引“数字活水” 精准滴灌储能新业态

作者:毛烁
2022-10-27

推动能源行业数字化进程,构建具备数字化特征的新型储能系统,既是现实急迫需求,也是行业发展方向,必将为推动能源产业高质量发展提供更加坚实的支撑。

能源产业发展一头连着物质文明建设,一头连着生态文明建设,是实现经济社会发展全面绿色转型必须跨越的“隘口”。推动能源行业数字化进程,构建具备数字化特征的新型储能系统,既是现实急迫需求,也是行业发展方向,必将为推动能源产业高质量发展提供更加坚实的支撑。

政策东风骤起 掀起储能数字化浪潮

2021年,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》,都强调了优化新型基础设施用能结构和大力发展储能的重要性。

2022年3月,国家发改委、国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,方案明确提出,到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件;到2030年,新型储能全面市场化发展。

相关政策的持续加码,让储能产业迎来强劲“东风”。

储能产业作为能源产业发展的核心“动力”,是保障我国能源安全的核心技术和关键装备基础,更是推进实现碳达峰、碳中和目标,抢占国际战略新高地的重要支撑,已成为经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业。国内储能行业的发展处于初级探索阶段,安全性、经济性等关键问题有待破解,储能技术亟需经历革命性的变化,如果企业按部就班地按照原有模式实施,不仅难以盈利,还可能衍生出一系列连锁问题。为储能产业寻找新赛道一度引起我国政府和有关企业的高度重视。

近年来,随着数字经济蓬勃发展,数字化转型发展迎来“黄金期”,也恰如其分的成为了储能产业转型的“指路明灯”。

“十四五”数字经济发展规划指出,到2025年,数字经济迈向全面扩展期,数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%。数字化技术正在深度赋能能源产业的各个细分领域,储能亦不例外。其中,能源数字化便是其中的重点之一,加快能源行业数字化转型,必将为推动能源高质量发展提供坚实的支撑。

巧用数字手段 开拓储能发展新业态

提起数字化储能,数字化储能电站、储能应用,以及电力传输中的数智化技术等,往往是业界关注的重点。

在储能电站领域,华能集团储能技术研究所副所长朱勇曾坦言,储能电站数字化建设意义重大。一方面,实时获取电站的运行数据,通过模型测算出电芯的健康状态和寿命,对出现故障或存在潜在隐患提前发出预警,将切实提升电站安全性;另一方面,数字化技术有助于提高电站运维水平,降低故障率,间接提高电站的经济性。储能电站经过多年发展,管理模式已逐渐由“粗放式”走向“精细化”,在这一过程中,数字化是储能行业发展的必然趋势。

在数字化储能应用领域,由于应用场景的不同,对储能系统提出了愈来愈多的功能需求,带动储能技术不断革新。据了解,“数字化移动储能系统”可有效解决传统电池管理中效率、均衡、可靠性与安全性等方面的关键问题。该系统主要由储能双向变流系统、储能电池、电池能量交换系统、通风散热系统、电池开关柜、电池开关、电源输入输出系统、动力单元、电缆、电缆卷盘及配套照明系统、配电系统组成。它不但具备固定式UPS不间断电源的优点,还具有机动灵活,调配方便的特点。应用于雄安新区剧村220kV变电站施工工地后,在备用电源和削峰填谷模式下均取得了良好的效果。据介绍,该系统在实施大规模推广应用后,基于数字化管理系统特有的优势,可方便实现储能系统的精细化管理,通过统一的能力管理平台,对储能电池进行标准化管理,可有效降低储能系统的总体运营成本,提高系统响应效率。

在数智化技术领域,亿纬锂能、宁德时代、三峡集团等知名企业也纷纷祭出自己的“拿手好戏”,为不断完善储能行业的新业态贡献力量。

不久前,亿纬锂能发布了储能电池——LF560K,采用面向TWh(亿千瓦时)级别储能规模的电芯创新技术,可实现电芯及系统层级的成本双降,预计2024年第二季度开启全球交付。据亿纬锂能介绍,储能电池LF560K可降低系统总成本,具有560Ah(电设备容量单位)超大容量,单只电池可储存1.792kWh(千瓦时)能量,循环寿命超过12000次,满足储能市场高经济性需求。

