國網(wǎng)湖南綜合能源公司儲能業(yè)務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、湖南省商務廳、長沙市人民政府、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會聯(lián)合主辦，100余家機構共同支持的湖南(長沙)電池博覽會暨第二屆中國國際新型儲能技術及工程應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)湖南綜合能源服務有限公司技術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)務建管云工作的探索與實踐》。以下是發(fā)言主要內容：

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

　　一、發(fā)展背景。

　　隨著碳達峰碳中和發(fā)展目標的確定，以及新型電力系統(tǒng)建設的要求，儲能事業(yè)得到了極大的促進和快速發(fā)展，新型電力系統(tǒng)對儲能的需求主要表現(xiàn)在電力峰谷調節(jié)，分布式電源的消納等五個方面。在儲能市場應用迫切需要上，國家也出臺了相關的儲能政策，2021年兩部委發(fā)布了新型儲能發(fā)展的指導意見，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年電化學儲能裝機容量會達到一億千瓦的規(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)的安全運行。

　　二、儲能事業(yè)的風險與問題。

　　我們梳理了幾個案例：1.北京豐臺區(qū)儲能電站“4·16”的火災事故，官方公布的事故原因里主要有三點：一是未經專業(yè)單位設計而實施，存在明顯的安全不達標問題。二是未制定事故應急處置預案。三是安全主體責任沒有落實。這個事故給我們一個警示，在設計、建設以及建造不合規(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，我們分析產生事故的原因主要是四點：一是系統(tǒng)存在設計缺陷，二是缺乏平臺的安全監(jiān)控，三是應對于電池故障的保護系統(tǒng)失效，四是運行維護安全管理體系的不健全。因此，我們認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)儲能電站的特點進行定制化的設計，消防檢測系統(tǒng)不完善，不能及時準確的檢測到易燃易爆氣體。在沒有通風裝置的情況下，易燃易爆氣體形成大量聚集，最終導致了儲能電站發(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)劃設計不合理，運營因素考慮不周全，二是沒有形成專業(yè)的線上+線下的運維運行機制，實際運營和現(xiàn)場運維成本是很高的。

　　結合前面舉的四個典型案例，我們分析有五個方面的風險，一是設計風險，如果缺乏專業(yè)的儲能設計能力與經驗，設計不了解建設與運維要素，將埋藏各種隱患。二是建設風險，如果缺乏成熟監(jiān)管體系，參建隊伍無經驗，管控困難，將導致質量無法保證，同時建設與運維體系獨立，運維隊伍不參與建設過程，工期的后期運維風險比較大。三是運維風險，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)設備隱患進而進行解決。四是運營風險，對項目的投入成本、運營維護以及相關要素缺乏有效評估，項目很容易出現(xiàn)虧損。五是安全風險，在載運的儲能項目缺乏有效的安全保障體系，比如儲能項目運營期間缺陷隱患需要整改完成以后才能保證安全運行，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行和探索實踐。

　　針對前面歸納總結的五大類風險安全，我們做了大量的探索性工作，首先是在湖南省內五個地市建成了七座電化學儲能電站，總規(guī)模達到了12萬千瓦，24萬千瓦時，目前我們正在規(guī)劃三期，總規(guī)模會達到40萬80萬千瓦時。在儲能電站安全運行維護實踐中，我們也積累了大量的儲能電站運行經驗，四年以來我們從設計、建設、運維、平臺、安全、試驗、評估等十個方面打造了一套全壽命周期U+建設運營安全體系，比如我們立足于儲能現(xiàn)場安全運維的實際需要，以儲能集控中心運營平臺為核心，發(fā)揮公司儲能設計優(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運維維護體系，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)了平臺運行，保障了儲能電站全要素全時段的可監(jiān)可測可控可調。二是平臺管運維，在平臺上應用大數(shù)據(jù)海量分析技術，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)測電池內部早期微裂變的趨勢，實現(xiàn)儲能安全預判預防預處理。三是通過平臺來管聚合，打通儲能接入電網(wǎng)調控平臺的安全鏈路，聚合集中式、分布式儲能設施。目前儲能集控中心運營平臺已經接入了七座電網(wǎng)儲能電站，以及五臺分布式的儲能設備。一方面我們初步推廣應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，支撐設備、天氣、負荷等數(shù)據(jù)，可優(yōu)化參與省內及省間調峰交易，支撐電力現(xiàn)貨及中長期市場商業(yè)運營、高效發(fā)展、全面挖掘儲能效益。我們形成了成熟的運營模式，具備專業(yè)的團隊輸出能力，擁有完善的技術體系，規(guī)范的管理體系，有效的實現(xiàn)了整個運維的降本增效。在運維實踐方面，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)了儲能應急搶險工單，站端的運維人員經歷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、自身災害等。依托于安全體系，我們成功地處理了多起的運行隱患，2021年11月磨石儲能電站發(fā)生消防告警信號，經過檢查核實，通過對消防主機實施程序升級，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)及設備運行缺陷，提前預判了986項設備安全隱患，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)定運行。

