3.林金水長時儲能技術支撐新型電力系統探析-林金水20220907杭州儲能大會.pdf

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1、Copyright 2019 Kehua Hengsheng Co.,Ltd.All rights reserved.長時儲能技術支撐新型電力系統探析廈門科華數能科技 林金水 杭州 2022.9.714:10-14:30目錄CONTENTS01雙碳目標下儲能發展趨勢及面臨的挑戰02科華S3液冷儲能系統03科華簡介及儲能應用雙碳目標下儲能發展趨勢及面臨的挑戰中國提出雙碳目標2015年12月，締約方通過巴黎協定，并明確了本世紀末將全球溫升控制在不超過工業化前2度的目標，并將1.5度溫控目標確立為應對氣候變化的長期努力方向。2020年9月，在第75屆聯合國大會一般性辯論上，中國向全世界承諾將采取更加

2、有力的政策和措施，CO2排放力爭于 2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。2020年9月22日，國家主席習近平在75屆聯大一般性辯論上通過視頻發表重要講話，宣布中國國家自主貢獻一系列新舉措。力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。12月12日，國家主席習近平在氣候雄心峰會上通過視頻發表重要講話，宣布到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。雙碳目標實現路徑能源供給側能源消費側煤電為

3、主轉為風光清潔能源發電為主電能替代能能源源轉轉型型實現路徑汽車電動化能源消費革命化石能源替代低碳化對電網造成很大沖擊！可控能源轉型為波動能源超級快充的短時大功率沖擊截止2019年底國內電力裝機及發電量10.4億KW2億KW2億KW裝機占比大，發電量占比??！2021中國各類裝機及發電量根據國家統計局、國家能源局、中電聯等機構的公開數據，整理2021年中國各類電源裝機及發電量統計表如下：風+光：26.7%風+光：11.68%24億KW裝機占比大，發電量占比??！可用小時數低+波動性碳達峰及碳中和下的新能源裝機預測來源：中國2060年前碳中和研究報告2030中國清潔能源裝機占比將占67.5%，全國48

4、%的電力都將由太陽能、風能提供。2060年，中國煤電裝機將全部退出；工業領域將以電能主導，輔以氫能；電動汽車的保有量將達到3.9億，實現超96%的電源裝機和發電量由清潔能源承擔。24%48%78%這么高比例風光會帶來哪些挑戰？雙碳目標下新型電力系統挑戰：發、用波動加劇間間歇歇性性隨隨機機性性波波動動性性難難預預測測性性風風光光發發電電特特性性北京目前機動車保有量600萬輛，假如一半改為電動車為300萬輛，按每部車快充功率100KW，若是十分之一的車（30萬輛）同時充電則需要電網功率3000萬KW，單純電動車充電功率就等于北京目前最大負了。北京2021.1日最大負荷雙高特點高滲透比高比例電力電子

5、大量電力電子變換裝置轉動慣量不足解決之道發輸用雙碳目標下新型電力系統挑戰新能源體量占比大，隨機性波動加??！抽蓄等傳統靈活調節資源緊張！電力系統安全問題突出！中國新能源資源與負荷中心分布不均問題特高壓輸電大力發展抽蓄、電化學儲能技術調度技術、微網技術光伏鴨型曲線與負電價山東2022實時電價風光能源出力波動特性風電日出力特性圖光伏日出力特性圖日負荷曲線圖秒級短周期波動日內中周期波動季節性長周期波動抽蓄、電儲能氫能？光伏大比例裝機，無儲能的話，中午棄光，晚上負荷高峰缺電！美國德州2021年2月極寒天氣大面積停電事故，2020年底湖南、浙江拉閘限電虛擬同步機技術，增加電力電子裝置旋轉慣量！波動近期部分

6、新能源儲能項目配置日期儲能項目名稱光伏/風電容量儲能配置容量功率占比 時長H2021.12三峽烏蘭察布風光儲2000MW550MW2H27.50%22月7日華能內蒙三個風電儲能項目800MW240MW/480MWh30%28月15日 國家電投札達光伏儲能項目20MW4MW/20MWh20%58月15日 國家電投八宿邦達二期光伏儲能項目20MW4MW/20MWh20%58月19日 國家電投新疆光伏儲能項目子包130MW/90MWH38月29日 三峽西藏昌都市光儲30MW7.5MW30MWH25%48月22日 國家能源集團國華新疆風電儲能項目200MW50MW/200MWh25%新能源儲能發展趨勢

