中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“微電網(wǎng)與儲(chǔ)能”專場(chǎng)，施耐德電氣（中國(guó)）有限公司能效管理低壓業(yè)務(wù)部產(chǎn)品及應(yīng)用市場(chǎng)部行業(yè)總監(jiān)趙天意在會(huì)上分享了主題報(bào)告《如何以智能方案提升儲(chǔ)能電氣系統(tǒng)可靠性》，以下為演講實(shí)錄：
趙天意：大家好！很開心今天有機(jī)會(huì)跟大家一起分享施耐德在儲(chǔ)能，尤其在智能化的儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中有什么方案，希望在線下的時(shí)候聽到大家的意見還有建議。今天跟大家溝通的主題是如何以智能電氣方案提升儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠性，其實(shí)在中國(guó)經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)從能源的產(chǎn)生和能源的消耗方面都有很大的變化，比如說新能源的發(fā)展，無論是風(fēng)電光伏，波動(dòng)性非常大的可再生能源已經(jīng)成為新增能量的主體，在負(fù)荷側(cè)從傳統(tǒng)的四大金剛煉化這些。這里大家會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)有一個(gè)非常大的變遷在于發(fā)電側(cè)越來越多的傾向于可再生的波動(dòng)型的發(fā)電側(cè)能源，對(duì)這種電子類的通信類的甚至關(guān)系到整個(gè)安全性的交通系統(tǒng)的能耗越來越高。
隨著發(fā)電側(cè)的波動(dòng)性，中間有很大的一部分空間在智能電網(wǎng)上面進(jìn)行解決的，因此我們一直說儲(chǔ)能是整個(gè)能源未來結(jié)構(gòu)調(diào)整的心臟，或者換個(gè)角度來說，如果作為一個(gè)整個(gè)的系統(tǒng)來說，它是應(yīng)用于整個(gè)能源當(dāng)中可以積蓄可以控制，可以發(fā)用平衡的關(guān)鍵點(diǎn)。從電化學(xué)儲(chǔ)能這里所帶來的潛力和帶來的空間隨著整個(gè)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是在不斷提升的。針對(duì)這些系統(tǒng)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)在自身發(fā)展當(dāng)中其實(shí)比較年輕，最少有七八年的光伏甚至我們說已經(jīng)三四十年以上的成熟的火電核電技術(shù)來說，儲(chǔ)能還是一個(gè)正在成長(zhǎng)當(dāng)中的主力的調(diào)頻的能源所在。儲(chǔ)能現(xiàn)在所看到的基于全球范圍之內(nèi)它的挑戰(zhàn)性來自于四個(gè)方面，全生命周期可靠性，這20年左右的周期伴隨著不斷的電池衰減還有不斷環(huán)境負(fù)荷的變化，如何提高可靠性是現(xiàn)在沒有遇到，但是未來一定會(huì)面對(duì)的全生命周期的可靠性的挑戰(zhàn)。
第二個(gè)，是專業(yè)管理效率，我們知道一般儲(chǔ)能電站，無論是電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)都是遠(yuǎn)端運(yùn)維式的方式，專業(yè)管理效率一方面意味著我們肯定要用最少的人工來實(shí)現(xiàn)對(duì)最大范圍最大容量的管理，另外一方面很關(guān)鍵的在于如何可以實(shí)現(xiàn)管理效率的全面提升，提升整個(gè)儲(chǔ)能運(yùn)維整個(gè)儲(chǔ)能運(yùn)行的效率。
第三個(gè)，其實(shí)就是現(xiàn)在最敏感的話題—投資回報(bào)率。什么時(shí)候儲(chǔ)能投資可以達(dá)到營(yíng)收平衡？考慮到峰谷電價(jià)的差距還有園區(qū)內(nèi)對(duì)整個(gè)用電容量的平衡度。但是毋庸置疑的就是現(xiàn)在整個(gè)能源投資的回報(bào)率是現(xiàn)在我們儲(chǔ)能系統(tǒng)面臨的很大的挑戰(zhàn)。在一些不發(fā)達(dá)地區(qū)如果一旦出現(xiàn)大規(guī)模的我們說的動(dòng)亂的話，比如說電網(wǎng)崩潰源于整個(gè)核電被破壞，如果后端沒有能源的慣性系統(tǒng)，不能保證能源輸送的話就會(huì)出現(xiàn)全世界能源的解裂在智能化系統(tǒng)當(dāng)中帶來的挑戰(zhàn)，如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，給大家分享一下我們所得到的信息。
