8月22-24日，由充換電百人會(huì)、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲(chǔ)網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲(chǔ)、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵(lì)展覽有限公司、上海賀勵(lì)商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)大會(huì)&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會(huì)，簡稱：金磚光儲(chǔ)充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會(huì)設(shè)置“論壇峰會(huì)+展示臺(tái)展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場(chǎng)發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實(shí)國家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求，積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。
萬幫數(shù)字能源股份有限公司 研究院總經(jīng)理 楊志出席論壇并發(fā)表主題演講——《光儲(chǔ)充放一體化解決方案》 。
以下為演講實(shí)錄：
周錫衛(wèi)：下面有請(qǐng)萬幫數(shù)字能源楊志。
楊志：大家好，我來自萬幫數(shù)字能源，也是大家說得比較多的星星充電。我們公司主要涉及的專業(yè)是充電、光伏和儲(chǔ)能，以及一些云這方面的業(yè)務(wù)。從“云、管、端”協(xié)同發(fā)展的角度，來做設(shè)備的制造、銷售，電站的建設(shè)、運(yùn)營，包括綠能交易等等。
今天聽了很多專家的報(bào)告，對(duì)整個(gè)“光儲(chǔ)充”，尤其是儲(chǔ)充這塊，宏觀上、系統(tǒng)上，從政策面、標(biāo)準(zhǔn)面，系統(tǒng)怎么構(gòu)架，怎么樣的商業(yè)模式，學(xué)習(xí)了很多。今天帶來的報(bào)告主要從“端”的角度，也是從電力電子的角度講一下“光儲(chǔ)充放”一些系統(tǒng)的技術(shù)方面的東西，可能比較枯燥。
報(bào)告分四部分內(nèi)容。
“30·60”講了很多，但是我們理解30·60的面很大，里面有兩個(gè)比較大的主題，一個(gè)是清潔能源，一個(gè)是綠色交通。
從清潔能源來講，我們更喜歡去看到可再生能源的發(fā)展?？稍偕茉粗饕秋L(fēng)電和光伏，風(fēng)電的建設(shè)有它的局限性、有地域問題，我們不大可能在一個(gè)廠區(qū)/屋頂建一個(gè)風(fēng)塔。所以，光伏充電跟充電融合的場(chǎng)景來講，更是我們比較喜歡的，而且光伏發(fā)電隨著技術(shù)的發(fā)展、材料的發(fā)展、工藝的發(fā)料，它的前景空間非常大，而風(fēng)力發(fā)電就是那個(gè)塔架。
光伏發(fā)電包括風(fēng)力發(fā)電有它的特性，有分散性和互動(dòng)性，這是電力系統(tǒng)不喜歡的，所以現(xiàn)在被強(qiáng)制上儲(chǔ)能。
從電動(dòng)汽車的角度來看，電動(dòng)汽車本身就帶了一個(gè)電池儲(chǔ)能的基礎(chǔ)在里面，如果我們配上一個(gè)充電、放電一體化的充電樁集合在一起，它就是一個(gè)儲(chǔ)能。電動(dòng)車的發(fā)展跟新能源的發(fā)展，本身從物理上，邏輯上關(guān)系上，沒有能集合在一起的因素。
這邊講的是一個(gè)車的發(fā)展趨勢(shì)，今天講了很多，不細(xì)細(xì)展開。這邊點(diǎn)出來一個(gè)點(diǎn)，我們認(rèn)為電動(dòng)車的發(fā)展對(duì)于電網(wǎng)是提出挑戰(zhàn)的，這個(gè)挑戰(zhàn)我們認(rèn)為不是用電量的挑戰(zhàn)，昨天周總講到去年中國的用電量是8個(gè)多萬億的用電量，假如說1億輛電動(dòng)車，每輛車跑15000公里/每年，一度電跑5公里的話，一輛車一年就是3000-4000度電，1億輛就是3000億到4000億，從總的用電能量角度，它并不太大。
