如今，在能源圈，热度居高不下的非储能莫属。包括山东、山西、新疆、内蒙古、安徽及西藏等十几个省份，相继出台相关文件要求光伏、风电等新能源电站加装储能系统。

       虽然能源圈早就公认“储能是解决光伏、风电等新能源间歇性及波动性，促进消纳、减少弃风、弃光的重要手段”，全面平价时代的临近也让这种优势更加凸显，但由于其技术与成本的限制导致其一直被“嫌弃”。时至今日，官方的集体pick，终于让储能扬眉吐气。

       但储能要想完成从“锦上添花”到“市场刚需”的华丽转变，不仅需要更加清晰有力的政策支持，同时也要通过技术和产品创新来推动光储行业自身的发展，方案如何选？如何融合才能效果最优？融合技术面临哪些挑战？这些都需要一一解答。

图片


图片

一． 典型系统方案有哪些？

       目前，市场上光储融合方案主要有交流侧耦合方案和直流侧耦合方案。

       交流侧耦合方案指光伏和储能在交流侧连接，储能系统可以接入低压侧，也可以集中接入10 kV ~35kV母线。该方案适用于大型光储电站，储能系统集中布局，易于运行管理和电网调度。

      直流侧耦合方案指储能系统接入直流侧，两个系统之间功率转换环节少，能量损耗低，设备投资少。这个方案中光伏逆变器需要预留储能接口。

图片

图片




图片

二． 如何融合才能实现1+1＞2？

       融合方案有了，但融合要想实现1+1＞2的效果，却非易事。


      光储融合技术更加复杂。融合系统需要保障光伏、储能及电网三方的安全稳定运行，需要打通硬件、软件和系统级之间的壁垒。

      光储融合系统设备众多，需要解决不同设备之间硬件和软件的接口兼容性难题。设备往往来自不同厂家，电站设计、设备采购、运营、维护的难度和成本都会增加，最重要的是，不同设备之间的通讯接口方案不一样，集成商需要对不同的协议和接口了如指掌。

      因此，光储融合不是光伏设备和储能设备的简单物理组合，而是要依靠技术上的深度融合, 才能实现1+1＞2的效果。这些非常考验集成商的集成实力。



图片




图片

三． 低价竞争带来的行业集成乱象

      光储电站建设，系统集成是关键，但国内集成领域存在不少挑战。

      一方面，具备完整的光储系统集成能力的企业不多。不管是技术融合还是商业模式融合，我国储能仍然处于产业发展初期，很多企业在一些诸如光伏逆变器、储能电池、PCS、EMS等单项领域实力强大，但具备完整的光储系统集成能力的企业仍屈指可数。

      另一方面，低价竞标越演越烈，企业被低成本掣肘。目前，国内新能源侧，储能的中标价格已经由2.15元/Wh（EPC价格）降至1.699元/Wh（EPC价格），如果按照足额的容量和循环寿命要求配置，这一价格已经远低于行业公认的成本价。

       而不同场景对储能系统要求不同，储能系统设计与成本没有统一标准，这中间存在的弹性空间，在行业集成能力参差不齐与低价倒逼之下，很容易演变成灰色地带。

     “现在企业招标，电池一般都是6000次循环标准，行业没有统一的考核标准，有些厂家拿着循环寿命低于3000次的电池以低价参与项目投标，我们在价格上当然竞争不过人家。”一位储能资深从业者无奈的表示。

    “当然储能系统集成最关键的还是直流侧的安全管理，也就是电池系统的安全管理，这个需要非常完善的系统保护设计。”上述人士继续说道。电芯、模块、电池簇、电池系统管理，四个层级环环相扣，好的系统保护设计，能够对它们的运行状态实时可知，能够做到故障预警，如果发生了故障，也能够实现逐级保护、快速联动保护。

      否则，小故障也容易演变成大问题。韩国近几年发生的30多起火灾事故，大部分原因就是电气系统设计缺陷、保护系统不过关造成的。

      考验并不是到此为止，还有电池寿命问题，这里就不得不提储能的温控系统设计了。严格的热仿真和实验验证、储能集装箱的风道设计、空调功率配置等等，这些环节不严格把控和设计，很容易导致集装箱内部锂电池温度不均衡，加剧电芯不稳定性。

