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科华恒盛冯晓滨:用户侧储能及边缘数据中心应用探讨

作者:中国储能电站网 来源:中国储能网 时间:2019-06-25 浏览:

中国储能电站网讯:6月19—20日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合江苏省电机工程学会、全国微电网与分布式电源并网标准化技术委员会、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司等单位联合召开的“第三届全国电网侧暨用户侧储能技术应用高层研讨会”在苏州市太湖假日酒店举行。来自电网公司、设计院、系统集成商、电池生产企业、投融资机构等单位的280余位嘉宾出席了本次研讨会。

会议期间,科华恒盛股份有限公司新能源事业部售前总监冯晓滨分享了主题报告《用户侧储能及边缘数据中心应用探讨》,以下是演讲全文:

冯晓滨:各位嘉宾、领导上午好。我是科华恒盛股份有限公司冯晓滨。今天我汇报的是关于《用户侧储能及边缘计算的应用探讨》。

我的演讲主要分四部分,第一部分,首先简单介绍一下储能及边缘计算发展的概况。第二部分,储能和边缘计算结合应用的方案,这也是我们在用户侧储能大家比较关心,探讨比较多的问题。第三部分是关于系统的安全设计,此部分是储能比较热的一个话题,也是很关键的点。第四部分,关于科华及目前的一些实践做个简要汇报。

关于储能及边缘计算的发展,移动互联网及物联网这一块驱动了大数据的爆炸,呈现出三种趋势,边缘计算、区域计算、云计算三级架构的特征。在这三种区域下的三级分化的形式下,呈现出来的一个是偏远地区超大规模的云计算中心、市中心区域边缘计算的发展、还有最末端的用户侧的边缘数据中心的发展。也就是说随着5G技术的发展,边缘计算的发展爆发式增长,且趋向于用户侧。

我们来看看储能,此部分大家也是比较熟了,中国累计装机容量突破了1GW,特别是2018年的增长速度已经达到了316%。

在储能细分领域这块,前面嘉宾也介绍到了,我们储能的装机比例在用户侧占的是最高的。在装机容量上用户侧独占鳌头,另外用户侧发展的应用和技术已经越发成熟,这两个方向,储能和边缘计算怎么结合应用起来,应该也是后期后期的一个研究方向。

我们看这两个结合的点。储能的源、网、荷,荷也就是用户侧,怎么跟边缘数据中心结合,这里面包括了电气的融合、二次管理系统的融合,还有怎么进行节能、节费以及提升可靠性,这是储能和边缘数据中心目前可结合的地方。

这张图片是我们当时跟国网一起研究推动多站融合标准化进程的,在变电站里的接入,数据中心站或者储能站或者充电站等等融合。在这几个站接入、联合,一起探讨的过程中,我们产出了一些技术要点及规范和方案。第一个,关于UPS型的储能,也就是在我们数据中心或者说边缘计算的供电电源保障系统里,把它的电源系统直植入储能运行策略。除了作为供电保障之外,它的峰谷运行的策略加入,可以降低边缘计算里面电源保障投入运营的成本,节省运营电费。

另外在储能型的UPS电源解决方案中,边缘数据中心的发展越来越趋向于地方的减小,规模没那么大。地方没那么大的情况下,原有的数据中心或者说边缘计算配套的电池系统基本以铅酸电池为主,我们现在锂电池的发展越来越成熟了,锂电池的应用在数据中心里面拓展可能也会越来越多。锂电池因为能量密度的问题,功率密度的问题等等,在这里面应用还是比较有优势的,特别是分布在城市中心各个领域里面,地域资源非常紧缺的情况下,我们可以把UPS结合锂电池的应用,结合储能的策略,减少锂电池长期处于浮充的问题。另外可以把锂电池的高循环次数充分利用出来,减少边缘计算中心电费的成本。因为整个数据中心的能耗,非核心设备用电成本占了一半左右,这块也是重点节费的地方。

第二个也是现在在应用的方案,UPS结合PCS储能的方案。原有的UPS的系统,很多客户可能会关心UPS加上储能策略会不会影响到运行安全。第二个方案是在不动原有UPS系统的情况下,直接用储能来管理这套电池,UPS直接使用电池即可,这种工况下也是可以解决我们现在在数据中心电源系统保障问题、锂电池长期处于浮充的问题,还可降低它的电费。另外也解决了电池核容的问题,这套系统可以将电池智能核容,降低电池存在隐患的风险,提升整个边缘计算电源保障的可靠性。

第三个,利用能量互联的系统,打造智能的储能系统,充分利用当地的弃电,跟边缘计算。也可以将储能作为一个大的电源保障,来提高数据中心架构的可靠性。因为原有的数据中心系统UPS也是预留着的,储能系统可以作为一个大型的备用电源机解决大型的数据中心里面供电的保障。

