國網(wǎng)湖南綜合能源公司儲能業(yè)務(wù)建管云工作的探索與實踐

　　近日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南(長沙)電池博覽會暨第二屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會在長沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會主題是“新能源、新機(jī)遇、新高度”。

　　會議期間，組委會邀請了 國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司技術(shù)部主任徐勇分享主題報告《國網(wǎng)湖南綜合能源公司儲能業(yè)務(wù)建管云工作的探索與實踐》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：

　　徐勇：我將從儲能的發(fā)展背景、風(fēng)險與問題、我司的實踐與探索以及行業(yè)的建議與期望四個方面進(jìn)行分享。

　　一、發(fā)展背景。

　　隨著碳達(dá)峰碳中和發(fā)展目標(biāo)的確定，以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)的要求，儲能事業(yè)得到了極大的促進(jìn)和快速發(fā)展，新型電力系統(tǒng)對儲能的需求主要表現(xiàn)在電力峰谷調(diào)節(jié)，分布式電源的消納等五個方面。在儲能市場應(yīng)用迫切需要上，國家也出臺了相關(guān)的儲能政策，2021年兩部委發(fā)布了新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見，2022年也發(fā)布了具體的實施方案。同期，國網(wǎng)公司也提出了到2030年電化學(xué)儲能裝機(jī)容量會達(dá)到一億千瓦的規(guī)模，所以從現(xiàn)在開始，不論是從電力市場的需求層面，還是從國家政策的引導(dǎo)層面，都是比較有利于儲能事業(yè)的快速發(fā)展。盡管現(xiàn)在是市場火熱，資本追捧，國家政策層面的引導(dǎo)都比較有利于快速發(fā)展，但是它繞不開儲能的核心問題--儲能系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

　　二、儲能事業(yè)的風(fēng)險與問題。

　　我們梳理了幾個案例：1.北京豐臺區(qū)儲能電站“4·16”的火災(zāi)事故，官方公布的事故原因里主要有三點(diǎn)：一是未經(jīng)專業(yè)單位設(shè)計而實施，存在明顯的安全不達(dá)標(biāo)問題。二是未制定事故應(yīng)急處置預(yù)案。三是安全主體責(zé)任沒有落實。這個事故給我們一個警示，在設(shè)計、建設(shè)以及建造不合規(guī)的儲能電站隨時可能會引起重大的安全事故。2.韓國儲能電站的起火安全事故，我們分析產(chǎn)生事故的原因主要是四點(diǎn)：一是系統(tǒng)存在設(shè)計缺陷，二是缺乏平臺的安全監(jiān)控，三是應(yīng)對于電池故障的保護(hù)系統(tǒng)失效，四是運(yùn)行維護(hù)安全管理體系的不健全。因此，我們認(rèn)為如果儲能電站建立了完善的儲能管理監(jiān)控體系，便能及時發(fā)現(xiàn)缺陷，避免火災(zāi)的發(fā)生。3.美國亞利桑那儲能電站安全事故，這里我們展示了另一類的安全隱患，消防系統(tǒng)沒有根據(jù)儲能電站的特點(diǎn)進(jìn)行定制化的設(shè)計，消防檢測系統(tǒng)不完善，不能及時準(zhǔn)確的檢測到易燃易爆氣體。在沒有通風(fēng)裝置的情況下，易燃易爆氣體形成大量聚集，最終導(dǎo)致了儲能電站發(fā)生爆炸。4.青海玉樹3兆瓦的光伏項目，這是光儲的配套項目，故障頻發(fā)主要是兩個原因，一是項目前期整體規(guī)劃設(shè)計不合理，運(yùn)營因素考慮不周全，二是沒有形成專業(yè)的線上+線下的運(yùn)維運(yùn)行機(jī)制，實際運(yùn)營和現(xiàn)場運(yùn)維成本是很高的。

　　結(jié)合前面舉的四個典型案例，我們分析有五個方面的風(fēng)險，一是設(shè)計風(fēng)險，如果缺乏專業(yè)的儲能設(shè)計能力與經(jīng)驗，設(shè)計不了解建設(shè)與運(yùn)維要素，將埋藏各種隱患。二是建設(shè)風(fēng)險，如果缺乏成熟監(jiān)管體系，參建隊伍無經(jīng)驗，管控困難，將導(dǎo)致質(zhì)量無法保證，同時建設(shè)與運(yùn)維體系獨(dú)立，運(yùn)維隊伍不參與建設(shè)過程，工期的后期運(yùn)維風(fēng)險比較大。三是運(yùn)維風(fēng)險，如果缺乏數(shù)字化的管理手段和系統(tǒng)化的管理體系將不能及時且主動發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患進(jìn)而進(jìn)行解決。四是運(yùn)營風(fēng)險，對項目的投入成本、運(yùn)營維護(hù)以及相關(guān)要素缺乏有效評估，項目很容易出現(xiàn)虧損。五是安全風(fēng)險，在載運(yùn)的儲能項目缺乏有效的安全保障體系，比如儲能項目運(yùn)營期間缺陷隱患需要整改完成以后才能保證安全運(yùn)行，項目整改再投入的成本將會比較大。

