能源新闻网讯，9月16日，以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

开幕式后，与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区，参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间，还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

下面是九大专题分论坛之储能产学研融合发展论坛活动中北京海博思创科技股份有限公司技术总监 总经理助理吕喆先生的发言：

尊敬的各位专家、各位同仁，大家下午好!我是来自北京海博思创科技股份有限公司的吕喆，我给大家报告的题目是《规模化储能电站的智慧运营和技术创新》。

首先是一个大的技术路线，刚才刘院士也给大家做了大概方向的介绍。其实现在来看，储能是构建了国家以新能源为主体的新型电力系统的主要支柱。目前，抽水蓄能和新型储能占比大概是7：3的分配比例，这是截至今年6月底的最新数据，抽水蓄能大概占70%，新型储能大概占30%，而新型储能里最重要的是锂离子电池的储能体系。

今年上半年新型储能项目数量有850个，是去年同期的2倍多，是非常快速的增长态势。到今年上半年整体上新型储能新增的投运规模累计达到8GW/16.7GWh，新型储能发展速度态势非常快，且保持长时间的持续性。

得益于技术支撑和行业快速发展，大家可以看到我们国家规模化储能电站的发展和分布，基本上现在的确都是以越来越大容量的电站为主，去规模化的发展。主要集中的趋势大家可以看到，基本是在我们新疆、西藏、内蒙古、甘肃、山东以及湖南等这些区域，主要是风光资源比较丰富的区域，包括一些省份有大量政策的支持，这都是鼓励我们规模化储能电站快速发展的原因，而且量会越来越大。

随着我们储能电站发展越来越迅速，规模化越来越大，可以很明显感受到这个趋势。前几年储能电站基本都是以几十兆瓦时、几百兆瓦时，今年开始达到四五百兆瓦时乃至1GWh的电站越来越多。随着储能电站规模越来越大，也面临几个挑战：

第一个是储能设备价格竞争越来越激烈，大家可以通过近期储能电站投标项目看出，价格越来越多、竞争越来越激烈、进入行业的企业数量越来越多。所以怎样在非常激烈的竞争态势下、非常严峻的价格挑战下，还同样保持我们产品的质量?这是整个行业值得去深思和探讨的问题。

第二个是对于项目的交付以及并网的保障，这也能够看出很明显的趋势，以往项目是6-9个月的时间，从签订合同到并网周期，有电芯采购、原材料采购、传输、并网等一系列过程，但是从今年开始，大家的要求越来越高，业主的需求越来越多，有的要求我们6个月甚至3个月并网，今年上半年我们不少项目都是从签订合同到并网只有3个月的周期，这对于储能设备供应商以及合作模式来讲都是有很严峻的挑战。交付能力和并网保障能力也越来越成为我们储能供应商的核心竞争力。

第三个是怎样真正发挥储能的价值，现在很多行业都说新能源配储没有带来真正应用的价值，很多储能设备配了以后没有使用或者在晒太阳，这是一个现状，但是我们认为这肯定不是长期的情况。对未来来讲，储能一定会越来越多地被利用，随着政策的鼓励，以及行业发展趋势，怎么发挥行业价值，需要探索储能市场机制，通过智慧运营、智慧运维等手段提升储能电站价值。

第四个是通过大数据预警分析持续助力储能电站高效运维。因为我们知道，一个储能电站要持续十年、二十年的周期，这个周期过程中不断对储能电站持续投入很大人力、物力，对它持续运维的话，这不利于储能场站获取比较高的收益。所以怎样通过大数据、智能化手段降低成本，我们认为这是未来主要的一个发展趋势。

怎样应对刚才说到的挑战呢?我们认为储能系统未来的技术创新主要有以下几方面：第一个是电池技术的创新，这是储能的根本，因为电池好了以后，储能系统性能才有根本保障。第二个是系统集成的技术，有了好的电池，怎样通过高效领先的系统集成技术，给客户提供一个大的系统层级的交付。第三个是储能系统的智能化，我接下来通过三方面给大家一一介绍一下：

