干货|储能商业化发展的关键因素及BMS的作用

7月2-4日，由上海逍天电子科技有限公司和华东储能领跑者联盟(EESA)联合主办的“2018中国国际光储充大会”于上海佘山召开。大会期间，共有百位演讲嘉宾分享了他们的专题报告。

01 储能商业化发展核心

▲ 储能商业化发展的六大要素

一、储能成本下降----电池的成本下降和性能提升

铅炭电池，储能成本主要组成部分：储能电池、BMS、PCS、EMS、屏柜和电缆、场地及装修。

举例：2MW/16MWh铅炭电池储能，铅炭65%，BMS7%，PCS7%，EMS3%，屏柜和电缆2.5%，场地及装修4%，升压变开关柜等其他5%，设计费安装调试及施工5%;电池成本的下降和性能稳定的提升-----是储能商业化发展的必要条件。

以2MW/16MWh铅炭电池储能为例，目前每140万/MWh~150万/MWh;按照0.8元峰谷差，88.5%系统效率，885度电*0.8元*330天/年=23.4万，140万/23.4万=5.9年;考虑维护及资金等成本约6年可回收。

考虑铅回收30%收益，约140万*65%*30%=27.3万，(140-27.3)/23.4=4.8年。考虑维护及资金等成本约5年可回收。如果量进一步扩大4.5年以内完全可以回收成本。

铁锂电池，储能成本主要组成部分：储能电池、BMS、PCS、EMS、屏柜和电缆、场地及装修。

举例：2MW/10MWh铁锂电池储能，锂电及PACK67%，BMS9%，PCS10%，EMS2%，屏柜和电缆2.8%，场地及装修2.8%，设计升压变等6%;电池成本的下降和性能指标提升---储能商业化发展的必要条件。

以2MW/10MWh铁锂电池储能为例，目前每170万/MWh~180万/MWh;按照0.8元峰谷差，89%系统效率，890度电*0.8元*330天/年=23.5万，180万/23.5万=7.7年;考虑维护及资金等成本约8.5年可回收(调频算法不一样)。

锂电目前回收很难(未来不明朗)，目前锂电芯平均价格1元/Wh(外加0.2元Pack及0.16元主动均衡BMS价格),再下降50%的可能性很难，极少部分锂电的梯次利用储能将先进入商业化运行。

二、储能各部分性能稳定有待提升

BMS：功能完善，性能稳定;天故障率低于1.5%(<5次/年);

对电池系统数据精确计算及时上传，对系统安全及时报警，快速保护。

PCS：功能完善，性能稳定;天故障率低于1.5% (<5次/年);

转换效率95%以上，并离网策略比较完善。

EMS：功能完善，性能稳定;天故障率低于1.5 % (<5次/年);

系统调度及时准确，延时短，策略可靠。

三、系统效率的提升

系统效率包括两个方面：

1、系统可利用效率;根据不同的倍率特性和电池特点一般在80%～90%;比如，理论设计1MWh，实际可利用0.85MWh

2、系统转换效率;一般85%～89%;电池转换效率+PCS充放效率+系统内部损耗+线路损耗。

四、储能各部分功能模块化、维护简单化

BMS/PCS：产品模块化、架构层级化

不同规模的储能BMS、PCS产品模块化组成;储能规模不同，架构层级可能有所不同，8MWh和50MWh都是模块化设计(削峰填谷)，产品完全一样，只要线路不接错基本接上就可以并网。

EMS：产品模块化，结构简单化，可扩展性强

针对不同的储能系统，EMS只需通过简单裁剪和配置，通用功能的EMS，无需现场修改代码调试，用户拿到软件直接配置即可。

五、储能网络化

商业化储能系统，将是能源互联网的一部分，所以储能和分布式微网都需要可网络化调度。

02 科工BMS的现状和规划

① 截止2018年5月底，科工电子BMS累计签订储能系统合同1.07GWh，投入运行储能系统700MWh;

②  到2017年12月储能系统中商业化储能有890MWh，占比83.2%;说明商业化储能已经占据主流;商业化储能中已经投入运行或在试运行的有610MWh，占比67.5%，说明投入运行速度非常快。

③ 商业化运行最早的项目是中能硅业12MWh储能，连续运行730天无故障，系统效率89%以上。

④ 科工电子到2018年5月累计完成储能项目BMS 768MWh左右(其中锂电池储能205MWh)。

▲ 科工BMS在商业化储能应用的现状和规划(30个以上)

▲ 科工产品及技术介绍

03 商业化储能系统应有新的储能架构

电池储能系统架构：

10KV/35KV并网为主

目前国内外电池储能系统PCS基本是AC400V并网，再升压10KV或35KV，成本较高，普遍都在0.8元/W左右。

◆采用高压、大容量PCS，百MW级系统采用单台1MW或2MW的PCS，直接10KV或35KV并网，成本可以控制在0.25元~0.3元/W;PCS效率高一倍以上，储能系统效率高出传统储能至少5%。

