8月22-24日，由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會，簡稱：金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設(shè)置“論壇峰會+展示臺展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實國家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求，積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。
國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實驗）中心特聘研究員 周錫衛(wèi)出席論壇并發(fā)表主題演講——《儲能安全是光儲充關(guān)鍵技術(shù)》 。
以下為演講實錄：
周錫衛(wèi)：先講一下開會的規(guī)則，希望大家把手機(jī)放到靜音的位置，演講的嘉賓要嚴(yán)格控制演講的時間，我們已經(jīng)和導(dǎo)播這邊統(tǒng)一了一個規(guī)則，就是到時間就自動切到下一個嘉賓了。所以，希望每個嘉賓把自己最精彩的內(nèi)容在你的講解時間段內(nèi)，把它講解出來，否則你更多的精彩可能后面會切掉了，所以請各位嘉賓一定要控制好自己的演講時間。
會議正式開始，首先感謝各位嘉賓和同仁在百忙當(dāng)中能夠來到美麗的常州參加這次盛會，我代表大會對大家的到來表示感謝！
先有一個小題目跟大家交流——《儲能安全是光儲充關(guān)鍵技術(shù)》。今天上午很多領(lǐng)導(dǎo)嘉賓從規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)的制定上，去專門重點(diǎn)探討了有關(guān)安全的，實際上我們講的儲能安全這個“儲能”是鋰電池的儲能，它的安全尤為突出。這個問題不論在國家的技術(shù)規(guī)范，還有標(biāo)準(zhǔn)上，包括電站和儲能系統(tǒng)的管理上，都是非常強(qiáng)調(diào)的一個問題。
中電聯(lián)負(fù)責(zé)國家標(biāo)準(zhǔn)的周處長上午特別強(qiáng)調(diào)了，在這定標(biāo)準(zhǔn)中，其他的問題都可以壓縮或者簡化，但是安全這一塊不能少，沒有安全就談不上經(jīng)濟(jì)性。在保證安全的基礎(chǔ)上再談經(jīng)濟(jì)性，安全就是儲能系統(tǒng)一個非常重要的基礎(chǔ)問題。
首先講電池儲能技術(shù)優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。
電池儲能在儲能系統(tǒng)里面，國家能源局的文件上有一個劃分，電能儲能有化學(xué)形式、物理形式，最后機(jī)械、電池廠、電池儲能和氫能，有幾個分類，這個大家都知道，不多講，時間比較有限。
我們講集中儲能形式，它的特點(diǎn)或者優(yōu)勢和挑戰(zhàn)的地方，主要從這幾個視角來看。
第一，時長和規(guī)模。它是一個集成技術(shù)的體現(xiàn)，我這張表是和外面公布的有點(diǎn)不一樣，這是我在十幾年電池儲能集成上的工作和研究中的一些體會，我把電池儲能的規(guī)模也寫成了“大”，時長也是比較長的。在這個上面，有一些誤區(qū)，電池儲能大家都認(rèn)為它顆粒度比較小，每顆電芯的容量比較小，它集成起來以后，時長適合于4小時之內(nèi)，實際上我認(rèn)為這是一個誤區(qū)的地方。
為什么這么講？因為時長越長，它的充放電的倍率越低，鋰電池或者其他的電池倍率越低，它的安全性和壽命越長。它不是2小時還是4小時的問題，是在你整個系統(tǒng)集成運(yùn)行過程中，是不是更適合電池本身它在儲能運(yùn)行上的一些特點(diǎn)，我認(rèn)為在時長和規(guī)模上可以做大。因為你十兆瓦時和百兆瓦時，都是在Pack級和組串級進(jìn)行管理，如果你把每個Pack和每個組串管好了，自然你這個系統(tǒng)大了，它的安全性和壽命同樣是可以管好的。
我們講安全性就不得不講比較有名的北京大紅門“4.16”事故。這個大家很清楚，不多講，只是提醒大家這個安全必須重視，這是光儲充一體化的，它的是交直流微網(wǎng)形式的應(yīng)用項目，開始一年還是比較出名的，很多北京的儲能大會參觀現(xiàn)場，它作為示范來參觀的。第二年上第二期項目的時候，出現(xiàn)了燃爆。