一是电池技术的创新。对于储能来讲，大家很多技术路线并行在走，包括锂电池、压缩空气、液流电池等很多技术路线。我们认为每一种储能的技术路线都是有它的优缺点的，但是怎么看待储能技术未来的发展方向和趋势，我们觉得应该看两点，第一点是这种技术的缺点能否通过规模化应用和技术进步而逐渐把它解决掉，第二个是目前的优点能否被其他储能以更低的成本替代掉，这两点决定这个技术路线的生命周期和竞争力。目前磷酸铁锂的锂离子电池是最主要的趋势，首先，它的规模化应用已经到了一定程度，电化学储能基本90%多都是以磷酸铁锂体系为主的应用，应用的规模是几GWh、十几GWh甚至未来接近百GWh的规模，带来成本下降以及性能、稳定性、安全性的快速提升，从储能系统电站投标价格以及投入的成本也能够看得出来，这是规模化带来的优势。而且我觉得现在还远没到瓶颈，各家都在推出容量更大、寿命更好、循环性能更长的锂电池，从去年前年主流的280Ah，现在逐渐往310Ah、320Ah甚至500Ah、600Ah的电池转型，这种技术创新和技术储备是有很大空间的。

未来一个主流研发的热点是半固态乃至固态的磷酸铁锂电池，通过一系列固态电解质技术，能够大幅度提升锂电池的安全性，把安全性这个问题通过固态电解质的技术从根本上解决掉，能够进一步推动锂电池产业化的应用。所以我们认为未来半固态的磷酸铁锂电池的发展，能够更有利于推动行业对安全性极致的要求，也进一步推动储能，包括锂离子电池储能的产业化应用，这是我们对电池创新的看法。

第二是系统集成的技术创新。说到系统集成，我们认为它一定是综合的系统工程，它涉及方方面面的专业技能和技术非常多。主要有几点，一个是核心技术层面，我们认为“电芯+电池建模”，电池是根本，怎样把电池性能发挥好、用到极致，需要对电芯模型进行充分的搭建。海博思创在实验室进行大量测试，包括电性能、寿命、结构特性等一系列在我们实验室做大量测试，这种测试所提取的数据，我们会建立非常完善的各方面电池模型，包括热模型、力学模型、寿命模型、电模型等等，只有准确建立电池模型，才能充分挖掘电芯的各种性能，更好地控制电芯，这是“电芯+电池建模”的环节。

第二个环节是芯片和电池管理，电池即使再好，它是基础，怎样用好电芯同样很重要也很关键。所以在这方面我们采集的芯片，包括电池管理系统，都是海博思创自己做相应的研发和储备，实现对电池的精细化管理，包括我们采集的精度和可靠性，包括应用我们刚才说到的电池模型，怎样更好地控制系统，这是非常关键的。我们知道，一个储能场站有22万颗电芯，今年最大的单体是1GWh，一个场站大概100多万颗电芯，怎样实现精准控制和协同调控是非常困难的事情，它就像有100万个木板，如何协调这100万个木板让它成桶盛水最多，是需要通过精准调控的。

第三个是电粒电子交流转换和控制系统，一个储能场站有上百万颗电芯，怎样协同并进行功率的控制，这又是一个新的领域和技术，这部分是怎样提升我们场站的效率非常核心的技术。

第四个板块是系统集成和智能运维，就是我们下面这部分，这部分是“设计—制造—运维”，形成一个大的闭环链路。储能场站规模越来越大，当供应这么大规模的场站，对厂商的系统集成能力要求是很高的。有时我们在实验室对各个零部件测试时都没有问题，但是成百上千个零部件组合成系统时，就会出现各种各样系统匹配性问题，所以对我们储能系统的设计、实验的验证以及可靠性、稳定性都提出非常高的挑战，这是我们非常看重的核心技术。

融合以上几项核心技术，在表前的储能系统领域，针对新能源配储、电网配储，表后的分布式和户储，都有不同的产品应对。最后是人工智能部分，智能运维以及智慧运营，要通过大数据和海博云实时去收集场站的数据，实现场站的智能化运维和运营，这是我们系统集成相关的技术创新。

