助推綜合能源產(chǎn)融協(xié)同發(fā)展，完善綜合能源產(chǎn)業(yè)鏈合作、實(shí)現(xiàn)綜合能源產(chǎn)業(yè)騰飛，推動(dòng)綜合能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。國網(wǎng)電子商務(wù)有限公司（國網(wǎng)雄安金融科技集團(tuán)）、國網(wǎng)江蘇省電力有限公司聯(lián)合北極星電力網(wǎng)于2019年4月18日在無錫召開中國綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)。浙江圖蘭特儲(chǔ)能科技有限公司技術(shù)副總盧玉軍作題為《圖蘭特水平雙極性電池應(yīng)用于調(diào)頻儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢》的演講。儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)電池的要求，在與火電機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)AGC輔助服務(wù)中，在安全性、可靠性、循環(huán)壽命，以及外形尺寸方面對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備本身提出了極高的要求，首先安全性，在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，儲(chǔ)能規(guī)模都很大，所以安全性是所有儲(chǔ)能系統(tǒng)的前提條件。北極星電力網(wǎng)、電力頭條APP對(duì)大會(huì)進(jìn)行全程直播。如需北極星電力網(wǎng)直播會(huì)議，請(qǐng)聯(lián)系微信號(hào)：13146670735。

直播地址：2019中國綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會(huì)


“以下為會(huì)議實(shí)錄：”

圖蘭特水平雙極性電池應(yīng)用于調(diào)頻儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢

盧玉軍 浙江圖蘭特儲(chǔ)能科技有限公司技術(shù)副總

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁大家下午好，我來自于浙江圖蘭特儲(chǔ)能科技有限公司，我叫盧玉軍。我給大家分享的題目是《圖蘭特水平雙極性電池應(yīng)用于調(diào)頻儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢》。

我的匯報(bào)分以下幾方面：

1.儲(chǔ)能調(diào)頻典型應(yīng)用

2.儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)電池的要求

3.原水平電池的特性和應(yīng)用介紹

4.圖蘭特電池技術(shù)革新和突破

5.圖蘭特電池應(yīng)用前景展望

我們?yōu)槭裁匆v圖蘭特電池在儲(chǔ)能調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用呢？因?yàn)檫@個(gè)在所有的儲(chǔ)能應(yīng)用當(dāng)中，調(diào)頻儲(chǔ)能應(yīng)用是對(duì)電池要求最高的一種應(yīng)用，因?yàn)橐话愕膬?chǔ)能應(yīng)用只要求電池是單向輸出，而在調(diào)頻應(yīng)用當(dāng)中，要求這個(gè)電池是要有雙向輸出，這對(duì)電池的功率特性有非常高的要求，而我們電池由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，它的內(nèi)組織非常小，我們這個(gè)內(nèi)組相當(dāng)于對(duì)儲(chǔ)能對(duì)電池的要求。

因?yàn)閮?chǔ)能相當(dāng)于是一個(gè)容器，本身不產(chǎn)生能量，而這個(gè)電池內(nèi)組，相當(dāng)于容器的杯口，在儲(chǔ)能調(diào)頻應(yīng)用當(dāng)中，儲(chǔ)能要求雙向輸出，就要求杯口足夠大，我不光是往里倒也能倒進(jìn)去，往外倒也能倒出來，而我們電池恰恰有這方面的優(yōu)勢。我們給大家分享也塊，推薦這款電池。

現(xiàn)在儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用從發(fā)電側(cè)、輸配電到輔助服務(wù)，到用戶側(cè)所有環(huán)節(jié)，這個(gè)剛才專家都介紹了，我就不詳細(xì)介紹了。

儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)電池的要求，在與火電機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)AGC輔助服務(wù)中，在安全性、可靠性、循環(huán)壽命，以及外形尺寸方面對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備本身提出了極高的要求，首先安全性，在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，儲(chǔ)能規(guī)模都很大，所以安全性是所有儲(chǔ)能系統(tǒng)的前提條件。

穩(wěn)定性是儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)前提，因?yàn)檫@個(gè)只有有效保證系統(tǒng)的投運(yùn)時(shí)間，才能保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)壽命的要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的保障，對(duì)儲(chǔ)能電池包比能量，比功率的要求，比能量高就要求可以便于系統(tǒng)安裝部署，而比率高可以減少系統(tǒng)動(dòng)電池的配置。目前在調(diào)頻儲(chǔ)能當(dāng)中，是所有儲(chǔ)能當(dāng)中效率最好的，它的備電時(shí)間在半小時(shí)到一小時(shí)，要求你電池能達(dá)到半小時(shí)的時(shí)間，配電池越少，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性越好。

