储能商业化发展的关键因素及BMS的作用

4月24-26日，由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日上午的“储能电站与技术应用（二）专场”，杭州科工电子科技有限公司总经理刘爱华在会上分享了主题报告《储能商业化发展的关键因素及BMS的作用》，以下为演讲实录：

刘爱华：大家上午好！很高兴今天有这么一个机会跟大家做一个交流。我今天讲的可能会偏技术，因为我本人一直做技术出身。储能发展到今天应该有11年了。我本人是2009年开始做储能。今天讲的PPT可能更多会从储能电站、商业化运行包括BMS，会从这三方面来讲。

内容包括五个方面，第一个是商业化。储能电站要发展，从2010年开始举办第一届储能大会，到今天为止，一直是一条上升的曲线。行业真正要发展还是要靠商业化运行。我今天会重点讲到商业化的一些东西。我们公司在商业化这一块做了一些案例。第二个就是商业化储能电站到底要怎么做。第三个，就是科工电子的技术和产品介绍。第四个是梯次电池怎么用到商业化储能里面去。最后两分钟分享一下科工做的1.3GWh的案例。

要大力发展，可能有三个因素，政策、技术和成本。最终围绕投资回报。其实很多人都在说储能要不要补贴。个人觉得没必要要补贴。电动汽车一样，包括早期的光伏，补到一定的程度早晚还是要回归本原。第二个就是系统技术，三大块，PCS、电池、BMS和EMS。第三块是系统效率。当一个储能电站要真正商业化发展的时候，效率非常关键，直接跟功能包括系统成本会有直接的关系。剩下的就是整个后续的系统维护。除了建站以外，更多是一个站要让它运行十年甚至十五年。这过程当中，要怎么样把一个站做到跑十年甚至跑十五年。我个人做的最长的已经跑了八九年了。

储能系统商业化发展的第一个核心就是要系统安全可靠。特别是去年国网投资了一些电站以后，大家对安全可靠的关键因素越来越重视。包括江苏储能电站做得是最多的。整个安全会议至少我参加了五场，都是围绕安全规范、安全策略，整个系统从哪些角度来做到安全，包括消防。消防会议都讨论了至少有四次。

第二个因素就是低成本。往往大家会找偏，一关注到低成本就把安全忽视了。保证安全系统的前提下怎么样降低成本。这是我们目前做的这些站的汇总。第一个是在铅碳这一块，比如说削峰填谷。另外一个就是锂电，这些价格是我们做了1.3GWh的电站总结出来的系统价格组成，相对来说接近目前的市场行情，包括锂电池的平均价格大概0.85～0.9元左右。三线以下的就不谈了，三线以下都有六毛的，甚至五毛都可以做。个人认为这样的电池是不能用到储能电站上面来的。我觉得四毛五毛六毛的电池个人认为要值得考虑。从这些数据的角度来看，不管是铅碳还是铁锂，我觉得目前的价格已经达到了可以投资的价值。前提是这个站能运行十年。中间还不用换电池。如果运行十年中间还换电池，肯定收不回成本。

第三个关键因素，当电池和设备的价格下降到一定程度的时候如何降本。这是整个行业发展到一定时候，大家必须要考虑的问题。降无可降的时候怎么办。第一个要考虑整个系统设计的指标。提高它的指标，反过来就是降了它的成本。而且降成本不是降一点点。降设备成本降十个点已经撑死了。但是整个系统效率如果提升能达到五个点，意味着整个投资成本的下降，比如一个站一块四，意味着投资成本下降了5%。第二个系统可利用效率。不同的企业采用不同的电池，可能设计的时候就要配2100度，2200度。多出来的100～200度就是成本。怎么样把可利用效率提高。效率是储能电站的全生命周期，不是跑三个月，跑一年可以达到90或者95。现在有一些项目提出要运行15年，不换电池。这种情况下可利用效率能达到多少，这就很关键。

第二个就是系统效率，转换效率。包括PCS和电池，在座有很多专家都是电池行业或者PCS行业的专家。含空调情况下，在南方或者长三角，效率到底做了多少。如果效率能提升三个点四个点，是不是意味着成本变相地降了三到四个点。这就非常有意义。电池转换效率、PCS效率、系统集成损耗包括线路损耗。现在测下来的有些项目就是83%、84%，但是有些项目就能达到87%、88%。怎么提升这三个点，就很关键。这是需要通过一些技术手段去做的。比如集装箱内部仿真，温度怎么布控，风道怎么设计。这是系统问题，这些东西直接影响到空调开启的频率。根据不同的地域特性，不同的电站，比如新疆、西藏，那个地方常年低温，不可能超过35度以上。我的设计可能又不一样。空调有一个特性，制冷效果很棒，但是制热效果不行。里面的设计有很多技术门槛。

另外一个，就是整个系统里的效率。强调全过程，就算PCS全过程效率至少97%。最终目的都是为了提升整个系统的成本。另外，至少到目前为止，没有真正看到太多的为储能专用的电池，大多数都是车载直接挪过来。很多电池都是车上用的，乘用车，小一点的大巴，直接用能储能上。但是车和储能完全不一样。至少有十点不一样，国标行标不一样，层级架构不一样，电池并联容量不一样，功率相差十倍等等，电源等级也不一样。储能因此要有专用电池，更强调寿命，要十年、十五年。能量密度要高，循环寿命要长，达到6000次差不多了。正常情况下跑个十年十五年没有任何问题。另外就是充放电效率有待提升。充一度电进去能放出多少度电。0.5C情况下，国内铁锂电池普遍91%-96%左右。可能内部结构、内阻大小都不一样。用数据说话，这就相差四到五个点。

