用數字技術推動儲能產業發展

2023-09-04  瀏覽量:906


當前,我國正積極穩妥推進碳達峰碳中和,加快構建新型電力系統。ups儲能作為支撐新能源大規模開發利用的重要手段,在輔助電網調峰調頻、助力削峰填谷等方面的作用日益彰顯,在整個電力系統中發揮重要作用。然而,ups儲能產業的發展面臨著成本高、安全風險大、利用率低等問題。大數據、云計算、物聯網、人工智能等數字技術為解決儲能產業發展面臨的難點問題提供了解決方案。

 

儲能產業發展面臨成本高、安全風險大等難題

 

成本偏高是儲能產業發展面臨的最大挑戰。ups儲能電站的成本主要由建設成本和運營成本兩部分構成。建設成本包括設備成本、建筑成本、土地成本等,運營成本包括運維成本、人工成本、充電成本等。其中,設備成本中的電池成本和運營成本中的運維成本是大頭。新能源產業的爆發式增長增加了原材料的供應壓力,推高了電池價格。而電池成本占據了儲能電站成本的一半以上,導致儲能電站的建設成本攀升。同時,很多儲能電站采用人工巡檢和運維模式,相關的運維成本占儲能電站總成本的30%以上。

 

安全問題是影響儲能產業發展的又一個關鍵因素。近年來,全球發生多起儲能電池爆炸起火事件。隨著儲能裝機規模的擴大、電池單體數量的增加以及共享儲能、云儲能等新型儲能形態的出現,ups儲能產業面臨的安全問題和挑戰更多,安全管理水平需進一步提升。

 

目前,儲能系統的整體利用程度偏低。根據中電聯2022年發布的《新能源配儲能運行情況調研報告》,我國電化學儲能項目的平均等效利用系數為12.2%。其中,新能源配儲能利用系數僅為6.1%,火電廠配儲能利用系數為15.3%,電網側儲能利用系數為14.8%,用戶側儲能利用系數為28.3%。

 

數字化、智能化是解決儲能產業發展難題的重要手段

 

現有的儲能系統本質上屬于模擬系統,通過引入大數據、云計算、物聯網、人工智能等數字技術,能夠實現能量流與信息流的融合,為解決儲能產業發展面臨的難點問題提供解決方案。

 

利用數字技術可降低儲能系統成本。通過建立電池的可重構網絡,ups儲能系統能夠實現對電池的柔性和精細化控制,提升有效容量,延長循環壽命,大幅降低電池成本。依托云計算、區塊鏈等數字技術,用戶可隨時、隨地、按需使用集中式或分布式共享儲能資源,按照使用需求支付服務費,共同分擔儲能設備的投資、安裝、維護等方面成本,從而降低每個用戶的相關費用支出和社會的整體資源投入。在運維方面,大數據、人工智能等數字技術可助力將傳統的人工運維模式升級為智能運維模式。一旦發生故障,運維人員可第一時間通過線上操作完成故障電池模組的檢測和單獨隔離,無須人工巡檢或系統全部停機,降低運維成本。

 

利用數字技術可提高儲能系統安全防護水平。數字化的儲能系統可以通過電池的可控并聯來降低熱損耗,通過電芯間的動態重組來防止熱堆積,降低電池故障發生概率;一旦發生故障,通過控制可重構電池網絡開關的通斷實現電池的毫秒級拓撲重構和微秒級故障精準隔離,避免電池出現熱失控,提升儲能系統的安全水平。建設數據采集系統,準確采集電池的電壓、電流、電阻等數據和電站的運行數據,可增強儲能系統的感知能力。建設電池管理系統,存儲、處理和分析電池數據,并結合人工智能技術評估電池的健康狀態、一致性狀態、荷電狀態以及剩余壽命等情況,在此基礎上開展電站和設備的狀態分析、預警,可有效提升安全防護水平。

 

利用數字技術可提升儲能系統整體利用效率。2014年,清華大學能源互聯網創新研究院能源戰略與運籌研究中心提出了“云儲能”的概念。近年來,為了解決高速發展與電力供給不匹配的狀況,南方電網提出了“共享儲能”的概念。目前,相關模式已在多個地區推廣應用。區塊鏈等數字技術是支撐“共享儲能”“云儲能”等新模式的底層技術,可將零散的儲能資源整合在一起,實現儲能資源的跨時空共享、復用,助力盤活閑散的儲能資源,提升儲能設備的利用率。

 

數據采集系統和電池管理系統可高效采集數據,增強數據的存儲、計算、分析能力,實現智能診斷等功能。以物聯網、區塊鏈等為“技術底座”,借助“云--端”物聯網架構建設儲能云平臺,可實現儲能系統的大規模協同管理,提升響應速度,確保儲能系統處于最佳運行狀態。同時,依托數字技術可優化儲能電站散熱管理、功率分配等功能,降低儲能電站的自身能耗和電能的二次損耗,提升運行效率。

 

加快推進儲能產業數字化、智能化發展需多方協作

 

我國ups儲能產業目前的數字化、智能化整體水平還比較低。加快推進儲能產業數字化、智能化發展,需要多方協作、共同發力。

 

在理論層面,學術界需加強儲能產業數字化、智能化相關基礎理論研究和機理分析,針對電池基礎數據采集精度提升、信息能量同頻處理、數字化儲能交易機制與運營模式等問題開展攻關。

 

在政策層面,政府部門需出臺針對性更強、更加細化的鼓勵政策,以示范項目、優惠政策等方式支持儲能產業數字化、智能化發展。積極推廣數字化儲能電站、智能運維、“共享儲能”、“云儲能”等新模式。

 

在市場層面,相關企業需積極探索各類數字技術在儲能領域的應用場景,解決數據不聯通、標準不統一導致的“信息孤島”等問題,建設具備多種功能的數字化ups儲能管理平臺,打造智能化、全場景、體系化的服務,為各類用戶提供“一站式”定制服務。


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