7、：長時儲能發電用電儲能波波動動波波動動功率占比：5%10%20%儲能時長：1h2h3h10MW百MW大功率長時儲能需求趨勢！安全收益（壽命）MW:MWh=1:31000V系統630kW3h=1890kWh120Ah3.2V1P224S=716.8V120Ah=86kWh需要簇數量：1890/86=22簇280Ah3.2V1P224S=716.8V280Ah=200kWh需要簇數量：1890/200=9.5簇1500V系統1.5MW3h=4.5MWh120Ah3.2V1P420S=1344V120Ah=161.28kWh需要簇數量4500/161.28=28簇280Ah3.2V1P420S=13

8、44V120Ah=376.32kWh需要簇數量4500/376.32=12簇5000個電芯大功率長時儲能面臨的挑戰11760個電芯15MW?150MW?挑戰1：安全安全設計問題保保護護與與失失效效對對策策電電芯芯串串并并？輔輔助助供供電電設設計計？通通信信設設計計？防消一一次次器器件件開開斷斷能能力力消消防防隔隔離離：電芯-pack-簇-集裝箱之間。安裝施工接接頭頭鎖鎖緊緊？電電池池外外殼殼破破損損？爬爬電電距距離離？材料問題電池！電電芯芯質質量量BMS故故障障一一次次保保護護回回路路失失效效失效失去保護失效產生事故運維問題例例行行檢檢查查制制度度事事故故應應對對流流程程及及日日參參演演練練核

9、核心心數數據據采采集集儲儲存存分分析析使用問題挑戰2：收益（壽命）收益（壽命）電芯出廠壽命木桶效應放電深度充放電倍率運行溫度先天：一致性有限度！后天：糾正/加劇材料體系生產管控庫存溫度及時間高低個體差異。簇1BMS我充滿了簇nBMS停止充電！停止放電！我放完了大功率長時儲能電池組問題1.木桶效應導致可用容量非正常下降！2.安全問題：直流側短路保護 絕緣檢測 高穿問題 電芯數量巨大，失效概率上升科華S3液冷儲能系統長時間儲能解決方案-科華S3液冷儲能系統S液冷SimpleSmartSafety安全精簡智能3.45MW/6.88MWH-5.175MW10.32MWH系統3.45MW35KV1.72

10、5MW1.725MWDCDC1DCDC10簇1簇101.725MW/3.44MWH1.725MW/3.44MWH20柜120柜220柜科華S液冷儲能系統液冷電池模塊電池PACK一簇一充放簇級控制器輔助供電系統配電箱20尺預制化集裝箱預制化集裝箱液冷機組制冷系統外置消防主機消防系統標準20尺3.44MWhS液冷儲能系統制冷劑循環冷卻液循環返回液冷機組出水口進水口50%乙二醇水溶液R410A液冷系統原理科華S3液冷儲能系統特點安全3簇級DCDC控制，降低短路電流風險簇級絕緣監測及隔離PCAK級開始的三級消防設計PCAK：消防、MSD開關、防爆閥、集裝箱：防爆設計、氣體消防+水消防、聯動設計、布線傳

11、統多簇并聯絕緣檢測難題！科華S3液冷儲能系統特點精簡320英尺標準柜模塊化設計內置DCDC/模塊化PCS1.方便運輸（高、重？）2.柜內無現場安裝工作3.靈活拼接1.方便運輸（高、重？）2.柜內無現場安裝工作3.靈活拼接1.新舊電池混用2.高效省地3.提升系統可用性4.責任清晰科華S3液冷儲能系統特點智能3BMS/DCDC/PCS/液冷/消防/EMS多級聯動深度電力電子化海量溫度數據云圖顯示及管理1.簇間均衡2.簇間絕緣定位3.簇級隔離科華三級消防全氟己酮123效果成本環?？煽啃詨勖豪鋬瀯?.提升集裝箱能量密度，減少項目占地：20英尺柜從風冷1.5MWH提升到液冷3.44MWH2.降低電芯溫