它的一些連接方式和它的擺布方式實際上有很大的設(shè)計和集成上的缺陷，我畫了箭頭的地方，那些都是電纜線，就這么堆放在這個地方。這邊是消防裝置，它是非自動聯(lián)動的一個裝置，也就是說，它在監(jiān)管和布局上有嚴(yán)重的缺陷。另外，它是通過225串18并的方式，連接的小電芯，10Ah、20Ah這樣的小電芯把它做起來。小電芯做起來的話，如果每顆電芯都管，它的BMS的成本就比較高，所以它并非每個都管，并起來有一個很大的問題，就是兩顆以上的電芯并起來，它的電壓位你測到的是同樣的電壓位，如果有一顆電芯已經(jīng)危險了，實際上你檢測電路就檢測不到這顆已經(jīng)有危險的電芯。這樣的話，很多起火的儲能電池系統(tǒng)在堅定報告中有這樣一句話就是“在毫無征兆的情況下，發(fā)生了燃爆”，實際上不是沒有征兆，而是你沒有把這個征兆采到它。
我們做過一些實驗，這個電芯從正常的指標(biāo)在運(yùn)行中，如果你給它短路，它會產(chǎn)生燃爆的現(xiàn)象。從正常指標(biāo)到它起火這一段時間，基本上是在100多毫秒到300多毫秒，我們做過40Ah和60Ah組串的Pack級的測試，大概是這樣的（情況）。也就是說，現(xiàn)在BMS國家標(biāo)準(zhǔn)是2秒鐘一個采樣、檢測和決策的周期，這個時間太長了。但是同樣一顆電芯在溫度測試上，它在5秒鐘之前甚至15秒的時候，它已經(jīng)和別的電芯有明顯異常的征兆，也就是說如果你是每一顆電芯電壓和溫度都是同時采樣，就可以提前到幾秒鐘的預(yù)警?，F(xiàn)在我們講的熱失控和防止熱失控，還有消防方面的一些方法都很重要，它是防止次生災(zāi)害，防止事故擴(kuò)大。
現(xiàn)在研究比較少的是怎么樣預(yù)防它著火，能不能提前檢測到和預(yù)防它，這個非常重要?，F(xiàn)在有一些大數(shù)據(jù)處理算法的方式，也有一定的效果，可是它是概率事件，在小概率起火的情況下，往往也是很難判別出來。所以，我們希望用硬件的辦法去檢測每顆電芯實施過程中的異常，然后以預(yù)防的形式，可以讓異常的電芯或者這個組串或者這個Pack電池包能夠跳開，現(xiàn)在也有一些提出“一簇一管理”、“一包一優(yōu)化”等等，實際上是從這個理念上往下做的。
這個事故發(fā)生之后，清華大學(xué)的歐陽明高院士專門受國家能源局委托，對它做了分析和測試，會發(fā)現(xiàn)它的一些問題。電芯的內(nèi)短路通過仿真以后，發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象是過放產(chǎn)生，這是他結(jié)論報告里提到的。
現(xiàn)在的問題是，南區(qū)沒有著火會怎么樣？北區(qū)燃爆。兩個區(qū)域之間是燃燒的這一個沒燃爆，另外一個燃爆了，現(xiàn)在說的是通過這個電纜溝的通道可燃?xì)怏w跑過去，這個可能是要打個問號的地方。因為你燃燒的地方，有明火的地方，這些可燃?xì)怏w不是在燒嗎？不是把可燃?xì)怏w趕到對方去，對方出現(xiàn)了明火再爆，這個地方是值得探討的。
這是一個分析的過程，就是怎么樣產(chǎn)生熱失控和燃爆。內(nèi)短路、熱失控是起主要的（原因），還有機(jī)械、負(fù)級析鋰、正極釋氧等因素，我們發(fā)現(xiàn)短路不論是過充過放造成的，還是連接過程造成的，實際上是一個燃爆非常重要的誘因。
安全的要素方面是先天上鋰電池就有缺陷，一個是材料的缺陷，一個是工藝上的缺陷。
環(huán)境是后期設(shè)計和改善上可以調(diào)整，但是一旦把它固化在一個系統(tǒng)里，它的一顆電芯在相對位置上，它的溫度、環(huán)境就會有相對固化。
在使用上就有操作和維護(hù)兩個層面，目前的系統(tǒng)很少有動態(tài)維護(hù)的動能。所以我們建議先天的是沒辦法，盡量改變材料、改變工藝，但是一旦買回來了，你就要在位置和溫度上下點(diǎn)功夫，如果把它管好或者是在操作和維護(hù)上面，要更加深入地管控它。
誘因剛才已經(jīng)講了，不多講，因為時間比較緊。
鋰電池的優(yōu)勢也比較明顯，它的建設(shè)周期快、成本相對較低。比如說和目前水平的壓縮空氣來比較，它現(xiàn)階段成本優(yōu)勢還是有的。另外，效率比較高，電池本身的效率能到90%以上，系統(tǒng)集成以后是82%、83%的樣子。
