2019年10月11-12日，第六届储能技术在分布式能源与微电网中应用高层研讨会”在深圳召开。来自科研机构、设计院、新能源发电企业、电力公司、系统集成商、电池制造企业、电气元器件企业、新能源制造企业、项目承包商、投融资机构等500余人参加了本次会议。
刘卫武：大家好，今天非常荣幸代表精石介绍我们的集控链解决方案。
首先回顾一下什么叫做集控链，集控链从功率流上来看，就是每一处电池都要独立的控制，交流侧独立逆变，每一处电池如果发生异常不影响整个系统的正常运行，这是它设计的初衷，主要是降低木桶效应，那么多的支路、那么多的电池，如何实现安全、可靠？从电力电子的角度考虑已经不适合了，很难解决它的问题。所以必须要高度集成的信息化管理技术，与电力电子进行深度的融合，具体的做法是在电力电子技术的基础上加了BCU、PCU、SCU以及机器学习、智能管控、信息化系数据链的智能管控措施，使储能系统更安全、更经济。
这是一个储能系统，每一个支路控制单元都配置了一个BCU，就是检测电池包以及支路控制单元的数据采集、数据处理，每一个AC/DC配置一个PCU，采集AC/DC的数据上传给SCU，根据SCU下发的指令进行逻辑控制，配置，告警以及故障管理，SCU和BCU、PCU及电表等进行通信，进行数据处理、逻辑算法、人机交互等，同时PCS集成了本地的EMS单元。这是具体的控制作用，BCU的CAN数据重组，可以确保40个电池包的并发处理和系统数据的下发，更安全、可靠。
从传统的理念上来理解，PCS可能只是一个功率转换单元，但随着储能技术的逐步发展，PCS已成为储能系统的核心，也必将成为储能系统重要的核心控制点。
下面我们看一下储能系统经常遇到的问题，首先是电池的匹配问题，可能大家都遇到过，对于梯次电池来说，如果拆包重组就失去了经济的价值，如果不拆包重组，由于梯次电池的不一致性以及木桶效应，必须要求每一个电池包都要独立控制，一对一的独立控制。由于它的不一致性以及衰减的过程，直流侧需要加一个高频隔离，实时的阻抗检测，这也是必须的硬件条件。
另外对于低压电池来说，额定530多伏的系统，都需要加一级DC/DC单元，多支路控制也是需要的，考虑到成本的原因必须要精细化的控制。如果说交流并联的话可能会产生一系列的环流，直流母线可以完全避免环流，绝缘阻抗实时检测也成为PCS必须具备的功能。
对于高压电池来说，电池可以串得足够多、电压足够高，用集中式的PCS可能更合适，因为电流倍率可以设置得更高一些，但是高压电池用集中式，可能每个PCS要接几千支电芯，每个电芯出现衰减过快都会导致在循环过程中很容易达到截止电压，充不进去也放不出来，集中式的PCS也需要多路输入，降低木桶效应。簇间均衡，避免环流，这是必须要求的。
另外，大家比较关心的问题，电池储能系统的安全问题，无论是任何原因引起的储能系统安全问题，归根到底就是电池的热失控问题，要解决安全问题，最基本的根源问题是如何避免电池的热失控。如果热失控了，BMS、PCS和EMS之间的信息共享显得尤为重要，也就是说预警机制必须要十分健全。如何避免它的热失控？这是目前储能研究的热点，因为储能系统一旦着火了，外面的消防告警能起到多大的作用呢？
基于这个理念，我们也是把边界防护模型，比如说BMS上传上来的单体电压、单体温度、单体电流的一系列边界模型升级成多维联动模型。例如电压、电流的联动可以校验BMS，电流、SOC以及电流温度的联动可以确保电池始终工作在比较舒服的环境，一旦出现问题就要看安全决策是阻止充放电、报警通知还是监控评估。
左边是联动机制的简单示意，比如说我们设置25摄氏度，放电倍率是0.4C，到30摄氏度的时候，温升超过5度，放电倍率降到0.3C。如果35度，放电倍率降为0.15C甚至0.1C。这个时候如果温度还是降不下来，绝对是不允许温度继续上升，报过温故障，就要把这路电池切除掉，完全避免了温度的继续升高，这是联动机制简单的示意。
这个图是BMS上传上来的电压温度值，PCS根据上传的单边防护模型进行分析，温升如果在5度以内是正常的，如果超过5度认为它是有问题，就要启动联动防护模型。
这个图可以看出是PCS分析每簇电池最大的电压差，电池在500毫伏是正常的。这个图BMS上传了错误的电压信息，电压差超过60伏，显然这是不对的，但是出现这种问题就要再看它的温度是不是超了，如果温度超了，就要启动保护机制，立马把这簇切掉，如果温度正常，说明可能是BMS误报引起的，只是告警。
绝缘阻抗实时检测已经成为标配，对于具有高频隔离的PCS，比如说PCS梯次产品，可以采用梯次电池自带的绝缘阻抗检测，直接上传给PCS显示出来，也可以把PACK自带的屏蔽掉，由PCS对其检测，这种我们往往采用对地电压式的检测方法。对于非隔离型的PCS，由于共模电流等的影响，对地电压式的检测方法无法使用，我们采用信号注入式的方法。