     笔者就曾遇到过某个4h的储能系统，运行时电芯的温差竟达到22℃，不仅严重影响电池寿命，而且增加储能电站运行风险。




图片

四． 储能系统如何高效运行管理？

      从方案选择到系统集成，光储电站生命周期内安全运行、收益最优化还与整个储能系统的运行管理息息相关。

      相较于传统的电站经济性调度模式而言，光储发电系统在进行调度的时候，需要充分考虑到储能电站内部电池、变流器的有效管理问题，这样才能提高整个光储电站运行的安全性和经济性。

      这时候就不得不提光储电站的智慧大脑——EMS（能量管理系统）的重要性了。储能如何与光伏系统、电网配合？电池本身该充多少电，怎么充电，如何保障安全？这些都需要一套智能高效的EMS进行综合管理。

      以平抑光伏系统波动性为例，储能系统可以基于光伏发电的光伏输出平滑控制，设置平滑率参数，EMS以平滑率参数为控制目标，对储能系统进行快速充放电控制，使发电系统的输出功率在设定的变化率范围内。

      目前，业内比较成熟的做法是，智能EMS基于光伏功率预测及储能毫秒级响应特性，对光伏系统实现平滑控制，减少对电网的冲击，提高电网运行稳定性和可靠性。同时， 在BMS、PCS与EMS各个层级之间构建毫秒级快速联动机制，最大程度地保护电池及整个系统的安全。

      此外，先进的智能EMS还可以实现多能数字化综合管理，全面覆盖发、输、配、用全场景。

Bugün, enerji döngüsünde, ısı yüksek enerji dışı depolamadır.

      Shandong, Shanxi, Xinjiang, İç Moğolistan, Anhui ve Tibet ve bir düzine diğer il dahil olmak üzere, fotovoltaik, rüzgar enerjisi ve diğer yeni enerji santrallerinin enerji depolama sistemleri kurmasını gerektiren ilgili belgeler yayınladı.

Resim

       Enerji çevresi uzun zamandır "enerji depolamanın fotovoltaik, rüzgar enerjisi ve diğer yeni enerjinin aralıklı ve dalgalanmasını çözmek, tüketimi teşvik etmek, rüzgarın terk edilmesini azaltmak, önemli bir ışık aracının terk edilmesini sağlamak" olduğunu kabul etse de, yaklaşan çağın tam paritesi de bu avantajı daha belirgin hale getirmiştir, ancak teknolojisinin sınırlamaları ve maliyeti nedeniyle "atılmıştır! ". Bugüne kadar, resmi kolektif seçim, nihayet enerji depolamanın kaşlarını kaldırmasına izin verdi.

       Ancak enerji depolamanın "pastanın üzerindeki krema" olmaktan çıkıp muhteşem dönüşümün "pazar talebi" haline gelmesi için sadece daha net ve güçlü bir politika desteğine değil, aynı zamanda hafif depolama endüstrisinin gelişimini teşvik etmek için teknoloji ve ürün yeniliğine de ihtiyaç vardır, program nasıl seçilir? En iyi sonuçlar nasıl entegre edilir? Teknolojinin entegrasyonunda karşılaşılan zorluklar nelerdir? Bunların teker teker yanıtlanması gerekiyor.

Resimler


Resimler

I. Tipik sistem çözümleri nelerdir?

       Şu anda, piyasada fotovoltaik depolama entegrasyonu için temel olarak AC tarafı bağlantı şeması ve DC tarafı bağlantı şeması bulunmaktadır.

       AC tarafı bağlantı şeması, AC tarafı bağlantısındaki PV ve enerji depolamayı ifade eder, enerji depolama sistemi alçak gerilim tarafına bağlanabilir, ayrıca 10 kV ~ 35kV baraya merkezi olarak bağlanabilir. Bu şema, büyük ölçekli fotovoltaik depolama güç istasyonu, enerji depolama sistemi merkezi düzeni, kolay işletme yönetimi ve şebeke planlaması için uygundur.

      DC tarafı bağlantı şeması, enerji depolama sisteminin DC tarafına erişimi, iki sistem arasında daha az güç dönüştürme bağlantısı, düşük enerji kaybı, ekipmana daha az yatırım anlamına gelir. Bu şemada, PV invertörünün enerji depolama arayüzünü ayırması gerekir.