展开讲系统集成部分，是打通生产、研发、工程、运维的全链条体系，研发是很关键的环节，但是研发不是坐在实验室去闭门造车，我们的数据和测试来源于大量工程实际运行的结果，通过实际运行的数据结果和现场收集的问题，可以快速形成迭代和闭环，指导我们研发对下一代产品进行不断的改善、优化、迭代和升级，只有这样形成一个完善的闭环链路，才能真正地实现产品的可靠性、稳定性以及更优的性能。

另外一个是人工智能及大数据部分，我们现在实现了从生产制造到运行的全链路的打通。要实现大数据分析，以及产品的智能化，数据是一个非常核心的点，没有数据的话这些都是空谈，所以我们做的第一步是打通数据的链路。现在从电芯，包括所有核心零部件的入厂，供应商的出厂数据到我们这边的检验，以及生产过程中流转的数据、出厂测试的数据，以及它在项目现场运行的全生命周期的数据，整个数据链路已经都在我们的大数据平台上进行了打通。

所以有了这样一个电池系统全生命周期的数据，我们就可以依托这个数据做非常多基于大数据模型的智能化的分析，包括对一些故障进行提前的预警和预判，包括我们对整个场站进行安全的诊断，不同的判断有不同的时间作为维度，像我们故障的定位是秒级、分钟级的，能够快速定位到储能设备故障点在哪。对于一些关键组件，包括空调、风扇以及其他的关键组件的异常识别，它可能是小时级的甚至是每天级或者周级的这样一个判定周期。对于整个储能场站的健康度测评可能是以周为单位或者以月为单位去进行测评。所以我们能够实现不同时间维度和尺度下基于故障的判断诊断以及健康状态的预测，搭建出一个完整的链路，这都是基于我们对于数据的梳理和标准化的上传以及积累去做的实现。

基于以上几点，我们最终是打通了这样一个链路，系统集成需要各种各样核心技术进行融合创新，这样才能够真正打造有竞争力的系统。电芯—模块—电池系统—升压变流系统—储能电站是产品链路，下面是打通链路进行各个技术融合的非常关键的研发点，包括对电芯数字化建模、建立完善的电芯各个层级的准确模型，通过模型指导我们的产品设计，这里包括储能系统的电气设计、结构设计、热管理设计、消防设计等，每个关键环节都有相应的团队以及技术的储备。另外是BMS电池管理系统的开发，包括算法、控制策略、热管理控制策略等的开发，这些算法都是基于我们对于电池准确的建模去实现的，所以建模永远是个基础。

这些算法开发出来以后，会把这些算法嵌入到BMS、PMS、EMS的“3S”里去，各层级管理系统各司其职，对它所负责的电池、产品进行很协同的控制，最后再通过这个大数据平台，把海量的数据进行提取、分析，再去反过来指导我们产品做好相应的设计迭代。另外，也可以对场站的运行、健康状态的分析、故障的预警提供非常大的支持，所以这个是一整套完善的产品设计开发的链路以及技术链路。

接下来给大家介绍一些典型的示范应用，这个电池是我们电池数字化建模的典型应用，在山东济南，这个电站是国内首座分散控制的电站，由592个独立的单元所组成，每个单元通过模块化的PCS去实现精准的控制。采用高精度电池管理系统，利用高精度的SOX算法，实现精准对它的状态进行监控，同时对它的充放电有针对性地调配。正是通过这样一些手段，使储能场站系统充放电效率达到87.8%。

第二个示范应用也是在山东，这是实现智能化分析的储能场站，这个规模是100MW/200MWH，在本地部署相关分析策略，实现储能场站所有核心零部件，包括电芯、关键组件(像风扇、空调等一系列关键组件)、场站级健康诊断系统，以及应用在线智能化全时均衡技术，也就是说我们这一个场站大概是22万颗电芯，它可以通过在线采集每节电芯的状态，去智能化对电池的均衡策略进行分析和判断，再由云端把均衡策略下放到本地，实现智能化均衡策略的实施。通过这个手段，真正实现了智能化的控制管理以及均衡管理，最终使我们整个储能场站的运行效率以及充放电的容量达到最大化的应用，所以这个是我们智能化分析的典型应用。通过它，安全预警、故障定位和健康诊断都可以实现，给我们用户也带来了很大的收益。