我们做BMS的，我会重点讲一下商业化运行需要什么样的BMS。第一个，需要储能专用的BMS。各种BMS现在都一窝蜂地踊进来，车载保护板敢做储能BMS，通信48V的BMS也直接丢过来。功能没有问题，性能完全不一样。各种安全保证，比如多少个温度点，这些温度出现异常的时候，天天备在那里。保护板纯粹用电压方式来计算，很多东西完全不一样。现在可能有些用户用了以后已经发现这个问题了。碰到很多用户说要用储能专用的BMS。

第二个，不考虑性能的低价竞争。你卖一毛二，我卖一毛。一个企业不赚钱是不可能的。最终，它能这么低的价格一定有原因。要么量特别大，要么就是采用了一些低成本的东西。

第三个，技术指标误差非常大的BMS很多。SOC不准偏差巨大，无SOH参数，电压和温度参数不准。这些东西是相关性的。包括很多参数，均衡是不是假均衡、误均衡、错均衡。至少在目前阶段，这样的BMS还是很多的。

第四个，系统不安全的BMS很多，关键时刻保护不执行的BMS太多。韩国烧了那么多储能电站以后，大家越来越关注储能电站的安全性。BMS自身短路以后会不会烧，外面的电源线短路了，会不会烧起来。很多材料是不是阻燃的。另外，电池信息不正常的时候，报警是不是及时，保护是不是及时，是不是根本就不报？至少我个人认为很多站的燃烧是你达到了燃烧极限值，但是没有报，耽误了最佳报警和保护时间，这有很大的关系。

第五个，系统功耗过大。这里面涉及的技术路线就很多了，不同的BMS技术路线，功耗会相差很大，甚至会把原本一致性好的电池搞得不一致，这是要命的事情，很多用户不知道而已，所以BMS要做好要去做很多很多的细节，细化到管理每一个电芯的功耗、温升、电压、SOC、SOH、电芯的主动均衡方式、异常变化情况等等。

如何做好具备商业化要求的储能电站？第一，系统安全、性能稳定。第二，系统电磁兼容性要好。是不是找个第三方做个检测就可以了，肯定不是。拿个实验报告到各种检测机构就可以了？差得很远。你要真正在实际的储能电站上用到底怎么样。另外一个，单位Wh投资盈利成本。小于等于1.36元/wh系统成本，按照目前的电价政策5.5年可收回成本。第四个，系统工期和维护成本要低。这一块在后期是非常关键的。这是在一些实际现场拍下来的电磁兼容性的波形。这是比较正常的，这是干扰非常大的。在这样的环境下，BMS怎么扛住这个干扰？

公司介绍就略过，就做了三块业务，第一块是BMS和就地监控，第二块是梯次电池利用，第三块是做了系统集成。到2019年2月份，我们做了1.3GWh的储能电站，比亚迪的没有算。发明专利和其他专利32项不多说，第三年不不到就拿到了国家高新企业的证书。这是合作伙伴，大概有50多家长期合作的。这是系统架构介绍，我们不需要加任何转换器，本身就支持各种规约（含IEC61850）。这是储能BMS需要具备的一些基本功能。电池变化怎么样，另外就是单位时间内的温升和电压，到底有多大变化，有没有及时反应出来。第二是各种异常，要及时找出来。人家用你的BMS，这些功能都没有的话，BMS就起不到太多作用。这是SOC策略，这就比较复杂。这是SOH，找了相关曲线，前提是要有大量的历史数据。这是主动均衡，这是科工最大的一个优势。主动均衡最大5安培。在很多调频站都有运用，效率达到87%、88%。这是跟同行的差异，均衡差异到底在哪里。这就略过，这是我们自己做的就地监测。这是我们的产品，也略过。

我们有两个特点，锂电和铅碳电池的BMS完全不一样。梯次利用做了一些分析。这是二次电池做的一些分析，我们做梯次利用做得比较早。2012年就参与在做了。包括现在在南网还搞了一个比较大的项目，就是国家最大的一个梯次利用的项目。这是我们的案例，大概有112个储能电站。小的几十千瓦的就没去算。比较典型的几个说一下，目前海外也做了很多。澳洲、德国、印度、非洲、美国、巴西、泰国、台湾，德国做了50多MWh。今后还有更多国家，目前还没有公布出来。这是跟科陆合作的。这是江苏中能硅业，还在运行，已经运行了四年多。这是西藏尼玛的12MWh，零下25度，这个项目3年多每天在运行。梯次利用也略过。这是跟南网做的863项目。这是无锡星州160MWh项目，运行了两年多。这是印度的调频，在2016年做的。这是2016、2017年做的。这是中冶的集装箱储能项目160MWh。这个目前是全国工艺水平最高的一个项目，南京移动28.8MWh项目。这是宁夏的12MWh，略过。这是新疆的28MWh，BMS都是我们供的。这是跟南瑞做的虚拟同步机2C储能集成项目，这是山西长治9MW调频项目等等。谢谢！