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科華恒盛馮曉濱:用戶側儲能及邊緣數據中心應用探討

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2019-06-25 瀏覽:
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中國儲能網訊:6月19—20日,由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會聯合江蘇省電機工程學會、全國微電網與分布式電源并網標準化技術委員會、中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司等單位聯合召開的“第三屆全國電網側暨用戶側儲能技術應用高層研討會”在蘇州市太湖假日酒店舉行。來自電網公司、設計院、系統集成商、電池生產企業、投融資機構等單位的280余位嘉賓出席了本次研討會。

會議期間,科華恒盛股份有限公司新能源事業部售前總監馮曉濱分享了主題報告《用戶側儲能及邊緣數據中心應用探討》,以下是演講全文:

馮曉濱:各位嘉賓、領導上午好。我是科華恒盛股份有限公司馮曉濱。今天我匯報的是關于《用戶側儲能及邊緣計算的應用探討》。

我的演講主要分四部分,第一部分,首先簡單介紹一下儲能及邊緣計算發展的概況。第二部分,儲能和邊緣計算結合應用的方案,這也是我們在用戶側儲能大家比較關心,探討比較多的問題。第三部分是關于系統的安全設計,此部分是儲能比較熱的一個話題,也是很關鍵的點。第四部分,關于科華及目前的一些實踐做個簡要匯報。

關于儲能及邊緣計算的發展,移動互聯網及物聯網這一塊驅動了大數據的爆炸,呈現出三種趨勢,邊緣計算、區域計算、云計算三級架構的特征。在這三種區域下的三級分化的形式下,呈現出來的一個是偏遠地區超大規模的云計算中心、市中心區域邊緣計算的發展、還有最末端的用戶側的邊緣數據中心的發展。也就是說隨著5G技術的發展,邊緣計算的發展爆發式增長,且趨向于用戶側。

我們來看看儲能,此部分大家也是比較熟了,中國累計裝機容量突破了1GW,特別是2018年的增長速度已經達到了316%。

在儲能細分領域這塊,前面嘉賓也介紹到了,我們儲能的裝機比例在用戶側占的是最高的。在裝機容量上用戶側獨占鰲頭,另外用戶側發展的應用和技術已經越發成熟,這兩個方向,儲能和邊緣計算怎么結合應用起來,應該也是后期后期的一個研究方向。

我們看這兩個結合的點。儲能的源、網、荷,荷也就是用戶側,怎么跟邊緣數據中心結合,這里面包括了電氣的融合、二次管理系統的融合,還有怎么進行節能、節費以及提升可靠性,這是儲能和邊緣數據中心目前可結合的地方。

這張圖片是我們當時跟國網一起研究推動多站融合標準化進程的,在變電站里的接入,數據中心站或者儲能站或者充電站等等融合。在這幾個站接入、聯合,一起探討的過程中,我們產出了一些技術要點及規范和方案。第一個,關于UPS型的儲能,也就是在我們數據中心或者說邊緣計算的供電電源保障系統里,把它的電源系統直植入儲能運行策略。除了作為供電保障之外,它的峰谷運行的策略加入,可以降低邊緣計算里面電源保障投入運營的成本,節省運營電費。

另外在儲能型的UPS電源解決方案中,邊緣數據中心的發展越來越趨向于地方的減小,規模沒那么大。地方沒那么大的情況下,原有的數據中心或者說邊緣計算配套的電池系統基本以鉛酸電池為主,我們現在鋰電池的發展越來越成熟了,鋰電池的應用在數據中心里面拓展可能也會越來越多。鋰電池因為能量密度的問題,功率密度的問題等等,在這里面應用還是比較有優勢的,特別是分布在城市中心各個領域里面,地域資源非常緊缺的情況下,我們可以把UPS結合鋰電池的應用,結合儲能的策略,減少鋰電池長期處于浮充的問題。另外可以把鋰電池的高循環次數充分利用出來,減少邊緣計算中心電費的成本。因為整個數據中心的能耗,非核心設備用電成本占了一半左右,這塊也是重點節費的地方。

第二個也是現在在應用的方案,UPS結合PCS儲能的方案。原有的UPS的系統,很多客戶可能會關心UPS加上儲能策略會不會影響到運行安全。第二個方案是在不動原有UPS系統的情況下,直接用儲能來管理這套電池,UPS直接使用電池即可,這種工況下也是可以解決我們現在在數據中心電源系統保障問題、鋰電池長期處于浮充的問題,還可降低它的電費。另外也解決了電池核容的問題,這套系統可以將電池智能核容,降低電池存在隱患的風險,提升整個邊緣計算電源保障的可靠性。

第三個,利用能量互聯的系統,打造智能的儲能系統,充分利用當地的棄電,跟邊緣計算。也可以將儲能作為一個大的電源保障,來提高數據中心架構的可靠性。因為原有的數據中心系統UPS也是預留著的,儲能系統可以作為一個大型的備用電源機解決大型的數據中心里面供電的保障。

