多逆变器的变网过程中,容易引起电网系统的谐振;2.电压对负荷敏感会造成全局性的系统谐振。随着电力电子设备在电网末端的集中使用,并网的谐振问题日益严重。通过研究我们发现,逆变器本身的控制问题、载波不同步、电网电压的背景噪声都会造成谐振。

  我们的方案是采用电容、电压反馈的方式,通过一阶微分控制,在谐振波峰处产生一个环节抵消谐振。增加一阶微分控制后,谐振得到明显改善。据此我们得到如下结论:在微网中,由于并联逆变器各自的控制信号、载波不同步,此时逆变器可能会发生谐振、且高、低频都可能产生谐振峰。同时控制算法对微网逆变器的谐振影响较大,不同控制算法、不同控制参数均会导致不同谐振特性。由于负荷存在多样性,导致电压波形控制产生明显变化,现有的电压控制方法不再适用。

  随着电网容量不断扩大,PCS的并联技术成为焦点。我们采用了虚拟电流的方式,即相当于在PCS输出端增加虚拟电流,通过调整输出电流达到目的。由于虚拟同步发电机有很好的故障恢复能力,我们希望通过对虚拟同步技术的研究,利用电源电子装置的一些特性,使PCS设备能实现虚拟同步发电机的特性。

  通过推演我们发现,在单台或者多台情况下,可以通过对功率的均分和下垂,实现自主调频。所谓虚拟同步,是在一次调频的基础上,通过增加虚拟惯性环节,达到明显改善系统动态性能的母体。通过测试我们看到,单台VSG并网实验中,虚拟同步发电机带有惯量的下垂方式,对动态负荷和冲击性负荷的响应非常快。我们采取上述VSG的控制方式,解决了微电网和大电网的无缝切换,并实现了柴油发电机组、小水电等一些小功率分布式发电电源的并联运行。

  谢谢大家。

 

  主持人:

  感谢余总的精采分享。德国光伏发电在中午的时候大概能达到50%的电量,这说明了接下来储能大规模的应用时代将会到来。

  接下来我们有请电巴新能源王德晨先生进行分享,对他们大巴充电站项目结合的案例分析,欢迎。

 

  王德晨:

  大家下午好。首先我向大家介绍电巴新能源的发展历程。2001年,公司董事长张建平在兰州成立了兰州开创科技有限公司,并于2005年在兰州设立了世界上首个充换电站。2008年北京奥运会期间,我们公司研发的电动巴士以及电池快换系统服务于北京奥运会,这也是世界上首次大规模采用电池快换更换方式为电动车提供动力电源的案例。2010年,我们为上海世博会和广州亚运会提供服务。2011年我们在宁夏宁东充换电站正式建成运营,可同时为100辆电动公交车和2000辆环卫车提供电池及换电系统。2012年至今,我们为抚顺、银川、南通、大连、唐山、赣州、昆明、沈阳、天津等五十多个城市提供产品和技术解决方案。

  我们的整个车间南面都铺满光伏电池板,总装机能量达2000千瓦,年平均发电190万KWH,可作为光伏发电站提供整个工厂的用电负荷,并利用储能逆变器,把多余的电能储存起来。整个系统由智能能量管理系统和监控后台控制。厂区内还有50KW的风力发电系统、2MW的光伏电网系统和3MW的储能电池系统。白天,系统优先利用风光发电系统的电量,为挂接在交流母线的厂区提供电力;夜晚,储能电池、电动汽车电池作为储能系统,为交流母线负载提供电能。整个系统的储能规模为3MW,储能单元为磷酸铁,储能控制器阳光能源SC500。

  我们的电动出租车项目运营车辆达100辆,日均单车行驶里程300公里,日经济效益预测为600元。电动车用车换电站可24小时连续更换,且采用集成方式现场安装,安装仅需七天时间,同时也便于迁移。另外占地面积仅60平方米,可以安装在加油站、高架桥下,火车站和购物广场等场所。我们目前使用的主要车型北汽E150和力帆。电动出租车可以通过光伏发电为电池充电,天气不佳时,使用储能系统电源,这样将绿色能源与绿色出行的结合。希望我们与在座的各位行业同仁一起努力引领行业的发展,用创新来创造未来。

  谢谢大家。

 
  主持人:
  好,感谢王先生。没有想到第一个电动车的充电站是出现在咱们中国的兰州。前几天我看到莫斯科的一个采访中说到,未来将会公布所有的充电汽车技术,给各个公司共同去免费使用,从而跟燃料汽车形成竞争。今天看到上海电巴新能源公司已经做了这么多尝试,相信实践与理想结合就在不远将来。
  现在有请国际新能源研究院的院长芮所长给我们介绍关于国际储能方案以及一些经验,感谢。
 