具體到電池，儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)電池的要求我們歸結(jié)為八大要求，首先是更安全，比功率高，使用壽命長，系統(tǒng)可靠，比能量高，轉(zhuǎn)換效率高，從而性價(jià)比高，再一個(gè)是更環(huán)保，這個(gè)是安全基礎(chǔ)。比功率高就是減少配置，壽命長就是提高經(jīng)濟(jì)性，系統(tǒng)可靠也是提高經(jīng)濟(jì)性，比能量高相當(dāng)于減少系統(tǒng)的配置和提高經(jīng)濟(jì)性。能量轉(zhuǎn)換效率高也是減少系統(tǒng)的損耗，也是提高經(jīng)濟(jì)性，更環(huán)保也是一個(gè)基本的要求，目前儲(chǔ)能系統(tǒng)屬于一個(gè)清潔能源的范疇，環(huán)保也是一個(gè)基本要求。

原水平雙極電池特性和應(yīng)用，因?yàn)樵诫姵赜捎讵?dú)特的特性，使得對(duì)剛才八個(gè)要求有非常好的復(fù)合性。首先就是更安全，它的耐震動(dòng)性能達(dá)到10個(gè)g，而且在槍擊、碰撞沖擊下也不會(huì)發(fā)生安全隱患，不滲漏、防爆、阻燃，且電池仍然保持恒定的電壓輸出和一定容量。更可靠，微秒級(jí)充放電響應(yīng)(AGC指令)，這個(gè)主要由于我們?cè)诫姵亟Y(jié)構(gòu)決定的。它的內(nèi)阻在1.2毫安左右，這個(gè)水平大家可能不了解，這個(gè)水平只比功率特性最好的鈦酸鋰電池，只比它略高。

目前碳酸鋰電池是一個(gè)什么水平呢？它的100安時(shí)的電池，內(nèi)阻在0.9毫歐左右，而我們水平雙機(jī)型電池100安時(shí)的電池，內(nèi)阻在1.2毫歐左右。整個(gè)電池可靠的連線結(jié)構(gòu)，這個(gè)連線結(jié)構(gòu)采用矩陣的連線結(jié)構(gòu)，即使在整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到10-15%問題電池時(shí)，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。

用專家的話講系統(tǒng)的可用性好，所以說有問題電池，讓傳統(tǒng)的連線結(jié)構(gòu)，如果在串聯(lián)葫蘆當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有問題電池，由于聯(lián)線結(jié)構(gòu)決定了問題電池會(huì)越來越差。也就是說，好的電池會(huì)欺負(fù)壞的電池，這個(gè)電池會(huì)有一個(gè)裂化的現(xiàn)象，很快就掛掉了。

掛掉了這個(gè)電池為了保護(hù)這個(gè)電池，就會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的放電容量。我們這個(gè)聯(lián)線結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是矩陣的聯(lián)線結(jié)構(gòu)，橫向上并聯(lián)母排，縱向上靠BMS，如果發(fā)生有問題的電池它是有旁邊人會(huì)保護(hù)它。

如果這個(gè)電池有100安時(shí)的，有90安時(shí)的，那么90安時(shí)的電池放空了就不放了，等大家都放完了以后，就意味著一個(gè)100安時(shí)的電池加上一個(gè)90安的電池能夠放出95安時(shí)的。而傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，一個(gè)100安時(shí)和90安時(shí)的電池放到一塊，只能放95安時(shí)。相當(dāng)于以最低的為主，這兩個(gè)是可以疊加的。

循環(huán)壽命更長，我們100%DOD能夠達(dá)到800次以上，10%的可以達(dá)到3萬次以上，這是老一代的水平雙極性電池已經(jīng)達(dá)到這個(gè)水平，而我們新一代圖蘭特電池儲(chǔ)能型的100%的DOD可以達(dá)到1500一次以上，70%的DOD可以達(dá)到4000次以上，再就是支持超大電流的快沖、快放，也是由于我們電池的內(nèi)阻極低，這個(gè)電池可以短路使用的，100安時(shí)的電池短路的瞬間電流可以到5000安，這個(gè)也是有過正式應(yīng)用，曾經(jīng)給電池泡進(jìn)行充電，電池泡相當(dāng)于短路。

再就是快充，也是由于電池內(nèi)阻我們3C電流充電20分鐘可以沖入80%的電量，60分鐘可以沖滿。我們這個(gè)電池從電化學(xué)原理上講，還是鉛酸電池的范疇，它的比能量比傳統(tǒng)的鉛酸電池要高20%以上。當(dāng)然，比功率非常高了，它的比功率目前可以跟超級(jí)電容媲美的。

更高的能量轉(zhuǎn)換效率，這也是由于電池內(nèi)阻低，在PSOC狀態(tài)下，PSOC就是整個(gè)調(diào)頻儲(chǔ)能當(dāng)中，所有的電池都是工作在PSOC狀態(tài)下的，它的安時(shí)轉(zhuǎn)換效率接近100%，能量轉(zhuǎn)換效率在94%以上，在全放的狀態(tài)下安時(shí)效率可以達(dá)到98%。