这是现场SCU显示出来的数据，每簇电池对应一个BCU，每一路电池下面的BCU可以实时报上来它的绝缘阻抗检测值，现场也是检测出来一些绝缘阻抗的问题，大部分是线缆破损、电缆漏液，绝缘阻抗检测也是储能系统必备的，这也是非常重要的。
一旦储能系统出现问题，它的联动机制和预警系统就要完全健全，BMS、PCU、BCU、EMS要信息共享，也是为将来的泛在物联网打下基础。
大家比较关心的另外一个问题是经济问题，如何提高储能系统的收益？储能系统提高收益最简单粗暴的办法就是提升充放电容量，说得简单一点就是让电池充进去更多的电，放出来更多的电，这个时候精细化管理显得尤为重要。因为循环过程中任何一个电芯达到截止条件，整体停止充放电，如果每一个电池包都独立控制，就极大的削弱了木桶效应。
基于集控链数据链的优势，可以智能运维，运维比较简单。每一路电池独立控制可以支持不同种类电池的混用，而且方便更换和淘汰劣质电池，PCS百分之百的前维护，可以提高维护效率的同时，也方便了系统的设计，集装箱也不需要考虑PCS后部维护的问题，单独给PCS后部开门。
这是现场的数据，可以看出左图是在380伏低压侧采样，充放电容量比可以达到88%；右边的图是高压侧35kV采样，充放电效率达到85%左右，因为中间多了一级变压器，系统效率值基本上在我们的预期范围内。
这是我们在江苏做的32MWh的项目和西安6MWh用的都是相同的电池，80%DOD，每天一个循环，32MWh是多支路，6MWh是单支路，折算到每MWh的放电量，多支路比单支路提高7%以上。
以10MWh的电站容量计算，如果单度电的收益在0.65元，容量提升7%，收益也是很可观的，达到160万左右。刚才许教授也提到寿命的问题，因为电池的寿命主要跟温度、充放电倍率和重组的工艺有关，比如说电池45摄氏度相比25摄氏度的情况下，循环寿命可以降低1500次左右。如果电芯的循环寿命是5000次，组成模组，由于焊接、加热膜、木桶效应等一系列的影响，循环效率可能降为4000次，组成PACK，电池柜，寿命还会下降，加上精细化管理、多级联动让电池工作在最舒服的环境，据我们全面评估，系统寿命可以提高500次以上。提高500次的系统效率，它的收益也能达到270多万，这也是很可观的。根据储能技术的提升来提高整个储能的收益。梯次电池免去了拆包重组的费用，用梯次电池也是提高储能系统收益的一个方面。
量体裁衣，现在储能系统不同的电池、不同的应用场景、不同的方案，选择储能产品时量体裁衣显得很重要。对于梯次电池来说，我们有专注于梯次电池应用的产品，250Vdc达到满载，正常的小汽车电池都是350伏系统，电压在280到410伏，250伏能达到满载。不拆包重组进行控制，直流侧10路、12路独立控制，交流侧有3个60千瓦和2个60千瓦的不同组合。同时高频隔离也是专门为梯次电池做的。
低压产品是两级产品，多路独立控制，任何一路出现异常不影响整个系统的运行。集中式也是8路独立智能控制，直流侧也是加了一个多支路控制配电单元，内部集成的，主要的目的也是降低木桶效应。
集控链的EMS产品，有EMS-Access应用于本地系统，EMS-Branch针对于厂站级。EMS-Cloud应用于集团级控制，Express是为我们的光储产品做的。
模块产品包括6kW-60kW 的DC/DC、DC/AC产品。
这是我们的部分案例，国内储能项目超过100MWh。
储充微网是在安徽的直流微网项目，充电桩也是DC/DC充电装，有效提高系统效率。这个项目在江苏，梯次利用不拆包重组，采用标准的方案，里面三台120千瓦的PCS，每个集装箱配36个电池包，每个电池包配一个DC/DC。
移动储能车。
精石的光储产品，主要在国外应用，根据手机APP以及智能的控制模式，光储可以给负载进行供电，同时可以给电池充电，多余的电可以送到电网。如果电池没有的话只能从电网进行取电，这是具体的不同模式。
应用场景主要是通用模式，就是传统户用应用；储能模式，不允许光伏发电上到电网，只允许自发自用。光储离网系统，还有光储柴。
5kW48伏的产品，还有5kW高压版产品，标配电池额定300Vdc，范围宽至200V-800Vdc。还有10KW的高压电池产品，3相输出。
这是EMS-Express产品，主要是根据代理商、用户自己的人员情况做具体的配置。在湖北的基站、瑞士的户用系统、泰国、南非都有一年多的实验局应用，目前已经批量发货，出货量超过2000台。谢谢大家。
