引“數字活水” 精準滴灌儲能新業態
推動能源行業數字化進程,構建具備數字化特征的新型儲能系統,既是現實急迫需求,也是行業發展方向,必將為推動能源產業高質量發展提供更加堅實的支撐。
能源產業發展一頭連著物質文明建設,一頭連著生態文明建設,是實現經濟社會發展全面綠色轉型必須跨越的“隘口”。推動能源行業數字化進程,構建具備數字化特征的新型儲能系統,既是現實急迫需求,也是行業發展方向,必將為推動能源產業高質量發展提供更加堅實的支撐。
政策東風驟起 掀起儲能數字化浪潮
2021年,國家發改委、國家能源局發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,國務院印發的《2030年前碳達峰行動方案》,都強調了優化新型基礎設施用能結構和大力發展儲能的重要性。
2022年3月,國家發改委、國家能源局印發《“十四五”新型儲能發展實施方案》,方案明確提出,到2025年新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段、具備大規模商業化應用條件;到2030年,新型儲能全面市場化發展。
相關政策的持續加碼,讓儲能產業迎來強勁“東風”。
儲能產業作為能源產業發展的核心“動力”,是保障我國能源安全的核心技術和關鍵裝備基礎,更是推進實現碳達峰、碳中和目標,搶占國際戰略新高地的重要支撐,已成為經濟社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業。國內儲能行業的發展處于初級探索階段,安全性、經濟性等關鍵問題有待破解,儲能技術亟需經歷革命性的變化,如果企業按部就班地按照原有模式實施,不僅難以盈利,還可能衍生出一系列連鎖問題。為儲能產業尋找新賽道一度引起我國政府和有關企業的高度重視。
近年來,隨著數字經濟蓬勃發展,數字化轉型發展迎來“黃金期”,也恰如其分的成為了儲能產業轉型的“指路明燈”。
“十四五”數字經濟發展規劃指出,到2025年,數字經濟邁向全面擴展期,數字經濟核心產業增加值占GDP比重達到10%。數字化技術正在深度賦能能源產業的各個細分領域,儲能亦不例外。其中,能源數字化便是其中的重點之一,加快能源行業數字化轉型,必將為推動能源高質量發展提供堅實的支撐。
巧用數字手段 開拓儲能發展新業態
提起數字化儲能,數字化儲能電站、儲能應用,以及電力傳輸中的數智化技術等,往往是業界關注的重點。
在儲能電站領域,華能集團儲能技術研究所副所長朱勇曾坦言,儲能電站數字化建設意義重大。一方面,實時獲取電站的運行數據,通過模型測算出電芯的健康狀態和壽命,對出現故障或存在潛在隱患提前發出預警,將切實提升電站安全性;另一方面,數字化技術有助于提高電站運維水平,降低故障率,間接提高電站的經濟性。儲能電站經過多年發展,管理模式已逐漸由“粗放式”走向“精細化”,在這一過程中,數字化是儲能行業發展的必然趨勢。
在數字化儲能應用領域,由于應用場景的不同,對儲能系統提出了愈來愈多的功能需求,帶動儲能技術不斷革新。據了解,“數字化移動儲能系統”可有效解決傳統電池管理中效率、均衡、可靠性與安全性等方面的關鍵問題。該系統主要由儲能雙向變流系統、儲能電池、電池能量交換系統、通風散熱系統、電池開關柜、電池開關、電源輸入輸出系統、動力單元、電纜、電纜卷盤及配套照明系統、配電系統組成。它不但具備固定式UPS不間斷電源的優點,還具有機動靈活,調配方便的特點。應用于雄安新區劇村220kV變電站施工工地后,在備用電源和削峰填谷模式下均取得了良好的效果。據介紹,該系統在實施大規模推廣應用后,基于數字化管理系統特有的優勢,可方便實現儲能系統的精細化管理,通過統一的能力管理平臺,對儲能電池進行標準化管理,可有效降低儲能系統的總體運營成本,提高系統響應效率。
在數智化技術領域,億緯鋰能、寧德時代、三峽集團等知名企業也紛紛祭出自己的“拿手好戲”,為不斷完善儲能行業的新業態貢獻力量。