先看一下施耐德所倡導(dǎo)的三重架構(gòu)，從底端的互聯(lián)互通的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別的快速有效的運(yùn)維，到云端實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)，全生命周期的資產(chǎn)的管理還有優(yōu)化，通過這種開放，兼容的三層架構(gòu)在儲(chǔ)能系統(tǒng)，在新能源系統(tǒng)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的管理平衡。首先第一個(gè)主題就是我們剛剛說的如何來提升全生命周期整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性。把一個(gè)電力系統(tǒng)打開之后可能有低壓配電系統(tǒng)還有中壓配電系統(tǒng)，構(gòu)成安全性可靠性的很重要的一點(diǎn)。對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)來說是整個(gè)在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中受環(huán)境影響性比較大，相對(duì)來說可能造成的損失不多但是造成的頻次是最高的，看一下從低壓配電到高壓配電，其實(shí)里面可以看到，比較核心的就是說像里面儲(chǔ)能系統(tǒng)電池輸出的，有的時(shí)候用熔斷器保護(hù)，相對(duì)來說具有比較穩(wěn)定可靠性的組合方案將比熔斷器更加可靠性。我們知道儲(chǔ)能系統(tǒng)很大的一個(gè)特點(diǎn)在于儲(chǔ)能的流動(dòng)是雙向的，電池側(cè)進(jìn)行充電也有可能由電池側(cè)向電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行放電，在選型設(shè)備的時(shí)候，對(duì)里面尤其是直流側(cè)的在使用當(dāng)中的時(shí)候，它里面的核心關(guān)鍵這里面具有一個(gè)直流的極性，在使用當(dāng)中的時(shí)候，必須要滿足要求，最高達(dá)到1500V在進(jìn)行滅弧分段時(shí)會(huì)達(dá)到正常電壓的2000V的檔次，要求這個(gè)元件必須不具有極性，因?yàn)槠胀ǖ墓夥到y(tǒng)大家知道可以光伏的電能量到電直板如何保證元?dú)夂诵募臎]有極性的安裝使用是在選型當(dāng)中一個(gè)關(guān)鍵，打造這種堅(jiān)強(qiáng)的肌肉系統(tǒng)還有骨骼系統(tǒng)的核心。
這個(gè)全新一代的直流接觸器不像傳統(tǒng)的是用拍合單向結(jié)構(gòu)，可以使它在儲(chǔ)能系統(tǒng)正負(fù)極之間或者網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)進(jìn)行運(yùn)行的時(shí)候，不會(huì)出現(xiàn)對(duì)設(shè)備自身的損害，在全生命周期運(yùn)行的時(shí)候，如何選擇一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)骨骼，堅(jiān)強(qiáng)肌肉系統(tǒng)保證全生命周期可靠性的原因還有它自身的分段還有滅弧，大部分的儲(chǔ)能裝置都是比較小的空間，在小型的空間之內(nèi)如何保證對(duì)設(shè)備還有人身的安全，對(duì)電弧的要求非常關(guān)鍵，它可以保證在任何短路情況之下，安全距離為0，在短路極限分段情況下，人的手可以放在上面不會(huì)被灼傷的，這是對(duì)人身安全最高的可靠性的保障。小的空間之內(nèi)，密閉散熱的空間非常小，造成很多的隱患故障。另一方面電弧的噴出導(dǎo)致整個(gè)低壓回路故障最主要原因，也是火災(zāi)的最主要原因。