　　三、湖南綜合能源公司運(yùn)行和探索實踐。

　　針對前面歸納總結(jié)的五大類風(fēng)險安全，我們做了大量的探索性工作，首先是在湖南省內(nèi)五個地市建成了七座電化學(xué)儲能電站，總規(guī)模達(dá)到了12萬千瓦，24萬千瓦時，目前我們正在規(guī)劃三期，總規(guī)模會達(dá)到40萬80萬千瓦時。在儲能電站安全運(yùn)行維護(hù)實踐中，我們也積累了大量的儲能電站運(yùn)行經(jīng)驗，四年以來我們從設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維、平臺、安全、試驗、評估等十個方面打造了一套全壽命周期U+建設(shè)運(yùn)營安全體系，比如我們立足于儲能現(xiàn)場安全運(yùn)維的實際需要，以儲能集控中心運(yùn)營平臺為核心，發(fā)揮公司儲能設(shè)計優(yōu)勢，建立了湖南公司儲能三循環(huán)體系。

　　第一個循環(huán)體系是儲能安全生產(chǎn)運(yùn)維維護(hù)體系，實現(xiàn)了異常告警故障到處置的優(yōu)化，由此我們沉淀出了平臺運(yùn)維安全三大核心能力，具體是在平臺方面，湖南公司建成了全國首家儲能集控中心，全覆蓋管控儲能安全，全方位挖掘儲能效益。一是我們實現(xiàn)了平臺運(yùn)行，保障了儲能電站全要素全時段的可監(jiān)可測可控可調(diào)。二是平臺管運(yùn)維，在平臺上應(yīng)用大數(shù)據(jù)海量分析技術(shù)，建立壓差分析、溫差分析、SOC、電池一致性分析等儲能電站特征模型，實現(xiàn)了檢測儲能設(shè)備狀態(tài)安全。通過CET掃描在線式的診斷功能，監(jiān)測電池內(nèi)部早期微裂變的趨勢，實現(xiàn)儲能安全預(yù)判預(yù)防預(yù)處理。三是通過平臺來管聚合，打通儲能接入電網(wǎng)調(diào)控平臺的安全鏈路，聚合集中式、分布式儲能設(shè)施。目前儲能集控中心運(yùn)營平臺已經(jīng)接入了七座電網(wǎng)儲能電站，以及五臺分布式的儲能設(shè)備。一方面我們初步推廣應(yīng)用了平臺的安全管控模式，另以防面正在將儲能資源聚沙成塔，參與電力市場交易，拓展儲能的受益渠道。

　　未來，我們會依托于儲能集控平臺線上交易互動功能，通過綜合分析，支撐設(shè)備、天氣、負(fù)荷等數(shù)據(jù)，可優(yōu)化參與省內(nèi)及省間調(diào)峰交易，支撐電力現(xiàn)貨及中長期市場商業(yè)運(yùn)營、高效發(fā)展、全面挖掘儲能效益。我們形成了成熟的運(yùn)營模式，具備專業(yè)的團(tuán)隊輸出能力，擁有完善的技術(shù)體系，規(guī)范的管理體系，有效的實現(xiàn)了整個運(yùn)維的降本增效。在運(yùn)維實踐方面，2021年集控中心檢測發(fā)現(xiàn)樃梨站有四個PCS倉發(fā)生通訊間斷性中斷，存在功率指令無法下發(fā)，儲能電站持續(xù)不收充電的重大安全故障，及時的觸發(fā)了儲能應(yīng)急搶險工單，站端的運(yùn)維人員經(jīng)歷12個小時，有效的消除了缺陷，這是平臺、人員和管理系統(tǒng)無數(shù)次磨合的結(jié)果。在安全方面，我們打造了六維度的安全體系，主要包括布局安全、選型安全等。同時也介紹了四級安全深度，主要包括電池安全、自身災(zāi)害等。依托于安全體系，我們成功地處理了多起的運(yùn)行隱患，2021年11月磨石儲能電站發(fā)生消防告警信號，經(jīng)過檢查核實，通過對消防主機(jī)實施程序升級，我們有效地消除了本次消防頻繁告警的隱患。在此，通過安全運(yùn)維第一個循環(huán)體系，我們實現(xiàn)了異常告警故障到處置的優(yōu)化。三年以來，我們解決了1150項系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行缺陷，提前預(yù)判了986項設(shè)備安全隱患，消除了50余項缺陷，有效地保障了儲能電站1200余天的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　第二個循環(huán)體系是儲能后評估到再建設(shè)的體系，實現(xiàn)了缺陷隱患由發(fā)現(xiàn)到設(shè)計的優(yōu)化，由此我們也沉淀出了設(shè)計、建設(shè)、后評估三大核心能力。首先在設(shè)計能力方面，我們推動運(yùn)維+設(shè)計+建設(shè)三維度的融合發(fā)展，打造了一支專門的儲能設(shè)計團(tuán)隊，在實際的工作中，設(shè)計團(tuán)隊能夠根據(jù)儲能現(xiàn)場建設(shè)實踐與需要，以及運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)的缺陷和隱患整改要求，可高效完善儲能安全設(shè)計，以滿足儲能的精益化管理要求。