12、差，提升電池壽命：集裝箱內從8-10降低到5內3.安全：電池PACK IP66防護等級，大大降低火災擴散風險4.降低輔源功耗，提升系統效率省錢溫差小占地小功耗小安全好科華系統優勢1.一簇一充放控制，減少大型儲能系統的木桶效應2.集中式大功率PCS并網，臺數少，電網調度方便，響應更快3.集中式大功率PCS具有更強的黑啟動能力，適合需要黑啟動/離網運行應用場景4.PCS采用戶外1+X設計，擴容/維護方便5.多級消防保障體系6.科華在數據中心多年的液冷應用經驗積累科華公司簡介及儲能應用科華發展歷程2016年布局建設北上廣數據中心及全國云服務網點2010年深圳A股上市（002335）2015年自主研發

13、核級UPS填補國內技術空白2018年中國儲能用戶側市場占有率第一2014年獲評“國家認定企業技術中心”1988年科華數據前身在漳州創立1996年獲評“國家重點高新技術企業”0102030405060708092019年中標國內首個電廠自投火電儲能調頻項目102020年深耕“新基建”聚焦數據中心拓展數字轉型2021年雙碳目標下，三大業務加速綠色發展，成立科華數能集團?？迫A核心業務智慧電能新能源數字化和場景化的智慧電能綜合管理高可靠電源保障電氣保護及節能一體化系統集成服務與智慧能源儲能、微網光伏、充電樁電站建設、綜合能源數據中心數據中心基礎設施IDC運營、增值服務IDC全生命周期管理儲能業務市場領

14、先地位優勢數據來源：CNESA儲能產業研究白皮書2022 CNESA發布儲能產業研究白皮書2022科華數能入圍5項榜單！u 中國儲能 PCS 提供商 2021 年度國內新增投運裝機量排行榜Top2u 中國儲能 PCS 提供商 2021 年度全球市場儲能PCS出貨量TOP2u 中國儲能系統集成商 2021 年度國內新增投運裝機量排行榜Top3u 中國儲能系統集成商 2021 年度國內市場儲能系統出貨量排行榜Top5u 中國儲能系統集成商 2021 年度海外市場儲能系統出貨量排行榜Top10企業1企業2企業3企業4企業6企業5企業7企業8企業92021 年中國儲能PCS國內新增投運裝機量排行榜20

15、21 年中國儲能 PCS 提供商 全球市場儲能 PCS 出貨量排行榜企業1企業2企業3企業4企業6企業5企業7企業8企業光伏產品 家族圖譜SPI225/250K-B-HSPI320/350K-B-HSPI3125K-B-HUD/TSPI45009000K-B-HUD/TSPI3040K-BSPI5060K-BSPI100125K-BSPI136150K-BHV大型地面電站工商業分布式戶用光儲光伏配件SPI30006000-B2SPI817K-BSPI1725K-BSPB16/20/24C1-M-D子陣控制器KM-ACU4G/GPRS/WIFI棒WiseSolarAPP/云平臺WiseEnerg

16、y智能箱變SPI700010000-B儲能產品 家族圖譜BCS630K-BBCS1725K-B-H BCS1725K-B-HUDBCS2500K-B/TBCS3450K-B-HUD/TBCS6900K-B-HUD/TEMS：KM-EMS10(工控機）/KM-EMS20(服務器）并離網切換柜：BTS200-1000K-K/SDC/DC：SPT200/250K-L/H儲能電池集裝箱系統2-4MWh（風冷）大型儲能電站工商業儲能用戶側儲能其它配套設備儲能電池集成BCS100K-A BCS250K-A BCS500K-ABCS100K-A-UD/LiBCS100/125K-B-HM BCS100K-B