 

  芮春保:

  各位嘉宾、各位朋友大家好,非常高兴参加2014国际储能峰会。我的报告内容是基于用户侧分布式的智能光储加储能解决方案。首先介绍一下我们公司。国机新能源由苏美达集团组建。江苏苏美达公司成立于1978年,是一家多元化、国际化现代制造服务业集团。我们的定位是新能源解决方案的供应商。我们从事电池研发与制造、电站的系统集成,以及投资并运营国内、外电站等。新能源是国机能源在技术研发与产业孵化方面的重要功能平台,主要以市场为导向集成研发,以推动模式创新,及新能源产业技术的创新,并促进行业技术发展。我们的目标是降低新能源发电成本,提供能源使用率。目前主要合作伙伴包括南京航空大学,东南大学等。

  目前电力价格持续上涨,发电成本和三网补贴等持续下降,且由于光伏发电与电力消费结构的不同步,以及峰谷电价等问题造成居民用电成本较高,我们的解决方案始终围绕着降低用户使用成本、提高电网友好性、以及提高应急电源保障这三个方面。

  解决方案的基本工作原理是:上午,当太阳能发电时,电能先供负载使用,负载不能完全消耗的电量再进入储能系统;中午,等储能电池充满后,可将电能卖给电网;晚上,由储能供应负载,储能用完后,再通过电网供应负载。我们的特点是采用了自然散热冷却方式,且噪音在39分贝以下,非常适合家庭使用。我们的电池目前有两种配制:9.68千瓦时和7.68千瓦时。我们采用三项负载跟踪技术,并可进行电网切换,目前可做到十台多机器并联,配置灵活,可以覆盖到一些小型或者中型商业用户。我们使用的是同德国公司共同开发的在线监控系统,项目的投资回报约为10年。我们希望随着第三次工业革命的到来,我们的解决方案能够成为互联网能源的支撑点之一。

  如果电网发生了故障,我们将采取UPS功能或离网功能,以保障家庭基本的用电要求。我们在全球安装了三千多套该系统,并一直在跟踪测试使用情况。在用户体验方面,我们也在持续进行技术创新,特别是与互联网和智能手机结合方面。因此,我希望我们的解决方案可以更好更安全地实现我们的目标。谢谢大家。

 

  主持人:

  感谢芮总。

  接下来的环节应该是咱们这个活动画龙点睛的活动了,也就是金融创新。那我们现在就邀请VDE上海公司总经理韩强博士来给我们讲讲,光伏加储能创新模式,对于它的融资这块的创新模式。欢迎。

 

  韩强:

  大家下午好。VDE的前身是德国电气工程师协会,共有电气工程师会员三万六千人、公司会员一千三百家,VDE致力于提高德国电气工业的竞争力。现在更名为电气电子信息技术协会,主要为各相关行业人员沟通起到桥梁的作用。VDE还协助制订电气方面的一些标注,并出版专业书籍,同时在全球各地建立实验室,进行相关实验。

  VDE的主要业务包括:1.科学教育;2.标准制订;3. 测试实验室;4.融资支持。VDE在光伏方面拥有来自美国、新加坡、中国、德国的合作伙伴。在德国,安装失效、设计缺陷和火灾等都是光伏电站安全性面临的重要问题。因此我们对于光伏电站的评估,是从元器件开始的,同时元器件的选择、系统设计和建造、安装也同样重要。当银行考虑对电站提供融资时,通常会考察电站的业务计划、团队、业务模式等方面,但对于专业技术则会求助于类似VDE这样的机构。

  电站要通过更高的质量融资,增加投资者的信心,就需要较为全面的质量保证方案。VDE推出光伏电站的质量保障服务,可以根据投资方和股东的特殊要求而量身定制。一种服务是在电站计划时开始,另一种是在电站建好后开始。该服务在确保安全的前提下验证系统的发电量,从而降低投资风险。在检查文件完整性阶段,最基本的要求是所有的元器件和部件都必须满足相应的产品标准,并获得中立第三方认证批机构批准。审核阶段将对施工、组件安装等现场情况做书面审核,并检查所有文件记录是否完善。在实验室和现场还要分别进行检查验收,以确保电站达到设计要求。在发电量评估阶段,则要评估实际发电量与理论值是否一致,