　　一是設(shè)計能力。我們設(shè)計的理念包括全壽命周期安全、全壽命周期高效、全壽命周期經(jīng)濟(jì)三個方面。目前儲能設(shè)計團(tuán)隊已經(jīng)實施了多個項目，積累了大量的設(shè)計經(jīng)驗，形成了湖南電化學(xué)儲能電站典型的設(shè)計方案，消防安全、提升措施等若干典型設(shè)計成果。以設(shè)計迭代為例，通過平臺對延農(nóng)站與樃梨站的電芯溫度，發(fā)現(xiàn)樃梨站內(nèi)的溫度分布不均勻，存在局部過熱隱患。經(jīng)過設(shè)計分析，樃梨站風(fēng)道設(shè)計不合理，由此我們已在二期四座儲能站設(shè)計中進(jìn)行了優(yōu)化，確定了艙內(nèi)風(fēng)道設(shè)計準(zhǔn)則，電池艙內(nèi)溫度場更加均勻。

　　二是建設(shè)能力。我們踐行建設(shè)+運(yùn)維相融合的模式，讓運(yùn)維人員全過程參與工程設(shè)備安裝、系統(tǒng)調(diào)試、驗收等過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，夯實運(yùn)維基礎(chǔ)，同時我們也沉淀編制了儲能電站建設(shè)全過程的開發(fā)指南，該指南包括了9類過程管控資料清單，12類專業(yè)技術(shù)工作小組，328項具體工作任務(wù)。在2021年5月，郴州韭菜坪儲能站PCS設(shè)備安裝完成后準(zhǔn)備通電調(diào)試，現(xiàn)場管理人員發(fā)現(xiàn)按照管理手冊要求，遺漏了通電調(diào)試前應(yīng)對PCS內(nèi)部元器件進(jìn)行復(fù)查的程序，管理人員立即組織專業(yè)人員進(jìn)行全面排查，檢查中發(fā)現(xiàn)一處電纜螺絲松動，施工人員立即進(jìn)行了相關(guān)的緊固處理，成功避免了一些PCS短路起火安全風(fēng)險。

　　三是后評估能力。通過對儲能電站、設(shè)備廠商、設(shè)備型號、型號參數(shù)、規(guī)格、運(yùn)行狀態(tài)等資料信息進(jìn)行整理和分析，建立了一套后評估模型，打造了一套全面完整的儲能電站運(yùn)行評價體系，保證儲能電站高效穩(wěn)定運(yùn)行。

　　通過設(shè)計迭代的第二套循環(huán)體系，我們實現(xiàn)了缺陷隱患由發(fā)現(xiàn)到設(shè)計的優(yōu)化，形成了電化學(xué)儲能系統(tǒng)集成規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)十余項，有效指導(dǎo)了儲能安全設(shè)計與安全建設(shè)。

