中國電科院新能源中心 王德順

　　2019年5月18-20日，中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，中國電科院新能源中心王德順在會上發(fā)言。

　　感謝來所，感謝各位專家還有來賓。很高興有這個機會能夠在這兒和大家一起分享電網(wǎng)側儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)的一些應用。我也會結合我們中國電科院在江蘇一期電網(wǎng)側儲能變電站項目應用的經(jīng)驗，以及我們今天會議的主題“電網(wǎng)側規(guī)模化儲能電站對監(jiān)控系統(tǒng)的一些要求和問題”做一些思考，跟大家作一個交流。

　　儲能的發(fā)展很多專家都已經(jīng)介紹過了，不浪費各位的時間了。

　　儲能在電網(wǎng)側、電源側、用戶側有一些應用。今天的主題是“電網(wǎng)側”。電網(wǎng)側從2018年到今年，可能發(fā)展比較快。不光在江蘇、浙江做了很多應用，現(xiàn)在在青海、甘肅，甚至在新疆都有了一些規(guī)劃。也就是說，電網(wǎng)側儲能不光是電網(wǎng)的售端、送端都有一些應用。我今天講的電網(wǎng)側儲能監(jiān)控，儲能監(jiān)控是儲能電站的一個大腦，實現(xiàn)變電設備一個監(jiān)控、運行控制、能量管理、AGC/AVC子站的一些功能。在電網(wǎng)側不光是售端電網(wǎng)、送端電網(wǎng)，儲能電站應用場景多樣，多樣的應用場景對于儲能電站能量管理提出一個問題。另外今天的主題是電網(wǎng)側規(guī)模化的儲能，儲能電站越做越大，下午阮總提到了江蘇二期有兩個單站100MW電網(wǎng)側儲能，我們一期承擔只有5MW，提升了20倍。站的容量越來越大，處理的量也隨之增加，海量的容量處理對監(jiān)控系統(tǒng)造成一些挑戰(zhàn)，通過這個片子談一談這些問題對監(jiān)控系統(tǒng)的一些要求。

　　電網(wǎng)側儲能電站監(jiān)控基本功能，分為兩個，

　　第一,電站間隔層設備的監(jiān)控，常規(guī)的測控、安防、溫濕控。另外儲能電站的監(jiān)控，實現(xiàn)儲能電站的PCS、BMS以及能量的管理。還要接受電網(wǎng)調度的一些AGC/AVC一些指令，兼容AGC/AVC子站的一些要求。

　　基本結構也是一個雙機雙網(wǎng)冗余可靠的設計，這樣的話，實際上也就是在電網(wǎng)側應用的監(jiān)控系統(tǒng)，可以說它的成本相對于用戶側是增加了不少，比操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的軟件版權費一個接近40萬左右。前面說得基本功能，也提到不同應用場景電網(wǎng)側儲能監(jiān)控容量管理，我也可以說簡單總結的幾個應用：

　　第一，以江蘇鎮(zhèn)江電網(wǎng)為例，解決局部供電能力不足的問題，利用儲能電站快速性和靈活性，通過上面供電能力，在低于負荷需求情況下，通過儲能作用提高儲能電站，緩解供給能力不足。這里面能量管理該如何去做呢?我們當時做了一個測算，當然有一些約束條件，上面幾幅圖，第一，紅色部分是需要儲能放電的電量，綠色部分都是能力比較充裕情況下可充電的電量和功率。監(jiān)控系統(tǒng)應該合理的優(yōu)化，在整個充放過程中運行范圍，也就是說，儲能的SOC運行范圍最小。這樣的話，可以實現(xiàn)儲能電站的能量最小的范圍，達到一個最大的利用效果。涉及前期的投資，也涉及到儲能電站如何優(yōu)化它的功率以及實現(xiàn)它的最大作用。鎮(zhèn)江電網(wǎng)提到兩充兩放和一充一放，這是簡單的測算，發(fā)揮儲能的作用的話還是通過優(yōu)化的一些策略。

　　第二，國網(wǎng)節(jié)能張總也提到了，在淮安，主要解決的是新能源消納的問題，可以說叫新能源就地消納，新能源對局部電網(wǎng)的影響。這里面有一組數(shù)據(jù)，連續(xù)七天的負荷的情況，在今后的某個變電站到2020年有一個倒送，對電壓電站有一些影響。這個時候儲能電站如何去做呢?通過一些優(yōu)化，主要是結合儲能電站的能量管理系統(tǒng)應該動態(tài)跟蹤一下新能源的處理以及負荷的需求，進行動態(tài)匹配的優(yōu)化。最右邊的數(shù)據(jù)可以看到，這一組數(shù)據(jù)實際消納率實際上上52%，如果不動達到百分之百消納的話需要的儲能8萬40千瓦時，實際上電網(wǎng)的投資有限，裝機是4萬，大概70MWh，提升8%，這方面的控制做一些優(yōu)化處理，達到一些結果。

　　第三，新能源基地面向電網(wǎng)輸送通道的限制，可再生能源無法同時送出，造成棄風棄光的一些情況。在這樣一個情況，能量管理系統(tǒng)也需要針對新能源的特性，以及動態(tài)評估所有的電源一些特性，最終做一些優(yōu)化的運行特性，得出一個優(yōu)化的結果，實現(xiàn)能量或者輸送通道最優(yōu)化利用。這幾個方面一個是監(jiān)控的功能，一個能量管理的功能。