17、-UD/LiSPH系列BCS1750K-B-HG儲能電池集裝箱系統3.44MWh（液冷）儲能解決方案 主要應用場景01 發電側共享 用戶側分布式共享共享儲能方案02 新能源風儲、光儲應用 火電AGC調頻應用發電側儲能方案03 大型電網儲能電站 分布式多站融合儲能電站 配電臺區儲能方案電網側儲能方案04 工商業儲能方案 分布式光儲方案用戶側儲能方案05 光儲柴系統微網 燃氣機組+儲能系統微電網方案06 戶用光儲充一體機家用光儲方案安徽靈璧10MW/10MWh渦陽10MW/10MWh皖能 103MW/206MWh山東臨清7MW/14MWh、日照3MW/6MWh滕州5MW/10Mwh、聊城10MW/

18、11MWh濱州6MW/12MWh、新泰5MW/10MWh德州3MW/6MWh、棗莊5MW/10MWh齊河3MW/6MWh、華潤財金30MW60MWh湖南郴州鯉魚江12MW/6MWh湖南電網10MW/20MWh金富力工商業4MW/11.28MWh河南中廣核封丘風儲3MW/6MWh中廣核新野風儲4MW/8MWh駐馬店風儲4MW/8MWh河南電網21MW/21MWh中廣核沈丘風儲3MW/6.216MWh青海格爾木32MW/64MWh獨立儲能電站甘肅網域型項目8MW/24MWh大唐甘肅玉門10MW/20MWh江蘇電網側鹽城22.6MW/48MWh電網側江北30MW/60MWh工商業泰州10MW/54M

19、Wh河北張家口2.5MW/2.5MWh金力工商業7MW/20.832MWh西藏崗巴40MW/200MWh日喀則5MW/40MWh西藏電網1MW/2MWh上海申能外三電廠10MW/10MWh廣東陽西電廠26MW/13MWh深圳南山熱電9MW/9MWh廣州電網17.5MW/35MWh南產投用戶側13.35MW/27MWh惠州用戶側4.6MW/25.3MWh廣東懷集5MW/10MWh臺灣臺塑集團3MW/6MWh工商業儲能5MW/10MWh臺電：30MW/30MWh全球2.6GW/3.8GWh儲能裝機量內蒙儲能烏蘭察布30MW/30MWh神源圍場光儲45MW/90MWh烏蘭察布興和縣150MW/300

20、MWh阿拉善2MW/3.5MWh天津濱海新區10MW/10MWh新疆國網綜能巴楚15MW30MWh兵團三師光儲80MW160MWh粵水電巴楚22.5MW45MWh華能新疆第一批60MW/125MWh江西鉛山光儲8MW/8MWh高安光儲5MW/5MWh寧夏寧夏電投100MW/200MWh科華數能儲能系統案例三峽新能源10MW/10MWh風儲貴州電建5MW/10MWh風儲集成山東日照3MW/6MWh光儲集成山東臨清7MW/14MWh光儲集成日喀則40MW/200MWh儲能項目安徽靈璧10MW/10MWh風儲集成河南新野4MW/4MWh風儲集成山東無棣6MW/12MWh光儲集成科華儲能多場景應用典型

21、案例-新能源發電側上海外三火電廠10M/10MWh項目廣東陽西電廠26MW/13MWh華潤鯉魚江12MW/6MWh項目深圳南山熱電9MW/9MWh黑啟動科華儲能多場景應用典型案例-火電聯合調頻河南100MW/100MWh儲能項目青海格爾木32MW/64MWh共享儲能安徽皖能103MW/206MWh儲能項目湖南國網一期：延農站科華儲能多場景應用典型案例-電網側/獨立電站/共享儲能江蘇泰州10MW/54MWh用戶側儲能南產投-藍思C區13.35MW/27MWh用戶側儲能湖南常德4MW/11MWh用戶側儲能項目惠州勝宏4.6MW/25.3MWh用戶側儲能科華儲能多場景應用典型案例-用戶側工商業伊拉克1.5MW2.5MWh光儲柴混合能源項目新疆1MW/1.2MWh燃氣機組+儲能微網4410m高海拔寺廟微網項目馬達加斯加微網項目北麂島光儲柴微網科華儲能多場景應用典型案例-微網Copyright 2019 Kehua Hengsheng Co.,Ltd.All rights reserved.科華數據股份有限公司地址：廈門火炬高新區火炬園馬壟路457號 郵編：361006電話：0592-5160516 傳真：0592-5162166400-808-9986 謝謝