它的挑戰(zhàn)點(diǎn)是安全和壽命，壽命和使用過程中的使用方式、維護(hù)方式有很大的關(guān)系。
我們講儲能的應(yīng)用技術(shù)，今天上午很多人都在講，特別是黃老師那邊把“光儲充”四個階段如何逐步進(jìn)行推廣，他有一個比較詳細(xì)的，在這里不多講。
作為儲能電站比較大規(guī)模的系統(tǒng)，有一個特點(diǎn)是需要大家關(guān)注的。并網(wǎng)的系統(tǒng)主要是電流源方式，用指令的方式去調(diào)節(jié)功率。它主要適合二次調(diào)頻，現(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型的新型電力系統(tǒng)有一次調(diào)頻的能力，這時候需要有電壓源的工作方式，這個重點(diǎn)是不在電芯，在PCS，能不能多機(jī)以電壓源的方式進(jìn)行自動響應(yīng)和工作，這是非常重要的。微電網(wǎng)在并網(wǎng)的時候可以用電流源（指令方式），但是在離網(wǎng)的時候要有電壓源，要有支撐能力，希望大家關(guān)注這一點(diǎn)，我們的“光儲充”多數(shù)情況下是并離網(wǎng)的一個系統(tǒng)，沒電的情況下它也要獨(dú)立可以運(yùn)行。
這是使用場景，這個是利用儲能來擴(kuò)容，然后做充電樁的示范。
這是移動儲能，做應(yīng)急去保電處理，或者沒有電樁的地方，可以移動到一個臨時車廠，比如說開一些集會，原來沒有這么多充電樁，可以用移動的方式保電充電。
我們拿這張圖出來，這是實際運(yùn)行的。光伏實際上波動很大，我們可以看到一天的波動有幾十次或者上百次的都超過30%功率的波動，如果你在大負(fù)荷的運(yùn)行，在這30%的幅度里面，這個充放電就會很頻繁地去做，雖然你看到一天一充一放，它的波動是在多次充放電，對壽命有一定的影響。
這個也是光伏和儲能充電之間的關(guān)系，時間關(guān)系我要快一點(diǎn)。
現(xiàn)在的光儲充，今天黃老師講了四個階段，實際上一個是大電網(wǎng)的架構(gòu)。下面這些虛擬電廠也好、微網(wǎng)也好、光儲充的小系統(tǒng)也好，是掛在不同的配網(wǎng)的基礎(chǔ)上，然后通過上面的Internet網(wǎng)的一個信息互聯(lián)，去統(tǒng)一管理。但是這里有一個要點(diǎn)，就是它的局域性，我們把它控制上的原則叫做“充分自治，數(shù)控共享”，也就是說在兩個子系統(tǒng)之間要按照一定規(guī)則去控它，但是在一個子系統(tǒng)里面你要自治一組，自我平衡。否則一個大系統(tǒng)如果這樣去做，就像一個隊伍一樣，你從軍長管到兵可能很難管，可能管團(tuán)長、管師長這樣下來。
這是微網(wǎng)的形式，就不多講。
它的解決方案實際上要考慮電網(wǎng)供電還是儲能電網(wǎng)，還是并網(wǎng)系統(tǒng)，還是離網(wǎng)系統(tǒng)，從四個層面去考慮。
實際上光儲充有一些要素，這個講起來時間就太多了，我們注重的是一個頂層設(shè)計，這是最關(guān)鍵的，還有一個是優(yōu)化配置的問題，才能保證它的安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
另外一個重點(diǎn)的地方就是要全壽命地管控，架構(gòu)要柔性化。因為它臨時的調(diào)整變動，特別是帶了汽車充放電，它的臨時性很大，不多講，我的時間基本上到了。
我們講一下它的充電方式可能有多種，但是這四種是比較常見的。一是充電方式，充電里面現(xiàn)在V2G還有互動的方式在里面；另外一個是集中充電加上靈活配送，這個是講的換電；還有一個移動的，電不夠或者沒有充電樁電網(wǎng)接進(jìn)來的時候，可以用移動的方式，包括擴(kuò)容。
總結(jié)一下，絕對安全比較難做到，要靠先天的、本身的，也就是電池本身沒有任何燃燒的可能性的材料，這個是比較難的。目前現(xiàn)階段或者看得到的近幾年里面還比較難做到，固態(tài)電池會好一些，但是也不能完全杜絕它。相對安全是可以做到的，要做到預(yù)防和管控，這是有機(jī)會做到的，我們要在這上面多花一點(diǎn)功夫。
沒有了安全性就沒有經(jīng)濟(jì)性，只安全不經(jīng)濟(jì)，也失去它的價值。
謝謝大家！