能量轉(zhuǎn)換效率可以在90%以上，更環(huán)保，我們這個(gè)電池材料99%以上可以回收，我們?cè)谥圃爝^程當(dāng)中也是減少了傳統(tǒng)的鉛酸電池80%以上的污染排放。綜合以上這個(gè)性價(jià)比還是非常高的，如果按單位功率來說，它的性價(jià)比會(huì)更高。

這個(gè)是原先水平電池在美國的應(yīng)用案例，這個(gè)從2006-2013年在美國累計(jì)投入了超過169兆瓦時(shí)的系統(tǒng)，在目前來說已經(jīng)不算一個(gè)很大的數(shù)字了，但是在2013年的時(shí)候169兆瓦時(shí)占比重還是非常高。它主要是以功率性為主，配合風(fēng)電廠，配合光伏進(jìn)行平滑輸出，斜率控制還有頻率響應(yīng)，以及電壓支持，也在輸配電方面為電網(wǎng)做輔助的配套服務(wù)。

這是2012年BSB公司建成一套1兆瓦時(shí)的系統(tǒng)，BSB公司是圖蘭特電池技術(shù)的擁有者，2012年的時(shí)候?yàn)榱搜芯繄D蘭特電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用，建立一套500千瓦一兆瓦時(shí)的系統(tǒng)，用在我們工廠做削峰填谷和功率調(diào)節(jié)。

這個(gè)是一個(gè)集裝箱，一開始放在屋里，后來裝到一個(gè)集裝箱當(dāng)中。當(dāng)時(shí)還是逆變器還是以250K為主，當(dāng)時(shí)做了兩個(gè)電池堆，每個(gè)電池堆由432支電池組成，48串9并，也是采用專利矩陣連線結(jié)構(gòu)，橫向靠并聯(lián)母排均衡，縱向上靠BMS均衡，從而保證電池堆的壽命最大限度的接近單只電池的壽命，整個(gè)系統(tǒng)也是從2012-2017年穩(wěn)定運(yùn)行五年。

這是我們?yōu)榱四M整個(gè)并網(wǎng)做的計(jì)劃曲線輸出，還有我們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)基本的測試，系統(tǒng)的綜合能量效率，AC測試82%，DC測試90%，其他測試也是滿足電網(wǎng)儲(chǔ)能并網(wǎng)相關(guān)的要求。

但是原先的水平電池由于獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和工藝也有一定的缺陷，首先制造水平低，造成廢品率有點(diǎn)偏高，再就是原先結(jié)構(gòu)，造成自放電略高，在4-6%的水平，再就是壽命有待提高，由于自放電高，導(dǎo)致大規(guī)模串并聯(lián)的時(shí)候可靠性受到影響。

我們這個(gè)新一代的圖蘭特電池技術(shù)在院水平基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)革新和突破，圖蘭特電池基于原始水平鉛酸電池研發(fā)而成的，后來經(jīng)過我工程師的不懈努力，使電池的技術(shù)和水平日益完善。

主要是通過復(fù)合材料的密封技術(shù)，消除原先水平電池一些剛才說的缺陷，提升性能和壽命，我本人從2000年接觸水平電池，到現(xiàn)在已經(jīng)接近20年了，親身經(jīng)理水平電池原先發(fā)現(xiàn)變化，現(xiàn)在已經(jīng)有非常大的提高。這是我們整個(gè)提高過程當(dāng)中形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，像我們發(fā)明專利11件，實(shí)用新型專利50件，加外觀形成了69件相關(guān)專利包。

這是我們電池一個(gè)相關(guān)的結(jié)構(gòu)，首先就是專利的電池結(jié)構(gòu)，原先水平電池內(nèi)部沒有隔斷，所以造成自放電偏大，在4-6%的水平，而我們這個(gè)新型電池內(nèi)部加入了隔斷，所以說這個(gè)自放電降低到2%左右，有效提升了性能。

再就是原先的電池因?yàn)楸旧砗穸炔粔蚝?，?duì)我們這個(gè)儲(chǔ)能要求符合稍微差一點(diǎn)，所以我們?cè)诎迳系暮穸忍岣?0%以上，有效延長了使用壽命，以滿足儲(chǔ)能對(duì)電池的要求。

再就是由于這個(gè)結(jié)構(gòu)，我們匯流排是隔離在整個(gè)環(huán)境的外面，這是避免在整個(gè)壽命周期內(nèi)，專業(yè)對(duì)匯流排的腐蝕，也是有效提高電池的使用壽命。

這是我們形成專利的連線結(jié)構(gòu)，首先提高系統(tǒng)的可用性，我們這個(gè)結(jié)構(gòu)縱向上靠BMS均衡，橫向上靠母排均衡，通過這個(gè)和BMS配合，可以精確判斷每一個(gè)電池的問題程度，位置和問題程度，但是說有了問題的電池不用立刻更換，我只是在定期。在電池的問題程度上，達(dá)到一定程度的時(shí)候，統(tǒng)一更換就即可。

謝謝大家。

發(fā)言為現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人/嘉賓審核