第四點,這是我們在多站融合里面在應用的一個點,這個方案是直接用直流母線的方案,包括把光伏、儲能、站用電源里面的事故照明、220V直流系統,還有邊緣數據中心采用高壓直流的HVDC系統,結合在一起的真正融合的電源系統保障方案。

前面講的是結合應用的方案,在系統安全設計上也是大家比較關心的。我們引用了最近兩天韓國調查出來的安全問題,韓國儲能電站起火的問題點。這里面歸納五個點,第一個是電池保護系統欠缺的問題,在這里面它總結歸納的是作為電池保護系統的機架保險絲未能快速阻斷短路電流等等問題點。第二個是儲能部分電池發現了缺陷,指的是在生產電芯的過程中廠家里面批次性的問題,所以電芯的源也很重要。還有一個是安裝不注意,在現場的時候比如電池的保管不良或者接線錯誤的問題。還有綜合保護管理體系欠缺。前面有嘉賓也提到,這個也是目前我們整個行業內系統集成這一塊大家做的不精或者沒有團隊標準來指導所致的,集成門檻低,這是比較重要的一個問題點。

另外一個是運營環境的管理欠缺,比如晝夜溫差造成凝露的隱患,這些是最近韓國調查報告的總結。

從這些問題點來看,我們整個儲能系統包括結合數據中心一起來融合進去的保障,這是一些基礎的設施,就不詳細介紹了,因為時間關系。

我們從系統設計考慮上來看,主要有這幾點,一個是像結構上的,在整個結構上包括抗腐蝕、鹽霧能力,對系統的保護。另外系統安全設計包括發熱和非發熱體互相影響的問題,最大化的降低安全隱患,其他系統干擾的問題。

散熱,熱仿真這塊也是在儲能系統大家比較關注的一點,這里面能否做好,除了電芯、PACK還有模組,包括整個系統在柜子里面的時候,它的系統是否和原來是一模一樣的,能不能復制,復制了會不會出什么問題,大家也很關注。

電池系統本身的一些問題點,還有BMS設計,對整個電池管理的是否到位,是否精準,還有包括EMS等等這些問題。

在這里面還包括了像電氣安全,比如說PCS產生的諧波干擾對我們整個系統有多大的影響,對電池運行了十年二十年之后會不會有什么影響。包括電池兼容,韓國調查也出現了電池兼容引起的問題,因為電池兼容性低或者抗干擾強度大、抗輻射能力差是引起系統安全的問題。

還有絕緣監測,除了BMS系統的絕緣監測,還有PCS的絕緣監測,多層保護及配合的問題;還有故障錄波,提升系統的效率或者降低其他的風險點的安全的保護措施;還有鹽霧,器件的選型等等,都是提升整個系統安全的基礎層面。還有系統管理上,實現多個模塊綜合保護,實現我們整個系統安全的提升。

另外最關心的現在還是電芯本身,還有電池的安全保護。像電芯的選擇,這是從源頭來杜絕安全上的問題;熱安全,這里面涉及到了本身模組、電芯、系統上的熱安全控制。前面這一兩點是廠家、源頭的選擇,第三個電池管理安全,這塊從目前我們的應用實踐來看,比如說像BMS檢測失效導致電池過充過放的問題,還有接插件接觸不良發熱導致起火的問題,還有BMS溫度檢測失效的問題,BMS硬件失效的問題,這些目前存在的問題我們怎么綜合提升?甚至新的方向上,如電池更高的耐壓范圍,BMS、BMS與PCS融合的應用。

最后簡單匯報一下我們目前結合應用上的一些情況及科華的實踐。

湖南電網60MW/120MWh儲能電站的情況,分了三個站,在這三個站里面像芙蓉站和延農站已經加入了數據中心,也是最近剛部署的。

這個案子是湖南延農站結合進去的柜式數據中心,也就是邊緣計算我們與騰訊云合作一起加系統,這也是剛剛落地的。

還有醫療信息中心,醫療信息系統,結合UPS儲能型的應用。

這個是南網信息中心的應用,UPS聯合儲能PCS管理這套系統的案子。

還有眾多用戶側的UPS和儲能結合的應用,包括柜機和室內的,還有部隊的信息計算,部隊的信息處理的邊緣應用等等。

最后簡單做一下科華的介紹,科華恒盛成立于1988年,到現在已經31年了,公司最初是做UPS出身的,在2007年開始進入新能源體系的建設,于2010年上市,在2014年獲評“國家認定企業技術中心”,在2015年我們也推出了電源領域頂級高端電源——核島級UPS,填補國內技術空白。在整體布局上,我們布局了云基礎,這也是我們數據中心板塊的業務;高端電源,也就是我們在電源領域里面原有的UPS系統;第三板塊是新能源:包括光伏、儲能、微網還有充電樁、充電站,以上是科華的簡要情況。

以上是我今天的匯報內容,謝謝大家。

關鍵字:科華恒盛 用戶側儲能

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