“目前,南瑞继保在工商业储能领域的液冷储能柜出货量已超过5000台,项目数量达200多个,分布在全国各地,包括极高温、极低温、高海拔、强风沙的各种环境下都有应用,在业内具有一定影响力。”近日,南瑞继保工商业储能行业总监芮运泽在采访中如是谈到。

在当下极度内卷的工商储赛道,南瑞继保一如既往保持着领先地位。

深耕电网30年,南瑞继保瞄准工商储三大核心痛点!

成立于1995年的南瑞继保,专业从事电力保护控制及智能电力装备的研发和产业化,在电力控制保护领域位列全球前三甲,年销售额达200多亿。同时,南瑞继保也是国家能源局“国家能源电力控制保护技术研发(实验)中心”的依托单位,在30年的发展历程中,曾多次获得国家级、省部级、电力行业等科技进步奖。

长期服务于电力行业的南瑞继保对电力系统运行机理有着深刻理解,也因此很早就意识到储能具备电源、负荷灵活可控的双重特性,若能加以快速准确的控制,可作为一个高效多面的调节支撑资源,对未来电力系统的稳定运行将起到不可替代的作用。

基于这一前瞻性的认知,南瑞继保早在2012年就开始了储能系统本体及应用场景的研究,针对电源侧、电网侧、用户侧、微电网以及火电调频等各种应用场景,成功研发了包含电池集成、电池管理系统、储能变流器、能量管理系统、热管理系统、云平台及手机APP等在内的储能成套解决方案。

 

据芮运泽介绍,在南瑞继保看来,快速可靠的控制系统是保证储能系统发挥最大价值的基础。因此,公司依托专业齐全的研发体系,在拥有全部自主知识产权的通用控制保护软硬件平台之上,研发构建了协同优化的储能“4S”一体化方案实现电芯的长寿命安全运行和储能全系统的快速灵活的功率控制。

 

务实解决实际问题是南瑞继保长期以来的创新理念,在储能领域也是如此。

 

“构网型储能”定义者

在“双碳”背景下,新能源发电装机迅猛增长,高比例可再生能源、高比例电力电子设备接入电网,由此引发的电网电压、频率波动甚至脱网等问题,对新型电力系统的平稳运行带来了较大挑战。
为解决“双高”带来的电网稳定性等问题,构网型储能技术站在了产业发展浪潮的前沿。
 
构网型储能以构网型变流器技术为核心,一方面,通过模仿同步发电机的行为和性能来为电网提供必要的惯量支撑;另一方面,则通过实时监控电网频率及电压波动,模仿同步发电机特性,控制储能系统输出特性,实现电网频率和电压的稳定。
 
而南瑞继保可以说是“构网型储能”的定义者。
 
芮运泽介绍到,凭借10多年来在直流输电、柔性设备、控制保护和电力系统分析等领域的技术积累,南瑞继保在国内最早开始系统研究构网技术在储能领域应用,并在2018年率先在业内提出构网储能控制理念。
 
如今,南瑞继保已经研发出了完整的构网储能控制技术及全套承载装备,包括低压集中式构网储能、低压一体柜构网储能、高压级联构网储能等不同路线的构网储能装备,为不同应用场景提供全套构网解决方案。
 
截止目前,南瑞继保构网型储能系统已经在内蒙古额济纳“源网荷储”、新疆阿克陶、甘肃、湖北高桥、湖北广水、西藏索县等项目中顺利并网运行,并通过当地电网技术部门大量的试验测试,验证了南瑞继保构网储能技术的实用性、先进性。

国内高压级联技术研究领跑者

在技术壁垒更高的高压级联技术路线方面,南瑞继保也是在国内最早进行相关技术的研究。
 
据了解,南瑞继保高压级联式储能简化了储能电站拓扑,取消传统低压并联储能系统的升压变压器,储能系统与主电网电气距离近、控制响应快,对电网的支撑效果更好,系统效率超91%。
 
2022年6月17日,由南瑞继保研制的35kV高压直挂储能系统在绍兴市上虞区35kV红墟储能电站顺利并网,成为世界首套投入运行的35kV高压级联式储能系统,其中多项技术处于国际领先、国际先进水平。
 
深耕电网30年,南瑞继保瞄准工商储三大核心痛点!
深耕电网30年,南瑞继保瞄准工商储三大核心痛点!
公开资料显示 ,截至目前,南瑞继保已连续中标了青海四个高压级联式储能项目采购,累计容量达233.6MW/896.1MWh。

进军工商储,瞄准三大核心痛点!

近年来,随着工商业电价峰(尖峰)谷电价差的拉大、多峰谷时段增加,以及电力需求响应市场的逐渐成熟,工商业储能市场开始走向繁荣。

2020年,南瑞继保正式进入工商业储能赛道,并成为了第一批脱颖而出的厂家:其液冷工商业储能一体柜一经推出,很快得到了市场的认可,目前累计出货量已超5000台。

 

深耕电网30年,南瑞继保瞄准工商储三大核心痛点!

