万亿级的储能市场,一直是一场电力人的狂欢。传统发电行业五大六小,从被动为新能源配储能,逐步转为主动开发独立共享储能,甚至自研储能装备。活跃的光伏领域,逆变器企业几乎无一例外都布局了储能产品。能源企业入局储能已成“大势”。在愈加拥挤的赛道中,作为全球风电巨头之一的金风科技,从风电出

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风电跨界储能,如何站稳脚跟?

2023-10-13 15:18 来源:北极星储能网 作者: 清稚

万亿级的储能市场,一直是一场电力人的狂欢。

传统发电行业五大六小,从被动为新能源配储能,逐步转为主动开发独立共享储能,甚至自研储能装备。活跃的光伏领域,逆变器企业几乎无一例外都布局了储能产品。能源企业入局储能已成“大势”。在愈加拥挤的赛道中,作为全球风电巨头之一的金风科技,从风电出发跨界储能,又该如何站稳脚跟?

随风入储,更懂储能

9月26日,金风科技宣布子公司金风零碳的储能工厂在江苏常州揭幕。虽是首个储能工厂,但金风并不是储能“新手”。

早在2012年,金风科技在北京总部投用了第一套负荷侧储能系统,并在2021年打造了中国首个碳中和园区。该项目采用光伏、风电搭配0.8MWh全钒液流电池储能系统为园区供应绿电,成为金风科技在储能应用端的最早探索。而在后期大规模新能源配套储能应用浪潮中,金风科技已累计交付超3GWh储能产品,应用于全国近100个项目。

愈加丰富的应用经验,也让金风科技对储能行业的挖掘更加深入。

金风零碳总经理助理、智慧储能事业部总经理孙悦向北极星储能网表示,储能设备的研发是系统性工程,不是简单的“打补丁”,储能设备开发理念应立足电网的需求,根据性能要求定向开发,并建立全过程的设计验证标准。金风零碳认为,未来储能的发展将分为三个阶段,随之也将构成三种需求形态。

第一阶段,十四五期间储能行业需要重点解决设备安全和成本问题,推动降低储能全生命周期度电成本(LCOE)。

第二阶段,当储能产品单价、度电成本进一步下降后,需要拓展储能的规模化应用,并解决储能并网能力问题。此时既要求储能向电网输送的电力能量具有高可靠性,同时也要求所提供的电力具有一定成本优势

第三阶段,当新能源发电量占比进一步升高、甚至达到25%以上,储能也将步入高速增长期,届时行业将面临的最大问题将是电力的双向交易能力

穿越储能行业整体发展周期,金风零碳认为储能最底层的本质需求是产品的品质安全,而储能的终极目标将是为电力交易服务。因此,金风零碳选择从控制系统出发,从根本技术解决储能系统应用能力。

基于云边端全产品链的自主化道路,金风零碳选择自主研发、自主制造BMS/PCS/EMS——定义3S系统为核心的储能装备,通过3S在应用端深度融合降低储能系统故障率、大幅度提升系统可靠性。

主动“控制”储能命门

“作为储能系统集成企业,必须要清楚如何保障产品使用安全、如何进一步延长系统寿命,使产品在全生命周期发挥最佳战力。”金风零碳认为,在综合电池管理系统、交直流逆变技术以及并网控制技术等方案,金风零碳已经完成了相关硬件设备的核心技术升级。

从电芯来看,280Ah电芯虽已实现高度标准化和自动化生产制造,但由于其尺寸过厚,在应用中产生的热量无法有效传递,会导致其寿命远低预期;而同一规格下的升级版本314Ah电芯,也面临电芯间温差大的问题。在此基础上配置大量储能热管理系统,则可能造成增加系统能耗、影响储能系统整体效率和循环寿命。

为解决这一痛点,金风零碳通过开发BMS及液冷热管理产品,实现电池状态监测和温度控制。而在PACK层面,金风零碳采用“直流侧少并联、零并联”组串式技术路线,并搭配PACK级消防设计,“探测预警、隔热设计、消防抑制”三位一体,把好储能“安全关”。

与其他技术路线相比,组串式路线能有效提升MTBF(平均无故障运行时间)。另外,金风零碳的模块化PCS,经过在不同工况、不同电压跌落等近80种组合测试验证,在故障穿越和故障恢复期间均能不间断并网运行,具备优异的电网适应性和制程能力,在组串式技术路线和液冷技术的双轮加持下,金风储能产品实现了全生命周期可放出电量提升5%

储能存在的本质需求是辅助电网完成稳压、稳频、稳网。未来随着风电、光伏等可再生能源渗透率的提升,电网强度会逐渐变弱,就需要储能具备更强的耐受能力,乃至对电网的支撑能力、增强电网的能力。当下,构网型储能逐渐成为行业新业态,不仅PCS面临极大考验,其实储能管理系统层面也面临更多挑战。“构网能力要求储能在接收到电网调度指令后,不再通过多层数据通讯传输,而是直接穿透达到逆变器的功率模块。”金风零碳已经初步掌握了GWh级储能电站的协调控制技术及构网能力。

在此基础上,金风零碳计划联合业内合作伙伴共同开发“懂交易”的储能电池,进一步提升储能系统效率和循环寿命、推动储能成本下降。而且立足全生命周期、零碳发展理念,金风还将推动锂离子电池回收循环利用,构建储能的生态循环应用、可持续发展的生态产业。

储能终极需求是交易

在常州工厂开幕仪式,金风科技董事长武钢致辞指出:“未来的储能不仅能为电网提供强有力支撑,还可以给园区、家庭的碳减排带来非常重要的贡献。”在他看来,储能不仅仅是单一的产品,更是能源的管理平台

“当大储市场进阶后,市场的核心需求也从设备本身发生了转移。储能未来一定是向服务方向发展。”未来储能市场需要的不仅仅是高安全、低成本、高可靠的储能设备,更需要电力储能设备发挥电力供需平衡的价值,为客户带来更多收益的各种服务。在这一背景下,金风零碳将“储能即服务”作为储能业务的定位。并于行业内创造性提出了“三电服务”理念,即未来在安全高效储能系统的基础上,为储能市场提供“电力交易服务、电网辅助服务、电站运行服务”。

与此同时,金风零碳将下一代发展目标定位在数字能源技术。金风零碳认为,在未来的交易或服务过程中,储能的需求将更多依赖于“云端”。而且凭借金风科技在风电领域积累的智能预测算法经验,企业自主研发的EMS系统可更精准预测向电网购电或出售电力的最佳时间节点,让储能在适当充放功率条件下充放电和参与电力交易,这将实现储能更高水平的交易、将场站收益提升28%

在交易、运维及运营三位一体结构下,结合大数据云计算能力,金风零碳打造电力交易决策以及监控平台,为客户提供更长期的储能电站的运维服务和管理,为电网的更快速、更友好的智慧调节做强有力支撑,也为储能的电力交易能力和服务能力赋能。

当前,金风科技已链接负荷超1200MW,打造逾500个零碳项目,为客户提供更清洁、更友好、更精细的能源解决方案,而储能作为其中一环将助力消纳绿电,推动减碳、零碳目标实现。

此次揭幕的常州储能工厂,规划年产能5GWh,将是实现金风所有有关储能畅想的新起点,也是推动金风科技的储能走向全国、走向世界的跳板。

无数风光在险峰。金风科技已在风电领域走过了25年,取得了累累硕果。而金风零碳将作为金风科技重要业务板块,以储能业务和双碳服务双管齐下,完善金风清洁能源全链条业务拼图,打造新的业绩增长极。

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