“光伏+储能”大势所趋，到底如何配置才能收益最大化？

电力18讯：

如今，在能源圈，热度居高不下的非储能莫属。

 

 

包括山东、山西、新疆、内蒙古、安徽及西藏等十几个省份，相继出台相关文件要求光伏、风电等新能源电站加装储能系统。

 

                           

虽然能源圈早就公认“储能是解决光伏、风电等新能源间歇性及波动性，促进消纳、减少弃风、弃光的重要手段”，全面平价时代的临近也让这种优势更加凸显，但由于其技术与成本的限制导致其一直被“嫌弃”。时至今日，官方的集体pick，终于让储能扬眉吐气。

 

但储能要想完成从“锦上添花”到“市场刚需”的华丽转变，不仅需要更加清晰有力的政策支持，同时也要通过技术和产品创新来推动行业自身发展蜕变。融合方案如何选？如何融合才能效果最优？融合技术面临哪些挑战？这些都需要一一解答。

 

一．典型系统方案有哪些？

 

目前，市场上光储融合方案主要有交流侧耦合方案和直流侧耦合方案。

 

交流侧耦合方案指光伏和储能在交流侧连接，储能系统可以接入低压侧，也可以集中接入10 kV ~35kV母线。该方案适用于大型光储电站，储能系统集中布局，易于运行管理和电网调度。

 

直流侧耦合方案指储能系统接入直流侧，两个系统之间功率转换环节少，能量损耗低，设备投资少。这个方案中光伏逆变器需要预留储能接口。

 

 

二．如何融合才能实现1+1＞2？

 

融合方案有了，但融合要想实现1+1＞2的效果，却非易事。

 

光储融合技术更加复杂。融合系统需要保障光伏、储能及电网三方的安全稳定运行，需要打通硬件、软件和系统级之间的壁垒。

 

光储融合系统设备众多，需要解决不同设备之间硬件和软件的接口兼容性难题。设备往往来自不同厂家，电站设计、设备采购、运营、维护的难度和成本都会增加，最重要的是，不同设备之间的通讯接口方案不一样，集成商需要对不同的协议和接口了如指掌。

 

因此，光储融合不是光伏设备和储能设备的简单物理组合，而是要依靠技术上的深度融合, 才能实现1+1＞2的效果。这些非常考验集成商的集成实力。

 

 

三．低价竞争带来的行业集成乱象

 

 

光储电站建设，系统集成是关键，但国内集成领域存在不少挑战。

 

一方面，具备完整的光储系统集成能力的企业不多。不管是技术融合还是商业模式融合，我国储能仍然处于产业发展初期，很多企业在一些诸如光伏逆变器、储能电池、PCS、EMS等单项领域实力强大，但具备完整的光储系统集成能力的企业仍屈指可数。

 

另一方面，低价竞标越演越烈，企业被低成本掣肘。目前，国内新能源侧，储能的中标价格已经由2.15元/Wh（EPC价格）降至1.699元/Wh（EPC价格），如果按照足额的容量和循环寿命要求配置，这一价格已经远低于行业公认的成本价。

 

而不同场景对储能系统要求不同，储能系统设计与成本没有统一标准，这中间存在的弹性空间，在行业集成能力参差不齐与低价倒逼之下，很容易演变成灰色地带。

 

“现在企业招标，电池一般都是6000次循环标准，行业没有统一的考核标准，有些厂家拿着循环寿命低于3000次的电池以低价参与项目投标，我们在价格上当然竞争不过人家。”一位储能资深从业者无奈的表示。

 

“当然储能系统集成最关键的还是直流侧的安全管理，也就是电池系统的安全管理，这个需要非常完善的系统保护设计。”上述人士继续说道。电芯、模块、电池簇、电池系统管理，四个层级环环相扣，好的系统保护设计，能够对它们的运行状态实时可知，能够做到故障预警，如果发生了故障，也能够实现逐级保护、快速联动保护。

 

否则，小故障也容易演变成大问题。韩国近几年发生的30多起火灾事故，大部分原因就是电气系统设计缺陷、保护系统不过关造成的。

 

考验并不是到此为止，还有电池寿命问题，这里就不得不提储能的温控系统设计了。严格的热仿真和实验验证、储能集装箱的风道设计、空调功率配置等等，这些环节不严格把控和设计，很容易导致集装箱内部锂电池温度不均衡，加剧电芯不稳定性。

 

笔者就曾遇到过某个4h的储能系统，运行时电芯的温差竟达到22℃，不仅严重影响电池寿命，而且增加储能电站运行风险。

 

四．储能系统如何高效运行管理？

 

从方案选择到系统集成，光储电站生命周期内安全运行、收益最优化还与整个储能系统的运行管理息息相关。

 

相较于传统的电站经济性调度模式而言，光储发电系统在进行调度的时候，需要充分考虑到储能电站内部电池、变流器的有效管理问题，这样才能提高整个光储电站运行的安全性和经济性。

 

这时候就不得不提光储电站的智慧大脑——EMS（能量管理系统）的重要性了。储能如何与光伏系统、电网配合？电池本身该充多少电，怎么充电，如何保障安全？这些都需要一套智能高效的EMS进行综合管理。

 

以平抑光伏系统波动性为例，储能系统可以基于光伏发电的光伏输出平滑控制，设置平滑率参数，EMS以平滑率参数为控制目标，对储能系统进行快速充放电控制，使发电系统的输出功率在设定的变化率范围内。

 

目前，业内比较成熟的做法是，智能EMS基于光伏功率预测及储能毫秒级响应特性，对光伏系统实现平滑控制，减少对电网的冲击，提高电网运行稳定性和可靠性。同时，在BMS、PCS与EMS各个层级之间构建毫秒级快速联动机制，最大程度地保护电池及整个系统的安全。

 

此外，先进的智能EMS还可以实现多能数字化综合管理，全面覆盖发、输、配、用全场景。

 

 

 

阳光电源EMS多能数字化综合管理生态图

 

结语

技术的进步和成熟，让“风、光、储融合”从单纯的概念逐步落地到现实，也意味着一个愈加成熟的能源时代正在来临。对于光伏，风电等新能源来说，更优成本、更高效、更安全的一体化储能系统解决方案，才能让它们真正摆脱自身不稳定、间歇性等束缚，进入到更加持续健康的发展轨道。