但問題是，我們電動(dòng)車充電的時(shí)間不可控、充電的地點(diǎn)位置不可控，這就帶來了對(duì)電網(wǎng)的挑戰(zhàn)。而且最關(guān)鍵的是我們?cè)瓉沓鞘械囊?guī)劃、小區(qū)的規(guī)劃，早期的小區(qū)沒有考慮充電樁的建設(shè)，沒有考慮到新能源車的發(fā)展，所以在原有規(guī)劃成熟的地段去加裝充電樁，是我們這個(gè)行業(yè)發(fā)展的難題。在新規(guī)劃的小區(qū)已經(jīng)有這方面的考慮了，我認(rèn)為對(duì)電網(wǎng)不是一個(gè)大的問題。
從另外一個(gè)方面，1億輛電動(dòng)車50度電一輛車，相當(dāng)于50億千瓦時(shí)的存儲(chǔ)容量，今天上午黃教授提到，中國發(fā)電的總高峰也就10多個(gè)億，裝機(jī)容量也就20多個(gè)億。也就是說電動(dòng)車的發(fā)展，海量的電池給電網(wǎng)反過來做支撐，提供了比較的條件，但是怎么做是我們后面要討論的。
我今天主要講的是從電力電子的層面，來構(gòu)建“光儲(chǔ)充放”的充電站，比較局限，但是這個(gè)技術(shù)可以延伸到方方面面。
我們公司從去年開始做了一些“光儲(chǔ)充放”這方面的示范工程，我們叫“五個(gè)一百”，一百個(gè)樓宇、一百個(gè)工廠、一百個(gè)場(chǎng)站、一百個(gè)運(yùn)力。我們?cè)谶@方面做了很多實(shí)踐的工作，我們認(rèn)為“光儲(chǔ)充放”一體化場(chǎng)站的方案，至少可以解決這么幾個(gè)問題。
第一，盡量讓新能源車用新能源電，以前新能源車、電池車充的電如果火電廠發(fā)的，只是把污染轉(zhuǎn)移了，但是真正用新能源電是用新能源車的初衷。
第二，解決充電需求大，電力供應(yīng)不足的問題。剛才提到老舊小區(qū)，我們形成一個(gè)場(chǎng)站要跟供電局去報(bào)批電量，一是報(bào)批難，二是成本也高，光伏雖然發(fā)電量不大，但是加上儲(chǔ)能之后，能夠降低對(duì)這方面的需求。
第三，把電動(dòng)車真正作為一個(gè)移動(dòng)的儲(chǔ)能設(shè)備，它跟現(xiàn)在講的各種儲(chǔ)能不一樣，現(xiàn)在的儲(chǔ)能都是固定的，電動(dòng)車帶來移動(dòng)的特性，是不是里面能產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)，來做一些新的組合模式。
第四，作為應(yīng)急電源。
第五，能夠在一定程度上提高新能源發(fā)展的消納水平。
我在考慮假如說這些電動(dòng)車，中國新能源發(fā)電不平衡性，西部發(fā)電多，東邊用電多，電動(dòng)車真正調(diào)動(dòng)起來之后，跟西部發(fā)電的節(jié)約型同步起來，新能源電站強(qiáng)迫配儲(chǔ)能的比例是不是可以調(diào)整，這個(gè)我不是很懂，提出這么個(gè)問題。
談到這樣一個(gè)“一體化方案”，一般來說，“光儲(chǔ)充放”這樣的場(chǎng)站，基本上大類從AC側(cè)耦合或者在DC側(cè)耦合，AC側(cè)耦合是現(xiàn)在很多示范項(xiàng)目用得比較多的，DC側(cè)耦合也有一些應(yīng)用。AC里面也有一些局部DC化，比如說光伏儲(chǔ)能、光儲(chǔ)一體機(jī)，直流母線耦合。在DC耦合也有做DC母線，我拉一個(gè)比較小功率的逆變器跟變壓器的輔助繞組連接，也能實(shí)現(xiàn)跟DC的混合方案，總的來講，不外乎這兩個(gè)大類。
這兩大類有什么好處？我簡單總結(jié)一下。
從三個(gè)方面：
1、左邊是傳統(tǒng)的AC耦合方案，右邊是DC耦合方案。我們可以看到從左邊到右邊，右邊那個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)AC/DC環(huán)節(jié)，左邊這邊有三個(gè)。簡單來看，這三個(gè)變成一個(gè)，投資至少成本降低了，而且設(shè)備的數(shù)量變少了。