不久前,億緯鋰能發布了儲能電池——LF560K,采用面向TWh(億千瓦時)級別儲能規模的電芯創新技術,可實現電芯及系統層級的成本雙降,預計2024年第二季度開啟全球交付。據億緯鋰能介紹,儲能電池LF560K可降低系統總成本,具有560Ah(電設備容量單位)超大容量,單只電池可儲存1.792kWh(千瓦時)能量,循環壽命超過12000次,滿足儲能市場高經濟性需求。
寧德時代儲能系統產品則全面覆蓋了發電側、電網側和用戶側,涵蓋太陽能或風能發電儲能配套、工業企業儲能、商業樓宇及數據中心儲能、儲能充電站、通信基建后備電池、家用儲能等。
某地風光儲項目是三峽集團為推動新能源和儲能產業發展而規劃的一項重要舉措,該項目基于EMQ映云科技提供的相關套件,建設出EMQ邊緣管理平臺。據悉,EMQ邊緣管理平臺是基于EMQ核心產品構建的基礎IoT平臺框架,可提供云邊協同、EMQ集群管理等IoT平臺核心功能。通過EMQ云邊協同管理平臺建立基于TCP或MQTT協議實現的邊緣端設備發現與管理的云邊通道,通過底層API實現由云到邊服務的訪問。最終實現通過統一入口、界面管理所有連接的設備,在中心側實現配置邊緣計算單元的規則,安裝、卸載、更新插件等功能。值得一提的是,在邊緣設備眾多的情況下,工作人員可手動進行SSH連接或者Web訪問登錄配置每一臺邊緣設備要耗費很大的工作量,很多時候用戶需要從云端對邊緣設備提供的HTTP服務進行訪問,方便用戶在局域網內通過瀏覽器查看服務的狀態或者進行相應的設置。據了解,EMQ邊緣管理平臺目前已經實現了對海量儲能數據的有效管理和儲能狀態的實時感知,并基于自律分散思想建立系統的一致性控制策略,保證儲能系統響應的速度和準確性。
翻越“三座大山” 探尋數字儲能最優解
在政策加持、企業推動的積極作用下,儲能和數字化產業規模高速擴張。但值得注意的是,在電力系統源-網-荷-儲各環節中,儲能的數字化建設進程存在一定的滯后。
有專家表示,安全、盈利、效率,是壓在儲能行業頭頂的三座大山。“三座大山”的本質,是儲能行業各環節發展的不均衡。實際上,儲能的原材料、集成、安裝建設等方面均發展良好,而運維、盈利模式等環節發展緩慢——這與儲能行業的數字化建設滯后有著極大的關系。
從儲能安全性的角度考慮,應用數字化技術的智能安全監測則可以極大程度低降低人工巡檢的難度,并通過云計算、大數據、人工智能等技術開展儲能設備狀態分析、預判和主動預警,實現運行維護的提前判斷、故障及早排查,有效提升安全防護水平。
在盈利能力方面,數字化技術也可以改變儲能電站的傳統盈利模式。儲能電站傳統的峰谷價差套利模式受限于峰谷價差難以進一步拉大,因此需要依靠電力需求側響應、調峰輔助等業務實現進一步盈利。
在提升儲能運行效率方面,能源管理等環節的效率提升都需要依賴數字化技術。通過大數據分析、人工智能等技術優化儲能電站的散熱管理、功率分配等功能,可以有效降低儲能電站的自身能耗和電能的二次損耗,提升電站的運行效率。
隨著儲能行業的數字化發展進程日趨完善,儲能數字化管理平臺作為整合安全管理、降本增效技術的軟件產品,正在逐漸受到行業重視,各大儲能龍頭企業開始推出平臺類產品。
“虛擬電廠數字化管理平臺”,是國網天津電力依托天津市的省級智慧能源服務平臺建設打造而成的,可以有效聚合可控負荷,打破傳統電力系統中物理發電廠之間、以及發電廠和用電側之間的界限,并實行負荷分類管理、彈性用電、柔性控制,實現能源精細化、數字化集中管理,促進能源供應效益最大化。
上海電氣集團在 “一站式智慧儲能系統解決方案持續發力,選用長壽命儲能專用電芯、標準化設計插箱、優良的電池管理系統和儲能運維系統,組成一整套系統解決方案,為用戶提供方便。無獨有偶,上海電氣推出的 “5G通信備用電源解決方案”的全系列產品此用高度模塊化設計方案,可實時監控,實現無人運維管理。產品一上市就便獲得用戶青睞,海內外銷售總額破億元。據了解,目前這些產品已在高原、高熱、高風沙、高鹽霧等特殊環境下得以品質驗證。
寫在最后
高安全、低成本、高效率,是所有儲能技術發展的共同目標。要加快建立以企業為主體、市場為導向,與“產學研用”相結合的綠色儲能技術創新體系,在能實現數字化和綠色化的相互促進、相得益彰,從而深入推動能源革命,加快建設能源強國。
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