  一般的储能系统若要进入融资阶段,还需经过安全性、标准化和业务模式三方面评估。安全性标准非常重要,即使每个部分的安全性能达标,但整体的安全性仍然有存在风险的可能。目前,VDE已投资了一千万欧元的实验室,对于技术方面的风险进行相关方测试。

  谢谢大家。

 

  主持人:

  好,我们感谢韩总。其实韩总今天讲的东西,我特别有感触,因为我们以前在欧洲做的大量电站,在操作最开始的时候也不懂得标准和流程,也没有做检测,后来在银行贷款的时候就发现了问题,以至于我们后来又重新补做了认证,才得到了贷款。

  下面有请黄总给我们分享分布式光伏电站的投资实战经验,大家欢迎。

 

  黄龙星:

  各位来宾,大家下午好。我将与大家分享一下顺风光电关于分布式投资方面的经验。我们主要从事太阳能电站建设以及运营方面的服务,包括太阳能生产与制造、太阳能储能与光伏一体化业务,其中又涵盖电池生产制造和电站投资两部分。顺丰光电是2014年3月26日正式更名为顺丰国际的。公司通过先进的技术,致力于改善中国乃至全球未来的能源供应结构。

  顺风电力公司是顺风旗下分布式电站投资建设的一个专业性公司,服务于分布式电站投资。分布式发电系统倡导就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的原则,充分利用闲置屋顶、车棚等载体,利用发电站发电高峰匹配用户的用电高峰,同时还解决了电力在升压及长途运输的损耗问题。2014年3月李克强总理的政府工作报告提出提高非化石能源的发电比重,发展分布式能源,鼓励发展太阳能,吹响了光伏发展的集结号。但目前光伏的发展还只停留在自发自用的阶段,没有吸引企业家进行大规模投资,而对于自发电企业投资,已存在比较合适的投资模式。有政策规定,在条件成熟的地区可以探索商业用户与分布式发电企业之间开展的直接交易模式,并通过价格杠杆明确了电量补贴,补贴标准为每千瓦0.42元,年限为20年。但这还需要省、市、县等各级政府出台相应补贴政策,才能够使该政策达到实际效果。

  分布式的投资过程中需要着重分析以下几点:1. 优质屋顶的选择,屋顶面积要大,最好连片开发;2. 屋顶载荷要满足新增光伏建筑的要求,防水情况要好,使用年限要足够长;3. 建筑屋顶远离污染、腐蚀等;4. 建筑物产权要清晰,二十年内无拆迁;5. 企业接入能力要好,并且如期支付电费;6. 屋顶企业信誉要好,合作基础牢固。

  投资包括建设成本、运营成本、售电收益和财务成本。售电收益包括光照量,等量发电的小时数等。分布式发电推崇自发自用一并上网,自发自用部分收益由用户电价和国家补贴加地方补贴构成。扣除星期天、节假日、或者检修日等,自发自用的比例期望值应该在80%以上,如果低于这个条件,收益率会迅速下降。因此我希望国家补贴政策能向光伏稍作倾斜,让光伏的投资价值更高一些。在此也希望银行能起到杠杆作用,来平衡光伏项目的投资。

  分布式光伏电站和储能的结合,就是把间隙性能源变成永续能源,变成真正让用户和供电部门都能接受的电能,这也是我们未来发展的方向。关于光伏与储能的结合,我们希望在低电价、低用电量时将发电量存储起来,在高电价、高用电量时使用储能。作为分布式电站的投资商,也希望有储能公司可以一同合作解决这一问题。

  顺风的开发对象选择条件是:1.对国家补贴地区开发;2.经济开发区或工业园区的连片开发;3.大型企业规模化开发;4.高电价区域开发;5.政府公共机构的开发。我们以华东为主要市场,合作方式为共同开发互补合作。对于分布式光伏发电的投资,我希望大家采取谨慎乐观的态度,在确切评估风险后在进行投资。

  谢谢大家。

 

  主持人:

  感谢黄总,也感谢顺风。顺风在2014年的计划是3.6个GW以上,我相信这个也是整个老牌光伏市场德国最多的一个量了,一个公司干了一个国家的量,这是非常有意思的。

 

  主持人:

  今天下午辛苦了,感谢在场的所有工作人员,包括我们的摄像、工作人员,更感谢今天到场的媒体。希望我们明年这个时候还能够在国家会议中心,探讨更多的商业机会,商业模式,希望能有更多的参与者,来参与我们这个话题的讨论。明年见。谢谢今天所有的到场来宾。

 
(电池中国网站独家内容,如需转载请注明出处。)
稿件来源: 电池中国
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