第三个示范项目是智能化运营，其实智能化运营最终也是应用了我们刚才上面介绍的所有的核心技术环节，它是一个比较综合的方面。这个电站在山西大同，是100MW/201MWH的系统，是首套完全现货交易及辅助服务电网侧新型共享储能系统，我们应用了一系列先进技术，确保业主实现高收益：

第一个是安全可靠，通过模块化早期预警、BMS联动以及一些故障隔离的控制手段，实现我们整个储能设备安全可靠地运行。

第二个就是系统高效，这个刚才也介绍了，应用我们电池的数字化建模、精细化电池充放电的管理，实现储能场站的高效运行，因为我们知道每个零点百分点的提升在十年、二十年的尺度范围下都能够带来非常可观的收益，这是我们一直不断追求在系统层级做好相应充放电效率优化的目的。

第三个是可用电量的提升，通过刚才说到的在线的全时均衡技术、大数据分析的技术，能够最大化地发挥出每一节电池的容量，使我们每次充放电的容量都能够发挥到最大，这样能够给我们带来最大化运营的收益。

第四个就是能效的管理，因为我们知道这个储能系统依赖于任务管理的系统，去把整个电池充放电产生的热量能够带走，带走这些热量也是耗散能量的，对这些热量的精细化管控至关重要，因为这方面如果管控不精细，虽然看似电池的温度降下来了，但是储能系统的辅助功耗很大，这样长时间下去对储能系统的收益影响会比较大，所以在这里我们采用了非常智能和高效的热管理控制手段，进一步提升储能场站算上所有辅助功耗以后效率还能够达到最优，通过这个手段进一步提升运营的效率。

通过以上技术实现在电力市场更好地参与，实现效能的最大化，这就是一些示范项目。

另外，规模化应用过程中一定要考虑环境适应性，因为我们知道储能系统应用在大江南北各个地方，尤其是像和风电、光伏匹配的这些储能系统，环境都是比较恶劣的，在戈壁、沙漠、高寒、高湿的地方，对于这些场景的应用，在做产品设计时需要有针对性地设计和开发，像内蒙古冬天零下30摄氏度，对集装箱的保温和温度设置需要特殊考量和设计，像新疆高沙尘环境，对我们产品抗风沙的性能也需要做针对性的设计，针对重庆高温高湿、海南高盐雾、青海海拔高，对电机件、零部件都有影响，相关零部件选型和系统设计都需要有特殊针对性考量。所以不同的应用场景对我们软件、硬件的设计都提出更新的挑战。为了更好地应用于这种比较极端的场景，我们在这里做了非常多的技术储备以及相应的设计开发工作。

最后总结两点，今天是一个产学研的论坛，我们认为技术创新怎么驱动产业发展主要有几点：

第一个还是安全，就是怎样通过技术创新确保我们储能的产品以及产业的安全，这个是行业包括我们一直去致力于努力的方向，我们认为未来固态电池是有希望从本质上解决磷酸铁锂电池的安全风险，并且现在半固态已经具备了一些产业化应用的基础，所以在这里我们会持续去做探索和投入。

第二个就是大规模的储能系统集成，其实是需要多项技术去融合的，这个给我们产学研提供了非常好的合作基础和方向。其实刚才介绍的系统集成里各项子技术、子任务，都需要我们产业、高校一起联合去做系统层级开发，能够实现系统的高安全、长寿命、低成本和高可靠性的保障。

第三个是大数据的智能化分析技术，我们认为未来下一代储能系统一定向着智能化发展，也是海博思创技术研究和储备的地方，未来智能化以及大数据分析一定是很好的产学研合作的方向。

最后一个是储能规模化商业应用，包括市场交易机制、大规模电站的推广，都可以为多种技术的融合提供重要的基础，包括固态电池的应用都是非常好的方向。

我就介绍到这，谢谢大家!

本文系能源新闻网整理自吕喆在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之储能产学研融合发展论坛演讲实录，未经本人审阅。