陳強：我今天匯報的題目是《用戶側儲能系統集成開發與應用》，主要分三個部分，第一是儲能系統集成關鍵技術，第二是儲能系統在用戶側應用，第三是猛獅科技在儲能領域的開拓。

 

儲能系統主要三部分構成，電池存儲系統、功率轉換系統PCS、能量管理系統EMS。儲能系統的開發流程可以分四個階段：第一階段是分系統設計，電池系統主要是電池的選型、電池管理和安全設計，功率系統主要是電氣設計、結構設計和控制軟件的開發，監控系統主要是監控系統的方案設計、硬件設計和軟件開發；第二階段是系統集成，主要是儲能房/儲能集裝箱的電氣倉和電池倉結構設計、溫控、消防、照明、環境監測系統等；第三階段是生產施工，設備生產和調試，還有項目現場的土建施工；第四階段，系統調試，設備到項目地安裝、調試和跟業主的對接。

 

這是集裝箱儲能系統，整個系統的外形圖。這是內部的結構，40尺集裝箱標準柜具有照明、獨立的供電和溫度煙感控制和直流配電以及內部的所有設備。

 

電池PACK的流程，電池配組，根據容量、電壓、放電率的一致性原則，選電池進行配組，然后模塊組裝，BMU的安裝，線束的連接、測試等。電池系統成簇設計的流程，電池組成一個PACK，里面包括BMU，數個PACK加上高壓盒串聯組成一個電池簇，多個電池簇并聯組成一個電池系統。電池管理系統，分三層，最底層是BMU，電池模組的管理單元，往上是電池簇管理單元BCMS，最上層是電池堆管理單元BAMS。BMU主要是檢測模組里面電池的電壓電流、內阻，對電池系統進行監管和報警，然后進行均衡。BCMS主要是管理一個電池簇里面的BMU，然后檢測整個電池簇的電壓、電流，并且標定SOC，電池出現故障異常時，可以斷開高壓盒的接觸器，使電池簇退出運行。BAMS主要是一個通訊功能，它對下與BCMS進行通訊，同時跟EMS和PCS進行通訊。

 

電池系統長期運行以后，電池之間的特性總會有差異，我們需要進行一個主動均衡，分三層控制：BMU底層控制實現電池組內均衡；一個簇里面的組間均衡是借助BCMS提供控制策略，然后由BMU來完成的；簇間均衡控制主要是由BAMS聯合PCS實現。BMS保護及控制策略：首先高壓盒的通斷控制，繼電器的控制，高壓盒是電池簇進入了直流匯流箱的一個端口，可以說是電池系統到電氣系統的一個端口，那么它的通斷控制是保證電池系統在適宜的電壓和環境狀態下進行工作；還有預充回路的控制，為了防止沖擊電流對功率其件造成損傷，所以加了一個預充回路控制；還有雙供電電源控制，主要是防止直流電源持續放電造成電池系統過放；還有簇間均衡防環流控制，防止電池簇間過大環流對功率器件和電池造成損壞；還有EMS和PCS的通信控制，用于通過EMS和PCS執行相關的充放電動作。

 

接下來功率轉換系統PCS，PCS主要的工作是四象限變換(能量的雙向流動)，有功無功調節，黑啟動，充放電管理，運行狀態控制，通訊管理，后臺監控。主要用途是四點：平衡新能源發電上網功率，平衡電網的負荷峰谷，優化配電網電能質量，應急供電。

 

主要拓撲是兩種，DC/AC單級拓撲和DC/DC與DC/AC串聯雙級拓撲。單級拓撲主要應用在電池電壓比較高的場合，像鋰電池系統，我們一般是串聯到200串左右，額定電壓大概600多伏。兩級式拓撲是用在一些電池電壓比較低的如鉛酸電池、釩液流電池等電池系統電壓較低的系統里面，需要DC/DC進行升壓然后再逆變。另外還應用在一些多直流電源輸入的場合，需要DC/DC進行功率的分配。

 

并離網的智能切換箱柜，主要用在一些微電網系統里面，由斷路器，靜態開關，還有控制板組成。控制板控制系統檢測靜態開關兩端的電壓電流，通過靜態開關的通斷控制實現并網向離網的轉換，以及離網向并網的同期控制。另外帶電操的斷路器控制信號，可以實現離網運行下的負荷投切。

 

技術關鍵點，分成四個方面：第一是并網運行模式，動、靜態電網支撐和低電壓穿越；第二是離網運行模式，這是主要難點所在，非線性負荷下的諧波抑制，沖擊性負荷抑制，三相不平衡負荷下微電網電壓控制，我們常規可以采用三相電壓的正負序分離進行控制，變流器交流并聯協調控制，可以采用下垂控制，還有基于VSG的控制方式；第三是并離網運行模式的切換，非計劃性并網切向離網的穩定性控制，離網轉并網的同期并網控制；第四是多儲能系統的協調控制，多儲能的均衡充放電控制，尤其離網模式下實現微電網系統多個儲能系統的電量均衡控制。

 

接下來介紹一種控制系統軟件開發方法。通常電氣仿真是使用MATLAB/SIMUlink可視化仿真平臺，SIMUlink提供了一個封裝子模塊庫Embedded Coder，它提供了相應的封裝子模塊，能夠與仿真得到的控制模塊組成一個控制程序轉換模型，直接生成控制系統軟件程序。首先看Target Preferences封裝子模塊，它有四個主要功能，控制芯片的選型、儲存空間的分配、section的設置、外圍設備的設置。Embedded Coder還提供了一些子模塊庫，有控制芯片各個外圍設備的應用封裝子模塊庫提供了如ADC、CAN、SPI、I/O口輸入輸出、PWM等模塊，DMC模塊庫提供了常用的控制子模塊，Memory Operations模塊庫提供了賦值和拷貝的功能，IQmath模塊庫提供了IQmath相應的子模塊，這些模塊可以幫助我們結合控制仿真系統的控制模塊建立一個控制系統軟件生成模型。