從最底層的設(shè)備來說，互聯(lián)互通也是我們現(xiàn)在非常關(guān)注的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，這里面的產(chǎn)品核心由一個(gè)一個(gè)產(chǎn)品組成的互聯(lián)互通的設(shè)備，可以形容為人體最小的神經(jīng)元可以把所有的數(shù)據(jù)信息采集上去，把整個(gè)人工智能或者機(jī)器學(xué)系統(tǒng)分為三個(gè)層次，最底層對(duì)數(shù)據(jù)的收集，既包括聽、看、感知還包括對(duì)各種環(huán)境參數(shù)的測(cè)量，這里可以知道比如說在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，在華東地區(qū)的儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)溫度的要求非常高，相對(duì)來說在一些可能我們電壓波動(dòng)的情況之下，如何保證設(shè)備的可知性，這里其實(shí)是靠最底層的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。從中端到高端，這里面的核心在于如何把所有的短路器所有的元件都作為一個(gè)可感知的神經(jīng)單元，來深入到儲(chǔ)能的每個(gè)角落里面，我們未來當(dāng)阻網(wǎng)的時(shí)候可以接入到其他的設(shè)備當(dāng)中去。
我們?cè)倏纯垂芾硇剩@個(gè)層次其實(shí)是我們可能無論在用戶側(cè)還是電網(wǎng)側(cè)都回避不了的永恒的命題，安全性是一個(gè)核心所在。這里面可以看到，在我們說的最底層設(shè)備把信息收上之后，在廠站儲(chǔ)能系統(tǒng)，直接接入到電網(wǎng)的系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)能廠站這里的現(xiàn)場(chǎng)管理其實(shí)體現(xiàn)的是我們的專業(yè)效率，體現(xiàn)出來也是在整個(gè)管理當(dāng)中安全性和管理性的安全所在，對(duì)于儲(chǔ)能資產(chǎn)最大效能的發(fā)揮，也包含使用當(dāng)中的對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、逆變器系統(tǒng)監(jiān)測(cè)以及設(shè)備老化的分析。就是開放性的閉環(huán)，可以兼容到電網(wǎng)現(xiàn)在的系統(tǒng)，可以兼容到現(xiàn)在園區(qū)當(dāng)中已有的管理系統(tǒng)，封閉就是內(nèi)部可以形成一個(gè)邏輯鏈的驗(yàn)證，當(dāng)一個(gè)短路器出現(xiàn)高溫報(bào)警之后，我們會(huì)知道后端的時(shí)候一定有負(fù)荷側(cè)出現(xiàn)的，可能出現(xiàn)的某一個(gè)短路，通過這個(gè)判斷，其實(shí)可以在廠站級(jí)給我們現(xiàn)場(chǎng)工程師最快的處理方式，讓他在第一時(shí)間之內(nèi)處理故障，排除故障，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)非常關(guān)鍵的。自身不是我們說的應(yīng)急大系統(tǒng)是24小時(shí)在線的系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別的管理其實(shí)非常關(guān)鍵的，它既代表著24小時(shí)在線的系統(tǒng)里面，管理的有效性，平時(shí)的時(shí)候不需要對(duì)它做更多的干預(yù)，一旦出現(xiàn)隱患故障的時(shí)候，是體現(xiàn)出電力系統(tǒng)安全性的核心指標(biāo)之一。第二層的系統(tǒng)可以通過現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別的PSO這一套系統(tǒng)，來提升整個(gè)效率。第三個(gè)層次也是非常關(guān)注的就是儲(chǔ)能投資回報(bào)率，未來隨著電池系統(tǒng)的本身的成本去掉，這個(gè)限值會(huì)越來越小，不能僅僅只考慮從電價(jià)當(dāng)中賺的收益，還有在配電容量還有在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中獲得的效益的最大化。這里面可以看到如果從電氣，施耐德比較專業(yè)的做電氣管理系統(tǒng)，如何來支持在整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)收益的最大化，這里面有一個(gè)前期的體檢還有后期的會(huì)診，體檢代表的是正常在運(yùn)行當(dāng)中的時(shí)候，在一些關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)，對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)全面的檢測(cè)，如何對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這里面其實(shí)體現(xiàn)的就是整個(gè)電力系統(tǒng)智能化管理的核心所在，這里面就是體檢還有會(huì)診這兩個(gè)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的方式。