2、搞電流系統(tǒng)的都知道交流側(cè)耦合，尤其是微網(wǎng)不入電網(wǎng)的情況下，這個(gè)穩(wěn)定性的控制應(yīng)該是比較麻煩的問題。因?yàn)榻涣麟娋W(wǎng)穩(wěn)定性控制有電壓，有頻率、有相位都要對(duì)，不對(duì)就崩潰。直流側(cè)耦合簡單說就是控制一個(gè)電壓，這個(gè)電壓控制好了，大家就都安全了、都穩(wěn)定了。
3、提高效率。假如白天家里裝了一個(gè)光儲(chǔ)充，白天光伏發(fā)電存到電池里面去，大家看看左邊這個(gè)圖，我們有4級(jí)變換，簡單看1級(jí)變換2個(gè)點(diǎn)損耗，那4級(jí)變換就是8個(gè)點(diǎn)，晚上回來把電充到車?yán)锩嫒?，又?級(jí)，那就是16個(gè)點(diǎn)的損耗。從右邊看，光伏發(fā)的電到電池2級(jí)變換，回來到車子充電2級(jí)變換，來一去省了4級(jí)，4級(jí)就是8個(gè)點(diǎn)。我們從這個(gè)系統(tǒng)來看，如果逆變器AC/DC的環(huán)節(jié)少了，用電的效率提升了，一來一去提升8個(gè)點(diǎn)，我們現(xiàn)在算這種光伏儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)賬的時(shí)候，是不是把這個(gè)要素放進(jìn)去，在一定程度上能夠推動(dòng)“光儲(chǔ)充”系統(tǒng)發(fā)展的因素之一。
現(xiàn)在我們更看重的是直流耦合的模式，主要有幾個(gè)方面。
1、假如從環(huán)網(wǎng)10千伏進(jìn)來到直流母線，直流母線中間這個(gè)方框至少要具備三個(gè)功能：
（1）高壓隔離；
（2）電壓變換；
（3）交流變成直流。
后面我會(huì)詳細(xì)講它們這塊的實(shí)現(xiàn)方法。
第一個(gè)是比較傳統(tǒng)的方式，采用普通的工頻變壓器，后面加上AC/DC的變換環(huán)節(jié)，出來一個(gè)直流母線，直流母線這個(gè)400V、800V是根據(jù)場(chǎng)景來設(shè)計(jì)，AC/DC這塊可以800V，可以400V，這樣從中壓的10千伏到800V的母線就有了，這樣的變換一般兩電瓶或者三電瓶的模式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，當(dāng)然也有一些其他的方案。
第二個(gè)是移相變壓器的方案，移相變壓器的思路應(yīng)該是最早在高壓變頻器中用得比較多，我們一個(gè)變壓器的三相整流典型諧波次數(shù)是6A加減1，假如說用一個(gè)新三角并聯(lián)運(yùn)行，它就變成12加減1，我們按照這個(gè)思路，再來一個(gè)正負(fù)15，那就是24脈波，24脈波就是24A加減1，而且24A加減1的諧波可以相互抵消。它的實(shí)現(xiàn)方式，移相之后通過整流器，把它變到一個(gè)母線上，諧波就可以抵銷。
實(shí)現(xiàn)方式有很多，這邊舉了一個(gè)原邊移相，一個(gè)副邊移相，有沿邊三角形的等等，方案有很多。
第三個(gè)是SST。我這邊給出三種方案，第一個(gè)是H橋級(jí)聯(lián)的，H橋級(jí)聯(lián)的方式前面是光伏和風(fēng)電發(fā)電場(chǎng)站的都知道，高壓SVG用的這種方案，在高壓SVG的方案上把副邊隔離之后并聯(lián)，也就是原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)，用串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)高壓，用并聯(lián)實(shí)現(xiàn)大電流，這也是現(xiàn)在電力電子變壓器的主流方案。
第二個(gè)是MMC。MMC的目的就是把交流的波形做成帶正旋波的整流，出現(xiàn)一個(gè)高壓的母線，在高壓母線上串很多隔離的DCDC的模塊，它的好處就是我DCDC單獨(dú)處理，這兩個(gè)可以分開來用，而且這個(gè)是高壓的直流母線，可以把它距離放遠(yuǎn)也可以，這樣提升整個(gè)系統(tǒng)的效率。