　　第三個循環(huán)體系是由試驗+技術(shù)+產(chǎn)品+運(yùn)營體系，實現(xiàn)了設(shè)備的優(yōu)選集成，因此我們沉淀出了運(yùn)營、試驗、技術(shù)、產(chǎn)品的四大儲能核心能力。在運(yùn)營方面，我們進(jìn)行共享儲能的理念，開展新能源配套租賃+兩部制電價+電力輔助服務(wù)，以及其他多元化商業(yè)運(yùn)營模式，頗有成效的開展了電力輔助服務(wù)市場，深度參與了省內(nèi)省間調(diào)峰輔助服務(wù)。依托于儲能集控平臺，我們?nèi)诤线\(yùn)行、設(shè)備信息，協(xié)助交易員精心制定報價策略，參與省內(nèi)輔助服務(wù)市場，更多消納清潔能源，贏得更多受益。比如我們通過分析形成深度調(diào)峰總示圖，將儲能資源的充電時間提前至13點(diǎn)左右，充放電深度由原來的80%調(diào)整至90%，有效地擴(kuò)大儲能電站的高峰低谷放電能力，提升公司輔助服務(wù)市場參與量，增加了輔助服務(wù)的調(diào)峰受益。在試驗方面，我們建立了單體、模組、系統(tǒng)三級檢測的試驗保障體系，對四類核心設(shè)備開展了67項具體試驗，滿足了多項技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而為儲能電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。我們與中國電科院處理了儲能技術(shù)共享實驗室，目前已經(jīng)初步具備儲能全鏈條全體系的研究和檢測認(rèn)證能力。在技術(shù)方面，我們聯(lián)合湖南防災(zāi)國家重點(diǎn)實驗室，從電池本質(zhì)安全技術(shù)、分區(qū)滅火技術(shù)等五大方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。同時，我們也將傳統(tǒng)的3S技術(shù)發(fā)展成5S技術(shù)，使儲能設(shè)備的調(diào)度運(yùn)行更加精準(zhǔn)，響應(yīng)速度更快，安全運(yùn)行更穩(wěn)定。在技術(shù)實踐應(yīng)用方面，通過設(shè)備安全邏輯管控和技術(shù)優(yōu)化，我們有效的改良并應(yīng)用了高壓集聯(lián)儲能技術(shù)，建立了一個安全可控高效率長壽命的儲能電站，儲能系統(tǒng)充放電效率可以達(dá)到90%，超過常規(guī)技術(shù)的4%-5%。在產(chǎn)品方面，我們自主研發(fā)了多種分布式儲能產(chǎn)品，可滿足多場景保電需求，在重大的政治保電活動中具有良好的應(yīng)用效果，也可以為交通不便的縣鄉(xiāng)應(yīng)急供電，保證人民群眾的正常供電。同時我們的分布式儲能產(chǎn)品在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)有大量的應(yīng)用案例，相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用效果也刊登《國家電網(wǎng)報》等主流媒體的新聞。

　　這是我們一款產(chǎn)品在長沙配網(wǎng)中的應(yīng)用效果，從這條曲線可以看到，臺區(qū)過重過載和低電壓等問題還是得到了解決。通過儲能集成優(yōu)選第三個循環(huán)體系，我們實現(xiàn)了設(shè)備優(yōu)選集成，儲能項目綜合效率提升至85%-90%，有效地提升了儲能項目的經(jīng)濟(jì)性。目前湖南綜合能源公司正依托于儲能朋友圈這個大平臺，不斷聚合各類團(tuán)隊的資源，也打通了儲能上下游產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)初步形成了從科研、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維的儲能生態(tài)圈。通過公司儲能三個循環(huán)體系，我們正不斷升級湖南公司的儲能十大核心能力，為儲能行業(yè)全鏈條發(fā)展提供湖南方案。

　　四、對于行業(yè)的建議與期望。

　　我們期望從以下四個方面能夠促進(jìn)行業(yè)的整體安全、健康、有序發(fā)展。

　　一是對政策的建議，完善儲能參與電力市場交易的相關(guān)政策，采取多類型政策聯(lián)合聯(lián)動，共同加快儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　二是對儲能行業(yè)的建議，希望能夠制定儲能項目接入、并網(wǎng)、運(yùn)行維護(hù)和安全管理等多個方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以及出臺標(biāo)準(zhǔn)化的消防、土地、環(huán)保、交通對儲能的審批指南，同時探索儲能集控中心在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，將儲能站接入儲能集控中心是納入到電網(wǎng)的一個并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，幫助儲能項目開展集中運(yùn)行和維護(hù)。此外，進(jìn)一步研究儲能行業(yè)的商業(yè)化運(yùn)營模式，合理疏導(dǎo)儲能項目的成本。

　　三是對儲能組件制造商的建議，建議研發(fā)針對于儲能專業(yè)場景的產(chǎn)品，滿足高可靠性、安全性、長壽命和少維護(hù)的行業(yè)要求。

　　四是對于儲能系統(tǒng)集成商的建議，我們認(rèn)為應(yīng)杜絕劣幣驅(qū)逐良幣的風(fēng)險，各系統(tǒng)集成商應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)合理，應(yīng)避免過度低成本地、犧牲安全為代價地建設(shè)儲能，這將危機(jī)整個儲能產(chǎn)業(yè)鏈的上下游行業(yè)，尤其是新能源測，儲能一旦發(fā)生起火爆炸，將直接毀滅相關(guān)風(fēng)電和光伏電站，代價是極為巨大的。最后是不能忽視長期運(yùn)行中的檢修、定期試驗、狀態(tài)評估以及后評估、大修技改等運(yùn)行維護(hù)工作。

　　以上就是湖南綜合能源公司的一些探索、實踐以及部分建議，我的匯報完畢。