宁德时代储能系统产品则全面覆盖了发电侧、电网侧和用户侧,涵盖太阳能或风能发电储能配套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基建后备电池、家用储能等。

某地风光储项目是三峡集团为推动新能源和储能产业发展而规划的一项重要举措,该项目基于EMQ映云科技提供的相关套件,建设出EMQ边缘管理平台。据悉,EMQ边缘管理平台是基于EMQ核心产品构建的基础IoT平台框架,可提供云边协同、EMQ集群管理等IoT平台核心功能。通过EMQ云边协同管理平台建立基于TCP或MQTT协议实现的边缘端设备发现与管理的云边通道,通过底层API实现由云到边服务的访问。最终实现通过统一入口、界面管理所有连接的设备,在中心侧实现配置边缘计算单元的规则,安装、卸载、更新插件等功能。值得一提的是,在边缘设备众多的情况下,工作人员可手动进行SSH连接或者Web访问登录配置每一台边缘设备要耗费很大的工作量,很多时候用户需要从云端对边缘设备提供的HTTP服务进行访问,方便用户在局域网内通过浏览器查看服务的状态或者进行相应的设置。据了解,EMQ边缘管理平台目前已经实现了对海量储能数据的有效管理和储能状态的实时感知,并基于自律分散思想建立系统的一致性控制策略,保证储能系统响应的速度和准确性。

翻越“三座大山” 探寻数字储能最优解

在政策加持、企业推动的积极作用下,储能和数字化产业规模高速扩张。但值得注意的是,在电力系统源-网-荷-储各环节中,储能的数字化建设进程存在一定的滞后。

有专家表示,安全、盈利、效率,是压在储能行业头顶的三座大山。“三座大山”的本质,是储能行业各环节发展的不均衡。实际上,储能的原材料、集成、安装建设等方面均发展良好,而运维、盈利模式等环节发展缓慢——这与储能行业的数字化建设滞后有着极大的关系。

从储能安全性的角度考虑,应用数字化技术的智能安全监测则可以极大程度低降低人工巡检的难度,并通过云计算、大数据、人工智能等技术开展储能设备状态分析、预判和主动预警,实现运行维护的提前判断、故障及早排查,有效提升安全防护水平。

在盈利能力方面,数字化技术也可以改变储能电站的传统盈利模式。储能电站传统的峰谷价差套利模式受限于峰谷价差难以进一步拉大,因此需要依靠电力需求侧响应、调峰辅助等业务实现进一步盈利。

在提升储能运行效率方面,能源管理等环节的效率提升都需要依赖数字化技术。通过大数据分析、人工智能等技术优化储能电站的散热管理、功率分配等功能,可以有效降低储能电站的自身能耗和电能的二次损耗,提升电站的运行效率。

随着储能行业的数字化发展进程日趋完善,储能数字化管理平台作为整合安全管理、降本增效技术的软件产品,正在逐渐受到行业重视,各大储能龙头企业开始推出平台类产品。

“虚拟电厂数字化管理平台”,是国网天津电力依托天津市的省级智慧能源服务平台建设打造而成的,可以有效聚合可控负荷,打破传统电力系统中物理发电厂之间、以及发电厂和用电侧之间的界限,并实行负荷分类管理、弹性用电、柔性控制,实现能源精细化、数字化集中管理,促进能源供应效益最大化。

上海电气集团在 “一站式智慧储能系统解决方案持续发力,选用长寿命储能专用电芯、标准化设计插箱、优良的电池管理系统和储能运维系统,组成一整套系统解决方案,为用户提供方便。无独有偶,上海电气推出的 “5G通信备用电源解决方案”的全系列产品此用高度模块化设计方案,可实时监控,实现无人运维管理。产品一上市就便获得用户青睐,海内外销售总额破亿元。据了解,目前这些产品已在高原、高热、高风沙、高盐雾等特殊环境下得以品质验证。

写在最后

高安全、低成本、高效率,是所有储能技术发展的共同目标。要加快建立以企业为主体、市场为导向,与“产学研用”相结合的绿色储能技术创新体系,在能实现数字化和绿色化的相互促进、相得益彰,从而深入推动能源革命,加快建设能源强国。

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