比如說施耐德的千里眼系統(tǒng)，通過四個(gè)步驟，現(xiàn)場(chǎng)的評(píng)估，最終形成報(bào)表。但是報(bào)表里面的數(shù)據(jù)非常多，一般說大數(shù)據(jù)管理，大數(shù)據(jù)跟傳統(tǒng)管理的不一樣的地方，有三個(gè)地方，就是數(shù)據(jù)的大量性，數(shù)據(jù)的完備性，以及數(shù)據(jù)的多維度，如何提煉出有效信息，很簡(jiǎn)單的通過千里眼系統(tǒng)當(dāng)中，最終形成一個(gè)診斷報(bào)告。比如說50兆的儲(chǔ)能系統(tǒng)，某一個(gè)空調(diào)出現(xiàn)異常運(yùn)行，原因在什么層次，可能出現(xiàn)了電池的回路問題，還是在變壓器出現(xiàn)了情況，這里面很有意思。這里面有很多比較經(jīng)典的案例，在很多工業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)某一個(gè)水泵在夜間的時(shí)候，能耗高于平時(shí)的，診斷發(fā)生了異常之后，經(jīng)過對(duì)比分析找到了故障的原因體現(xiàn)了自動(dòng)化還有機(jī)器模塊所體現(xiàn)的價(jià)值。我們可以知道在整個(gè)生命周期上面，通過這一套系統(tǒng)的優(yōu)化可以最大程度的降低整個(gè)運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)收益的平衡。
最后說安全，安全是一個(gè)永恒的話題，我們一般很多我們認(rèn)為智能化代表著不安全，因?yàn)橹悄芑赡苓^分的強(qiáng)調(diào)智能化，代表的就是開放性或者可控性會(huì)下降，但是并非如此，這里看到其實(shí)系統(tǒng)安全分為硬件還有軟件兩個(gè)層次，包含數(shù)據(jù)的安全還有應(yīng)用。如果從我們自己打開一個(gè)安全系統(tǒng)來說分兩個(gè)層次，第一個(gè)如何衡量一個(gè)系統(tǒng)，或者儲(chǔ)能管理系統(tǒng)是否安全，看它是不是符合標(biāo)準(zhǔn)，比如說這里面全部的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，看一個(gè)比較重點(diǎn)的ISO27001，它所實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵的管理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)證，是一個(gè)體系認(rèn)證，ISO27001將是一個(gè)很關(guān)鍵的因素?，F(xiàn)在成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，修改過了若干版，這一系列角度對(duì)信息系統(tǒng)提出安全。從軟件的標(biāo)準(zhǔn)化代碼的安全性到特權(quán)審核，才能保證從內(nèi)部，所以說施耐德的安全系統(tǒng)，尤其是電力管理的系統(tǒng)，內(nèi)部的時(shí)候有非常強(qiáng)的內(nèi)控性，保證用戶在使用當(dāng)中的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)兩大問題，一個(gè)問題是信息的損失還有信息的丟失。這邊不多說，因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)對(duì)我們來說大家非常專業(yè)，可以回顧看到在底層的神經(jīng)元還有肌肉骨骼到云端的全系列管理，可以實(shí)現(xiàn)在儲(chǔ)能挑戰(zhàn)的時(shí)候最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
我們可以看到國(guó)內(nèi)的案例，馬里蘭州是美國(guó)最大一個(gè)新能源應(yīng)用的州之一，里面的安全機(jī)構(gòu)要求非常高，里面用的就是施耐德的儲(chǔ)能系統(tǒng)，來保證對(duì)新能源還有安全性系統(tǒng)這兩個(gè)之間負(fù)荷還有使用的平衡。只有智能化可以提升整個(gè)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)，而且也只有智能化可以提升整個(gè)儲(chǔ)能的可靠性，以后未來向在新能源走的路上一起同行，謝謝大家！