◇采用高压环境下BMS，百MW级系统因PCS直接到10KV以上，所以BMS的架构、性能会有更高的要求。

◆数据通信，高压储能系统采用光纤通信;

◇消防系统，专用消防系统;与储能系统一起接入微网调度系统，作为微网调度的子系统。

◆数据分析远程调度系统，百在EMS系统基础上会增加数据分析系统，远程终端APP系统(如手机等终端)。

04 商业储能中如何利用好梯次电池储能

锂电池储能系统现状：

① 锂电池储能以示范为主

截止2017年底没有商业化案例(没有能算经济账的案例，二次调频3～4年可收回成本)。目前国内外锂电池储能系统基本都是示范为主，原因如下：

◆  铁锂电池成本较高，不同品牌和质量的价格基本都在1元/wh~1.3元/wh(含pack);主动均衡BMS价格在0.15元/wh~0.19元/wh;

◇  锂电池中的三元电池安全性有待改善，储能行业要做，至少是百MW及GW级，这样大的系统，安全性目前还没有案例，投资大，安全隐患大，各投资公司以观望为主;

◆ 相关配套技术有待成熟，百MW及GW级系统，PCS、BMS、电池、EMS、消防等稳定性有待进一步验证。

② 目前商业化储能以铅炭电池为主

◆ 铅炭电池储能系统占据市场80%以上份额，锂电池削峰填谷目前没有商业化运行;◇  锂电池储能要实现商业化运行，系统成本还需要下降30%~40%。

二次电池储能系统现状及未来：

① 动力二次电池储能目前各企业还在寻求运作模式

◆ 目前还没有大规模的动力电池退役;

◇  退役电池的筛选、修复、再利用的总成本还没有一个非常有说服力的数据。我们目前做了3个二次电池储能项目，总结：每1MWh退役电池6~7天(3人+4套设备)可以完成。还需要更大数据的电池进行验证和评估;

◆  退役电池修复后的剩余价值如何评估。(目前我们测试下来大巴车的退役电池SOH大概在80%~90%，个别可以达到92%)，对于不同品牌，不同车辆退役的电池，SOH相差比较大。

② 动力二次电池储能---电池部分现状

◆ 部分领域的二次电池是可利用的，如大巴退役电池是完全可以储能再利用(部分品牌电池不可二次利用)。

◇ 大多数出租车或运营车辆电池不建议用在工业储能领域;

◆ 专用车辆(如环卫车等)电池需初步筛选后部分可用在工业储能领域。

③ 动力二次电池储能---BMS要求

◆ 二次利用储能系统对BMS要求更高

(1)必须有比较好的均衡系统和策略

(2)要有比较好的通信报警和保护措施。

④ 部分厂家的电池在大巴领域的动力二次电池储能系统仅适合能量型储能。

(1)建设成本低于铅炭;

(2)系统的技术要求高于其他储能。

▲ 梯次电池筛选配组数据管理平台

▲ 梯次电池筛选配组数据管理平台

▲ 梯次电池筛选配组数据管理平台

05 储能业绩、储能案例

▲ 科工电子典型微网 / 储能业绩(截止2018年5月，储能业绩总容量>1GWh)

项目分布情况：

截止2018年5月，科工电子已在全国各省、直辖市，建立微网/储能项目超过100个，储能业绩稳居储能行业前列。

储能案例展示：

天工储能系统BMS

项目地址: 江苏镇江丹阳

储能功率: 2MW、储能容量: 16MWh;

储能功能: 利用峰谷电价差的储能实现电能质量调节。

本项目是国内首个利用峰谷差储能实现电能质量调节的示范项目，应用在特种钢材龙头企业。

▲ 天工储能系统BMS

储能案例展示：

无锡星洲160MWh储能电站(商业化储能)

项目地址: 江苏无锡

储能功率: 20MW、储能容量: 160MWh;

储能功能: 主要将实现工业园区削峰填谷节能应用。

本项目是国内最大的储能应用项目，项目由浙江南都投资建设，科工电子提供BMS。

▲ 无锡星洲160MWh储能电站(商业化储能)

▲ 无锡星洲160MWh储能电站(商业化储能)

储能案例展示：

西藏尼玛12MWh集装箱储能(BMS、集装箱)

项目地址: 西藏尼玛县

储能功率: 3MW、储能容量: 12MWh;

储能功能: 西藏无电区实现光储发电、用电等应用。

本项目是科工首个高原施工高原运行的大型集装箱储能项目，项目意义重大，给西藏无电地区居民送去了光明和温暖。

▲ 西藏尼玛12MWh集装箱储能(BMS、集装箱)