 

這頁PPT左邊顯示的是一個電氣系統仿真模型，仿真通過后把Controller這個控制模塊拿出來，結合相關的Embedded Coder中的子模塊，構建出PPT右邊顯示的源程序轉換模型，有兩個中斷，一個是ADC中斷，一個是串口通訊中斷，還有主循環程序模塊，將它編譯在CCS里生成相應的控制系統軟件程序，然后上電調試。本人用這個方法也開發了幾款產品，個人的經驗分享，這一方法能夠極大地提高產品開發進程，它的最大問題就是生成的程序的可讀性比較差。

 

能量管理系統，這是一個儲能監控系統拓撲結構，它分實時監控區和數據采集區。

 

我們看一下儲能系統在用戶側應用，主要是削峰填谷、負荷轉移、微電網中的應用和需求側響應。

 

第三部分匯報猛獅科技在儲能領域的開拓。主要三個部分：一是電池生產基地，這也是猛獅科技目前資產最重的產業，兩個基地計劃總投資60億元人民幣，分別是福建猛獅新能源動力鋰電池生產基地，和猛獅宜城高端鋰電工業園；第二是儲能設備制造及系統集成，就是我所在的江蘇峰谷源儲能技術研究有限公司；第三是在儲能項目方面的開拓，目前已經落地的項目是陜西可再生能源發電和儲能綜合應用產業基地，湖北可再生能源發電和儲能綜合應用產業基地，另外一些項目正在洽談中，其中一些項目規模比較大。

 

福建猛獅新能源動力鋰電池生產基地，它占地450畝，總產能是6GWh，2020年達產，目前已經開始量產了，達產后年產值大概是100億人民幣左右，主要生產圓柱三元電池，18650和21700，左邊是它的鳥瞰圖，在福建省漳州市詔安縣經開區，總投資30億元人民幣。

 

猛獅宜城高端鋰電工業園，位于湖北省宜城市經濟開發區，占地457畝，年產能是4GWh，主要生產40Ah以上的三元方殼電池、磷酸鐵鋰電池，右邊是它的鳥瞰圖，總投資30億元人民幣，是一個環境優美，設備完全現代化的鋰電工業園區。

 

接下來介紹一下江蘇峰谷源儲能技術研究院有限公司，于2012年9月在鎮江成立，2015年11月正式并入猛獅科技。主要在四個方面進行深耕：一是儲能系統的核心部件，以PCS為核心的電氣系統的自主開發、電池PACK和成組的設計；第二是儲能系統的集成設計和生產裝配；第三是儲能項目的EPC，工程總包；第四是儲能項目運維平臺的建設。

 

這是我們在儲能系統方面的主要產品，大功率PCS，大容量電池PACK，兆瓦時集裝箱儲能系統。

 

這是公司資質，是高新技術企業，還有我們部分專利證書，峰谷源是一個具有自主知識產權的高科技企業。

 

接下來是我們儲能方面的主要項目。

 

首先是定邊可再生能源發電和儲能綜合應用產業基地。定邊縣地處陜甘寧蒙四省交界，是國家首批綠色能源示范縣，風光資源非常豐富。去年的SNEC展會上，定邊縣和猛獅科技簽署的《合作共建可再生能源發電和儲能綜合應用產業基地框架協議》，雙方計劃在四年之內，在定邊投資建設500兆瓦時的儲能電站，100兆瓦的地面光伏電站，100兆瓦的風電站，50兆瓦的光熱電站，形成西北地區規模較大的可再生能源發電和儲能綜合應用示范中心。整個投資規模總計是56.2億人民幣。項目一期在今年的3月25號開工，是一個10兆瓦時的鋰電池儲能示范電站，它以解決光伏電站棄光為目的，提高光伏電站并網電能質量，建設一個依托100MW光伏電站的儲能電站示范工程，已完成主體工程，即將并網。這是目前一期10MWh儲能電站的鳥瞰圖。光伏電站、儲能電站的智能協調工作，實現儲能電站的無人值守，凸現能量管理系統優化調度控制的效果。在電站設計方面我們主要原則是光伏棄光的最大限度消納，還有儲能電池使用的最佳效能的原則。

 

項目主要分三期，初期是一個10兆瓦時的示范電站，計劃是2017年6月30號并網，中期是2019年5月完成建設500兆瓦時的儲能電站，100兆瓦的光伏電站，還有100兆瓦的風力電站，50兆瓦的光熱發電站，吸納定邊縣及周圍的棄風、棄光，并通過儲能電站實現平穩并網，為電網提供備用儲能控制服務。

 

遠期是2020年5月完工，建設一個以儲能主要部件生產、組裝和測試為一體的現代化工廠項目，并建設一座調度中心和監控中心，組成定邊縣周邊區域的能源互聯網，形成可再生能源和電池儲能綜合應用示范中心。

 

在宜城我們主要有兩大投資，剛剛介紹了一個投資30億元的鋰電池生產基地項目，另一個是可再生能源發電和儲能綜合應用基地的項目，整個項目規模是600兆瓦的光伏電站、200兆瓦的風電站、以及200兆瓦時的儲能電站。