Resim

Resim




Resim

II. 1+1＞2'ye ulaşmak için nasıl entegre edilir?

       Füzyon programı mevcuttur, ancak 1+1＞2 etkisini elde etmek için füzyon kolay değildir.


      Fotovoltaik depolama füzyon teknolojisi daha karmaşıktır. Füzyon sisteminin fotovoltaik, enerji depolama ve elektrik şebekesi üçlüsünün güvenli ve istikrarlı çalışmasını garanti etmesi, donanım, yazılım ve sistem seviyesi arasındaki engelleri aşması gerekir.

      Optik depolama füzyon sistemi ekipmanı, farklı cihazlar arasındaki donanım ve yazılım arayüzlerinin uyumluluğunu çözme ihtiyacı. Ekipman genellikle farklı üreticilerden gelir, enerji santrali tasarımı, ekipman tedariki, işletme, zorluk ve maliyetin bakımı artacaktır, en önemli şey farklı cihazlar arasındaki iletişim arayüzünün aynı program olmamasıdır, entegratörün farklı protokolleri ve arayüzleri elinin arkası gibi bilmesi gerekir.

      Bu nedenle, optik depolamanın entegrasyonu, fotovoltaik ekipman ve enerji depolama ekipmanının basit bir fiziksel kombinasyonu değil, 1 + 1 > 2 etkisini elde etmek için teknik entegrasyonun derinliğine güvenmektir. Bu, entegratörün entegrasyon gücünün büyük bir testidir.



Resim




Resim

Üç. Endüstri entegrasyon kaosunun getirdiği düşük fiyat rekabeti

      Optik depolama enerji santrali inşaatı, sistem entegrasyonu kilit öneme sahiptir, ancak yerel entegrasyon alanında birçok zorluk vardır.

      Bir yandan, tam optik depolama sistemi entegrasyon yeteneklerine sahip çok fazla işletme bulunmamaktadır. İster teknoloji entegrasyonu ister iş modeli entegrasyonu olsun, Çin'in enerji depolaması hala endüstriyel gelişimin erken aşamalarında, fotovoltaik invertörler, depolama pilleri, PCS, EMS ve diğer bireysel güç alanları gibi bazılarında birçok şirket, ancak işletmenin eksiksiz bir optik depolama sistemi entegrasyon yetenekleri ile hala bir avuç.

      Öte yandan, düşük maliyetli teklif verme gittikçe daha yoğun hale gelmektedir, işletmeler düşük maliyetli kısıtlamalardır. Şu anda, yerli yeni enerji tarafı, enerji depolama teklif fiyatı 2.15 yuan / Wh'den (EPC fiyatı) 1.699 yuan / Wh'ye (EPC fiyatı) düşürülmüştür, eğer tam kapasite ve döngüsel ömür gereksinimlerine uygun olarak yapılandırılmışsa, fiyat sektörün kabul ettiği maliyet fiyatından çok daha düşük olmuştur.

       Ve farklı senaryoların enerji depolama sistemleri için farklı gereksinimleri vardır, enerji depolama sistemi tasarımı ve maliyeti birleşik bir standart değildir, endüstrinin düzensiz entegrasyon yeteneklerinin ortasında var olan elastik alan ve itme altındaki düşük fiyatlar, gri bir alana dönüşmesi kolaydır.

     "Şimdi kurumsal ihale, batarya genellikle 6000 döngü standardındadır, endüstrinin tek tip değerlendirme standartları yoktur, bazı üreticiler proje ihalesine katılmak için düşük bir fiyata bataryanın 3.000 katından daha az döngü ömrünü alır, kesinlikle fiyatta diğerleriyle rekabet edemeyiz." Üst düzey bir enerji depolama uygulayıcısı çaresizce şunları söyledi.

    "Tabii ki, en kritik enerji depolama sistemi entegrasyonu hala DC tarafının güvenlik yönetimi, yani çok mükemmel bir sistem koruma tasarımı gerektiren batarya sisteminin güvenlik yönetimi." Yukarıdaki kaynak devam etti. Hücreler, modüller, batarya kümeleri, batarya sistemi yönetimi, dört katman birbirine kenetlenmiştir, iyi bir sistem koruma tasarımı