　　第二個循環(huán)體系是儲能后評估到再建設的體系，實現(xiàn)了缺陷隱患由發(fā)現(xiàn)到設計的優(yōu)化，由此我們也沉淀出了設計、建設、后評估三大核心能力。首先在設計能力方面，我們推動運維+設計+建設三維度的融合發(fā)展，打造了一支專門的儲能設計團隊，在實際的工作中，設計團隊能夠根據(jù)儲能現(xiàn)場建設實踐與需要，以及運維中發(fā)現(xiàn)的缺陷和隱患整改要求，可高效完善儲能安全設計，以滿足儲能的精益化管理要求。

　　一是設計能力。我們設計的理念包括全壽命周期安全、全壽命周期高效、全壽命周期經濟三個方面。目前儲能設計團隊已經實施了多個項目，積累了大量的設計經驗，形成了湖南電化學儲能電站典型的設計方案，消防安全、提升措施等若干典型設計成果。以設計迭代為例，通過平臺對延農站與樃梨站的電芯溫度，發(fā)現(xiàn)樃梨站內的溫度分布不均勻，存在局部過熱隱患。經過設計分析，樃梨站風道設計不合理，由此我們已在二期四座儲能站設計中進行了優(yōu)化，確定了艙內風道設計準則，電池艙內溫度場更加均勻。

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

　　三是后評估能力。通過對儲能電站、設備廠商、設備型號、型號參數(shù)、規(guī)格、運行狀態(tài)等資料信息進行整理和分析，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行評價體系，保證儲能電站高效穩(wěn)定運行。

　　通過設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)到設計的優(yōu)化，形成了電化學儲能系統(tǒng)集成規(guī)范等標準十余項，有效指導了儲能安全設計與安全建設。

　　第三個循環(huán)體系是由試驗+技術+產品+運營體系，實現(xiàn)了設備的優(yōu)選集成，因此我們沉淀出了運營、試驗、技術、產品的四大儲能核心能力。在運營方面，我們進行共享儲能的理念，開展新能源配套租賃+兩部制電價+電力輔助服務，以及其他多元化商業(yè)運營模式，頗有成效的開展了電力輔助服務市場，深度參與了省內省間調峰輔助服務。依托于儲能集控平臺，我們融合運行、設備信息，協(xié)助交易員精心制定報價策略，參與省內輔助服務市場，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峰總示圖，將儲能資源的充電時間提前至13點左右，充放電深度由原來的80%調整至90%，有效地擴大儲能電站的高峰低谷放電能力，提升公司輔助服務市場參與量，增加了輔助服務的調峰受益。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，對四類核心設備開展了67項具體試驗，滿足了多項技術規(guī)范標準的要求，從而為儲能電站的安全穩(wěn)定運行提供了有力的保障。我們與中國電科院處理了儲能技術共享實驗室，目前已經初步具備儲能全鏈條全體系的研究和檢測認證能力。在技術方面，我們聯(lián)合湖南防災國家重點實驗室，從電池本質安全技術、分區(qū)滅火技術等五大方面進行了技術創(chuàng)新。同時，我們也將傳統(tǒng)的3S技術發(fā)展成5S技術，使儲能設備的調度運行更加精準，響應速度更快，安全運行更穩(wěn)定。在技術實踐應用方面，通過設備安全邏輯管控和技術優(yōu)化，我們有效的改良并應用了高壓集聯(lián)儲能技術，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)充放電效率可以達到90%，超過常規(guī)技術的4%-5%。在產品方面，我們自主研發(fā)了多種分布式儲能產品，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用效果，也可以為交通不便的縣鄉(xiāng)應急供電，保證人民群眾的正常供電。同時我們的分布式儲能產品在電網(wǎng)系統(tǒng)內已經有大量的應用案例，相關產品的應用效果也刊登《國家電網(wǎng)報》等主流媒體的新聞。

　　這是我們一款產品在長沙配網(wǎng)中的應用效果，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濟性。目前湖南綜合能源公司正依托于儲能朋友圈這個大平臺，不斷聚合各類團隊的資源，也打通了儲能上下游產業(yè)，已經初步形成了從科研、設計、建設、運維的儲能生態(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政策，采取多類型政策聯(lián)合聯(lián)動，共同加快儲能產業(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)、運行維護和安全管理等多個方面的相關標準，以及出臺標準化的消防、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)接入標準，幫助儲能項目開展集中運行和維護。此外，進一步研究儲能行業(yè)的商業(yè)化運營模式，合理疏導儲能項目的成本。

　　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)場景的產品，滿足高可靠性、安全性、長壽命和少維護的行業(yè)要求。

　　四是對于儲能系統(tǒng)集成商的建議，我們認為應杜絕劣幣驅逐良幣的風險，各系統(tǒng)集成商應當恰當合理，應避免過度低成本地、犧牲安全為代價地建設儲能，這將危機整個儲能產業(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，將直接毀滅相關風電和光伏電站，代價是極為巨大的。最后是不能忽視長期運行中的檢修、定期試驗、狀態(tài)評估以及后評估、大修技改等運行維護工作。

　　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。