在芮运泽看来, 公司在工商储领域取得的成就是基于突出的产品和综合实力,以及对工商储赛道的深厚研究。尽管和新能源配储、共享储能市场相比,工商业储能的市场逻辑更加清晰、简单,却仍然存在庞大的上升空间。

1 度电成本有待下降

芮运泽表示,当前平准化度电成本高仍是工商业储能的一大痛点,具体可表现为可用容量低、电池寿命短 、运维成本高

可用容量来看,电池SOC不一致、生产原料、工艺差异、运行温度、放电倍率差异等因素,都可能会导致储能系统自放电、衰减不一致;

电池寿命来看,温升、温差大、簇间环流等,都会影响到电池的寿命和放电能力;

此外,运维成本高也会导致平准化度电成本居高不下。首当其冲的就是传统风冷方案下,需定期清理灰尘;风扇数量多,后期故障率高;停电损失大等等。

 

为有效降低工商业储能系统的度电成本,南瑞继保面向工商业储能场景推出全液冷储能一体柜方案,在行业内首创将单簇液冷电池、模块化液冷变流器、智能液冷系统,以及相应的消防、辅控设备集成于一体柜中。
据芮运泽介绍,全液冷储能一体柜的设计,一方面可以确保实现储能系统运行的一致性,从而提升储能系统的可用容量。例如,在来料管理方面,确保物料一致性;在温度均衡方面,严控电芯温度,确保老化一致性;在电芯soc均衡方面,可实现全时段均衡,消除电芯间轻微SOC差,确保系统长期一致性。
其中,单簇管理是南瑞继保工商储的一大亮点:可规避簇间木桶效应,实现每簇满充满放,大幅提升全系统充放电量。
另一方面,全液冷的散热设计则有助于实现高效均匀控温,让电芯处于长寿温度区间,避免不一致老化。并且相对于常规的风冷散热,液冷散热的散热效率可提高12%,功耗减少10% 。在夏天温度比较高的时候,不需要降容使用,充放电间隔也不需要静默时间,可实现无缝切换。
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不仅如此,南瑞继保全液冷储能一体柜的设计还有利于减轻产品在运输、调试、运维、扩容等方面的工作量和成,进一步降低工商业储能项目的度电成本。

2 安全问题突出

除了度电成本外,安全也是工商业储能绕不过去的一个话题。尤其是近年来,工商储赛道要求越来越严,准入门槛逐渐提高。一些地区持续加码安全要求,对企业品牌、技术提出了更高的要求。

从全球多起储能事故来看,储能安全更多的是取决于系统管理防护能力。

深耕电网30年,南瑞继保瞄准工商储三大核心痛点!

多年来,基于遍布全国各地的工商储项目案例,南瑞继保成功摸索出了一套适应于工商储赛道的安全解决方案。

首先是“以防为先”的安全理念。南瑞继保发挥在电力控制保护领域的技术积累,对电芯电气变化量进行实时监测分析,可提前识别预警电芯健康趋势,结合控制联动采取预防措施,防患于末然,避免事故发生。

 

其次是实现系统本征安全,从源头减少安全隐患。南瑞继保创新推出模块化液冷技术,基于此功能,储能设备可实现簇间隔离,电池簇通过PCS互相隔离,物理上不在同一封闭空间,簇内故障就不会出现连锁反应,热失控、电气火灾等问题可被有效隔离系统;其次,采用电池与高压箱的分布式布置,消除开关器件拉弧风险;同时,液冷技术的系统防护水平也更高。
再次,除了实现系统本征安全外,南瑞继保还通过单簇控制、无簇间环流等技术,避免环流引起的储能电芯加速老化问题,提升系统可靠性;同时,电池与PCS集成一体柜也大幅减少直流电缆,规避正负极短接风险。种种设计共同助力实现了系统的外短路安全。
此外,鉴于工商业储能产品使用场景的丰富性,可能面临多种环境的考验。南瑞继保储能产品通过严苛环境测试,并采用可靠性设计,环境适应性极强,可实现整机IP56,关键设备IP66防护,卓越的温控性能,可适应极高低温、高海拔、高腐蚀、强风沙等各种恶劣环境。
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3 储能价值未充分体现

芮运泽指出,在当前的工商储运用场景中,峰谷套利仍是主要“玩法”,项目收益主要依赖于峰谷电价,而在紧急电源、辅助服务市场上的价值还有待挖掘。

例如储能黑启动电源服务,受限于技术难题,尚未得到普及。

 

为了真正实现紧急电源及黑启动功能,南瑞继保通过创新离网多机并联控制技术,可协调控制系统实现毫秒级快速通讯,多机同时零起升压,启动时间长短可在线设置;此外,南瑞继保还通过独特的创新技术实现了储能系统离并网的平滑切换,同期精度更高,速度更快。

据了解,截止目前,南瑞继保已经累积了储能黑启动、离网运行仿真分析等多方面项目经验。如,新疆国内最大的离网型微网16MW,32台PCS离网电压源模式并联运行及黑启动,2018年底投运至今,安全稳定。
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展望未来,芮运泽认为,随着“构网型储能”技术越来越受关注,构网型储能还可向工商业储能场景做一定的延伸,为工商业储能打开新的盈利场景。例如,在外部失电、储能系统黑启动的过程中,可以利用构网型技术去构建稳定的电压和频率。

作者 808, ab