第四点,这是我们在多站融合里面在应用的一个点,这个方案是直接用直流母线的方案,包括把光伏、储能、站用电源里面的事故照明、220V直流系统,还有边缘数据中心采用高压直流的HVDC系统,结合在一起的真正融合的电源系统保障方案。

前面讲的是结合应用的方案,在系统安全设计上也是大家比较关心的。我们引用了最近两天韩国调查出来的安全问题,韩国储能电站起火的问题点。这里面归纳五个点,第一个是电池保护系统欠缺的问题,在这里面它总结归纳的是作为电池保护系统的机架保险丝未能快速阻断短路电流等等问题点。第二个是储能部分电池发现了缺陷,指的是在生产电芯的过程中厂家里面批次性的问题,所以电芯的源也很重要。还有一个是安装不注意,在现场的时候比如电池的保管不良或者接线错误的问题。还有综合保护管理体系欠缺。前面有嘉宾也提到,这个也是目前我们整个行业内系统集成这一块大家做的不精或者没有团队标准来指导所致的,集成门槛低,这是比较重要的一个问题点。

另外一个是运营环境的管理欠缺,比如昼夜温差造成凝露的隐患,这些是最近韩国调查报告的总结。

从这些问题点来看,我们整个储能系统包括结合数据中心一起来融合进去的保障,这是一些基础的设施,就不详细介绍了,因为时间关系。

我们从系统设计考虑上来看,主要有这几点,一个是像结构上的,在整个结构上包括抗腐蚀、盐雾能力,对系统的保护。另外系统安全设计包括发热和非发热体互相影响的问题,最大化的降低安全隐患,其他系统干扰的问题。

散热,热仿真这块也是在储能系统大家比较关注的一点,这里面能否做好,除了电芯、PACK还有模组,包括整个系统在柜子里面的时候,它的系统是否和原来是一模一样的,能不能复制,复制了会不会出什么问题,大家也很关注。

电池系统本身的一些问题点,还有BMS设计,对整个电池管理的是否到位,是否精准,还有包括EMS等等这些问题。

在这里面还包括了像电气安全,比如说PCS产生的谐波干扰对我们整个系统有多大的影响,对电池运行了十年二十年之后会不会有什么影响。包括电池兼容,韩国调查也出现了电池兼容引起的问题,因为电池兼容性低或者抗干扰强度大、抗辐射能力差是引起系统安全的问题。

还有绝缘监测,除了BMS系统的绝缘监测,还有PCS的绝缘监测,多层保护及配合的问题;还有故障录波,提升系统的效率或者降低其他的风险点的安全的保护措施;还有盐雾,器件的选型等等,都是提升整个系统安全的基础层面。还有系统管理上,实现多个模块综合保护,实现我们整个系统安全的提升。

另外最关心的现在还是电芯本身,还有电池的安全保护。像电芯的选择,这是从源头来杜绝安全上的问题;热安全,这里面涉及到了本身模组、电芯、系统上的热安全控制。前面这一两点是厂家、源头的选择,第三个电池管理安全,这块从目前我们的应用实践来看,比如说像BMS检测失效导致电池过充过放的问题,还有接插件接触不良发热导致起火的问题,还有BMS温度检测失效的问题,BMS硬件失效的问题,这些目前存在的问题我们怎么综合提升?甚至新的方向上,如电池更高的耐压范围,BMS、BMS与PCS融合的应用。

最后简单汇报一下我们目前结合应用上的一些情况及科华的实践。

湖南电网60MW/120MWh储能电站的情况,分了三个站,在这三个站里面像芙蓉站和延农站已经加入了数据中心,也是最近刚部署的。

这个案子是湖南延农站结合进去的柜式数据中心,也就是边缘计算我们与腾讯云合作一起加系统,这也是刚刚落地的。

还有医疗信息中心,医疗信息系统,结合UPS储能型的应用。

这个是南网信息中心的应用,UPS联合储能PCS管理这套系统的案子。

还有众多用户侧的UPS和储能结合的应用,包括柜机和室内的,还有部队的信息计算,部队的信息处理的边缘应用等等。

最后简单做一下科华的介绍,科华恒盛成立于1988年,到现在已经31年了,公司最初是做UPS出身的,在2007年开始进入新能源体系的建设,于2010年上市,在2014年获评“国家认定企业技术中心”,在2015年我们也推出了电源领域顶级高端电源——核岛级UPS,填补国内技术空白。在整体布局上,我们布局了云基础,这也是我们数据中心板块的业务;高端电源,也就是我们在电源领域里面原有的UPS系统;第三板块是新能源:包括光伏、储能、微网还有充电桩、充电站,以上是科华的简要情况。

以上是我今天的汇报内容,谢谢大家。 

关键字:科华恒盛 ,用户侧储能

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