　　二、監(jiān)控系統(tǒng)面向規(guī)模化儲能電站的監(jiān)控數(shù)據(jù)處理能力的問題

　　2018年有幸參與了江蘇電網(wǎng)建山儲能站的項目，這個項目做了一個初步的統(tǒng)計，建山站是5MW/10MWh的一個站，江蘇最小一個站，我們考慮做一些測試。這些大的數(shù)據(jù)量來臨的時候，大量的電站數(shù)據(jù)變味的時候，儲能監(jiān)控系統(tǒng)是否穩(wěn)定運行。當然我們雙機雙網(wǎng)、主備切換、7-1是否及時響應、記錄，沒有丟失。

　　為了達到這個目的，我們跟國網(wǎng)節(jié)能和第三方檢測機構初步做了一些實驗，當然不是標準，按照這個要求做了一些實驗的測試。梳理了幾個試驗項目，簡單說一下，假設100個儲能單元，一共120萬數(shù)據(jù)點，這些點在每秒發(fā)生1-2萬個數(shù)據(jù)變位，持續(xù)一定時間，30分鐘的話，這里面可能有幾千萬的數(shù)據(jù)變味事件發(fā)生，發(fā)生這些數(shù)據(jù)你的監(jiān)控系統(tǒng)能不能記錄下來，一共發(fā)生3600萬數(shù)據(jù)變位，最終監(jiān)控系統(tǒng)接收也應該這個數(shù)據(jù)，針對這個項目做了測試。同時其他的項目類似。

　　在監(jiān)控系統(tǒng)主備切換的時候，也要進行大量數(shù)據(jù)，產(chǎn)生大量事件數(shù)據(jù)的時候，能夠在主備值班機切換的時候數(shù)據(jù)不丟失，這也是一項。另外監(jiān)控系統(tǒng)7-1，通信服務器7-1，在大數(shù)據(jù)變味滿足功能，數(shù)據(jù)還沒有丟失，這才是一個合格的監(jiān)控系統(tǒng)。

　　當然上面是要求最終做了一些實際的測試，當然這里有部分的數(shù)據(jù)結果。測的過程中也會出現(xiàn)一些問題，確實大量數(shù)據(jù)來了以后，不能真正按照原有可能出現(xiàn)一些問題，包括表的長度、監(jiān)控系統(tǒng)各個廠家有一些數(shù)據(jù)表格，轉發(fā)的一些限制。要經(jīng)過針對性的一些實驗和修正之后才能達到上面這些要求。

　　剛才提到的對大數(shù)據(jù)的一些要求。

　　四、中國電科院投電網(wǎng)側儲能應用。去年有幸承擔了鎮(zhèn)江丹陽建山電網(wǎng)側儲能的電站監(jiān)控系統(tǒng)建設，這是第一個投運的電站，國內首個完成AGC涉網(wǎng)實驗、源網(wǎng)荷緊急互動響應實驗。這里面整站能量管理的界面，以及調度AVC運行結果以及AGC的運行結果。

　　一些思考：

　　第一，儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)能量管理的優(yōu)化算法，有的是可以放在調度側的，但實際上對于新能源反倒送實地消納的問題，包括電壓治理的問題，實際上也可以考慮，不管是放在調度側還是能量管理的監(jiān)控單元里面去，最終一個精細化能量管理，考慮電源處理特性，負荷實際運行特性能量管理優(yōu)化的求解的過程很有必要做的，只有它的優(yōu)化，不能簡單一充一放，兩充兩放，面向用戶側的測量。實際上電源的波動，負荷的一些波動，這個優(yōu)化的求解是必須的。只有這樣發(fā)揮小儲能發(fā)揮更大的作用。

　　第二，面向不同的電網(wǎng)需求，監(jiān)控系統(tǒng)的定位確實也有很多差別。比如一次調頻，江蘇一期一次調頻放在PCS里面，國網(wǎng)節(jié)能張總提到二期有一個協(xié)調控制裝置，介于監(jiān)控系統(tǒng)和PCS設備機之間。實際上西北電網(wǎng)對新能源電站的要求又是一個快速調頻的兩個細則，要求一些廠站級快速調頻包括一次調頻的響應，實際上放在廠站級的監(jiān)控里面。儲能電站的監(jiān)控，也是結合各個電網(wǎng)角度一些要求和定位，可以有不同的差別吧。

　　第三，單站儲能電站的增加，海量數(shù)據(jù)測算和計算量的上升。實際上儲能監(jiān)控處理能力有一定的要求和一定的測試手段，這是必須要做的。因為數(shù)據(jù)量越來越多，實際上儲能監(jiān)控系統(tǒng)，向上一級電網(wǎng)報送關鍵運行評價信息是監(jiān)控系統(tǒng)高級應用必然趨勢，涉及到邊緣計算的問題，在本地把這些數(shù)據(jù)進行一些加工，加工完之后，涉及到安全的，涉及到一次性的，涉及到效率可以做一些初步的加工再送給調度，再給評價系統(tǒng)，這也是一個趨勢。后期發(fā)覺一些儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)在電站評價中的作用，特別是儲能電站的處理和加工。

　　以上就是我的分享的內容，謝謝各位專家和同仁。