北極星智能電網(wǎng)在線(xiàn)訊:當前，我國正積極穩妥推進(jìn)碳達峰碳中和，加快構建新型電力系統。儲能作為支撐新能源大規模開(kāi)發(fā)利用的重要手段，在輔助電網(wǎng)調峰調頻、助力削峰填谷等方面的作用日益彰顯，在整個(gè)電力系統中發(fā)揮重要作用。然而，儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨著(zhù)成本高、安全風(fēng)險大、利用率低等問(wèn)題。大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數字技術(shù)為解決儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn)問(wèn)題提供了解決方案。
(資料圖)
儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨成本高、安全風(fēng)險大等難題
成本偏高是儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的最大挑戰。儲能電站的成本主要由建設成本和運營(yíng)成本兩部分構成。建設成本包括設備成本、建筑成本、土地成本等，運營(yíng)成本包括運維成本、人工成本、充電成本等。其中，設備成本中的電池成本和運營(yíng)成本中的運維成本是大頭。新能源產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(cháng)增加了原材料的供應壓力，推高了電池價(jià)格。而電池成本占據了儲能電站成本的一半以上，導致儲能電站的建設成本攀升。同時(shí)，很多儲能電站采用人工巡檢和運維模式，相關(guān)的運維成本占儲能電站總成本的30%以上。
安全問(wèn)題是影響儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一個(gè)關(guān)鍵因素。近年來(lái)，全球發(fā)生多起儲能電池爆炸起火事件。隨著(zhù)儲能裝機規模的擴大、電池單體數量的增加以及共享儲能、云儲能等新型儲能形態(tài)的出現，儲能產(chǎn)業(yè)面臨的安全問(wèn)題和挑戰更多，安全管理水平需進(jìn)一步提升。
目前，儲能系統的整體利用程度偏低。根據中電聯(lián)2022年發(fā)布的《新能源配儲能運行情況調研報告》，我國電化學(xué)儲能項目的平均等效利用系數為12.2%。其中，新能源配儲能利用系數僅為6.1%，火電廠(chǎng)配儲能利用系數為15.3%，電網(wǎng)側儲能利用系數為14.8%，用戶(hù)側儲能利用系數為28.3%。
數字化、智能化是解決儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題的重要手段
現有的儲能系統本質(zhì)上屬于模擬系統，通過(guò)引入大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數字技術(shù)，能夠實(shí)現能量流與信息流的融合，為解決儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn)問(wèn)題提供解決方案。
利用數字技術(shù)可降低儲能系統成本。通過(guò)建立電池的可重構網(wǎng)絡(luò )，儲能系統能夠實(shí)現對電池的柔性和精細化控制，提升有效容量，延長(cháng)循環(huán)壽命，大幅降低電池成本。依托云計算、區塊鏈等數字技術(shù)，用戶(hù)可隨時(shí)、隨地、按需使用集中式或分布式共享儲能資源，按照使用需求支付服務(wù)費，共同分擔儲能設備的投資、安裝、維護等方面成本，從而降低每個(gè)用戶(hù)的相關(guān)費用支出和社會(huì )的整體資源投入。在運維方面，大數據、人工智能等數字技術(shù)可助力將傳統的人工運維模式升級為智能運維模式。一旦發(fā)生故障，運維人員可第一時(shí)間通過(guò)線(xiàn)上操作完成故障電池模組的檢測和單獨隔離，無(wú)須人工巡檢或系統全部停機，降低運維成本。
利用數字技術(shù)可提高儲能系統安全防護水平。數字化的儲能系統可以通過(guò)電池的可控并聯(lián)來(lái)降低熱損耗，通過(guò)電芯間的動(dòng)態(tài)重組來(lái)防止熱堆積，降低電池故障發(fā)生概率；一旦發(fā)生故障，通過(guò)控制可重構電池網(wǎng)絡(luò )開(kāi)關(guān)的通斷實(shí)現電池的毫秒級拓撲重構和微秒級故障精準隔離，避免電池出現熱失控，提升儲能系統的安全水平。建設數據采集系統，準確采集電池的電壓、電流、電阻等數據和電站的運行數據，可增強儲能系統的感知能力。建設電池管理系統，存儲、處理和分析電池數據，并結合人工智能技術(shù)評估電池的健康狀態(tài)、一致性狀態(tài)、荷電狀態(tài)以及剩余壽命等情況，在此基礎上開(kāi)展電站和設備的狀態(tài)分析、預警，可有效提升安全防護水平。
利用數字技術(shù)可提升儲能系統整體利用效率。2014年，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院能源戰略與運籌研究中心提出了“云儲能”的概念。2018年，國網(wǎng)青海省電力公司提出了“共享儲能”的概念。目前，相關(guān)模式已在多個(gè)地區推廣應用。區塊鏈等數字技術(shù)是支撐“共享儲能”“云儲能”等新模式的底層技術(shù)，可將零散的儲能資源整合在一起，實(shí)現儲能資源的跨時(shí)空共享、復用，助力盤(pán)活閑散的儲能資源，提升儲能設備的利用率。
數據采集系統和電池管理系統可高效采集數據，增強數據的存儲、計算、分析能力，實(shí)現智能診斷等功能。以物聯(lián)網(wǎng)、區塊鏈等為“技術(shù)底座”，借助“云-邊-端”物聯(lián)網(wǎng)架構建設儲能云平臺，可實(shí)現儲能系統的大規模協(xié)同管理，提升響應速度，確保儲能系統處于最佳運行狀態(tài)。同時(shí)，依托數字技術(shù)可優(yōu)化儲能電站散熱管理、功率分配等功能，降低儲能電站的自身能耗和電能的二次損耗，提升運行效率。
加快推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)數字化、智能化發(fā)展需多方協(xié)作
我國儲能產(chǎn)業(yè)目前的數字化、智能化整體水平還比較低。加快推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)數字化、智能化發(fā)展，需要多方協(xié)作、共同發(fā)力。
在理論層面，學(xué)術(shù)界需加強儲能產(chǎn)業(yè)數字化、智能化相關(guān)基礎理論研究和機理分析，針對電池基礎數據采集精度提升、信息能量同頻處理、數字化儲能交易機制與運營(yíng)模式等問(wèn)題開(kāi)展攻關(guān)。
在政策層面，政府部門(mén)需出臺針對性更強、更加細化的鼓勵政策，以示范項目、優(yōu)惠政策等方式支持儲能產(chǎn)業(yè)數字化、智能化發(fā)展。積極推廣數字化儲能電站、智能運維、“共享儲能”、“云儲能”等新模式。
在市場(chǎng)層面，相關(guān)企業(yè)需積極探索各類(lèi)數字技術(shù)在儲能領(lǐng)域的應用場(chǎng)景，解決數據不聯(lián)通、標準不統一導致的“信息孤島”等問(wèn)題，建設具備多種功能的數字化儲能管理平臺，打造智能化、全場(chǎng)景、體系化的服務(wù)，為各類(lèi)用戶(hù)提供“一站式”定制服務(wù)。
（作者單位：國網(wǎng)能源研究院有限公司）
原標題:用數字技術(shù)推動(dòng)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
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