第三個(gè)是三電平模式。它的特點(diǎn)很簡單，但是只有幾個(gè)器件是10千伏、20千伏，它是很痛苦的，對(duì)器件的電壓要求比較高。其次是DC/DC，分成幾類，一類是光伏儲(chǔ)能的，第二類是單相充電的，第三類是雙向充電的（充放電）的，后面的負(fù)載不談了。光伏一般是用多式電路，儲(chǔ)能也可以這樣用，只有直流母線，還有用四開關(guān)模式，好處是對(duì)電壓沒有什么高低限制，可升可降。第三是單向隔離DC/DC方案，LLC+Buck電路，好處不一一介紹了，有興趣的會(huì)后可以交流。
第四，雙向隔離DC/DC方案。它無外乎DAB、CLLC、CLLC+Buck/Boost。DAB它的主要特點(diǎn)是，兩邊電壓范圍可以調(diào)得比較好，但是它的端的電流比較大，損耗比較大。CLLC是控制比較簡單，電池兼容特性比較好，但是它的電壓正極比較差，所以有人做CLLC+Buck/Boost組合的方案。
我把前面講的幾個(gè)主要的組合關(guān)系列出來了，包括傳統(tǒng)的交流方案。從可靠性角度，我們認(rèn)為交流的方案，原始方案可靠性最高，發(fā)展最成熟。SST純電子電離設(shè)備，發(fā)展不成熟，數(shù)量又比較多，可靠性目前來看不是太高，但是充電廠站對(duì)可靠性要求沒有那么高，只要可維護(hù)性強(qiáng)就可以了。變壓器+ACDC可靠性中等，移相變壓器可靠性也是比較高的，雙相功能變壓器單向整流沒有雙相的功能。其次是接入電網(wǎng)的難度，傳統(tǒng)方案難度低，SST我不知道是否高，我請(qǐng)教過供電局的朋友，我得到的答案基本上能接，但是沒有真正地做，這塊不是很確定。這個(gè)也是傳統(tǒng)變壓器沒有問題，移相變壓器接入電網(wǎng)的時(shí)候也要做一些方案上的申請(qǐng)。第四是電網(wǎng)友好度，我們現(xiàn)在比較推崇將來的方案采用SST，因?yàn)镾ST同智能微網(wǎng)的角度，它是最好的東西，因?yàn)樗袞|西都可控，能量可控、能量大小可控、方向可控，而且它對(duì)電網(wǎng)可以做電網(wǎng)的無功補(bǔ)償，甚至可以做諧波治理，它的功能非常多，所以電網(wǎng)友好度它最高。另外在設(shè)備成本方面，移相變壓器比較低，占地面積SST比較小，空載損耗也是SST比較小，運(yùn)行效率SST比較高，因?yàn)樽鰪S站的時(shí)候一天充幾個(gè)小時(shí)，一個(gè)點(diǎn)的效益差對(duì)我們的影響是非常大的。
簡單總結(jié)一下，我們認(rèn)為“光儲(chǔ)充”廠站的方案用直流母線方案優(yōu)于交流母線。中壓交流變成低壓直流的方案可以有多種選擇，總體上SST的方案表現(xiàn)比較好，移相變壓器方案的成本和效率表現(xiàn)也不錯(cuò)。DCDC變換器可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。我這邊給的是能量變換環(huán)節(jié)，一個(gè)好的光、儲(chǔ)、充廠站的設(shè)計(jì)，除了硬件設(shè)計(jì)之外，最關(guān)鍵的是怎么標(biāo)準(zhǔn)化配置，怎么優(yōu)化它的運(yùn)行，怎么做負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電預(yù)測(cè)，包括一些運(yùn)營的調(diào)度，怎么去調(diào)度客戶來充電等等。在這些方面把它做好了之后，可能這個(gè)站的效率才能真正起來。因?yàn)槟且粔K不是我在公司負(fù)責(zé)的范圍，所以我今天沒有展開講，下次有機(jī)會(huì)我們會(huì)在云管那一塊在這方面有很多經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)架，有機(jī)會(huì)下一次可以分享，也歡迎各位專家領(lǐng)導(dǎo)到萬幫來交流、指導(dǎo)，謝謝！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載?。?/span>
