蓋錫咨詢-14日上午SNEC會議筆記 -SNEC(2024)全球光伏前沿技術(shù)大會-儲能電池及系統(tǒng)技術(shù)、應(yīng)用與安全主題論壇

6月14日上午，全球光儲融合前沿技術(shù)大會：儲能電池及系統(tǒng)技術(shù)、應(yīng)用與安全主題論壇在上海洲際酒店召開。會議由空間電源全國重點(diǎn)實(shí)驗室研發(fā)中心主任、研究員楊丞先生和德國萊茵 TüV 高級經(jīng)理徐俊宇先生主持，圍繞儲能電池，從安全標(biāo)準(zhǔn)、市場準(zhǔn)入、技術(shù)發(fā)展趨勢、儲能系統(tǒng)與零碳園區(qū)等各方面展開討論。

與會嘉賓有：天津瑞源電氣有限公司/天津明陽瑞源儲能科技有限公司綜合能源業(yè)務(wù)部總監(jiān)張亞楠先生、德國萊茵TüV 高級項目經(jīng)理王磊先生、維科技術(shù)研究院執(zhí)行院長&南昌電池副總經(jīng)理杜晨樹先生、陽光電源股份有限公司智慧能源產(chǎn)品中心總經(jīng)理許盛先生、南京南瑞半導(dǎo)體有限公司產(chǎn)品市場經(jīng)理周詩凱先生、兆易創(chuàng)新MCU BU 市場部部門高級經(jīng)理柯亞軍先生等等。

天津瑞源電氣有限公司/天津明陽瑞源儲能科技有限公司綜合能源業(yè)務(wù)部總監(jiān)張亞楠先生與我們分享創(chuàng)新綜合能源驅(qū)動零碳園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的解決方案。

2020年，我國提出“3060”的碳排放戰(zhàn)略目標(biāo)；2030年前二氧化碳排放力爭達(dá)到峰值。園區(qū)的去碳化是促進(jìn)中國‘雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要途徑是城市碳排放最集中的空間。2023年全國工業(yè)用電消費(fèi)占比中工業(yè)用電占據(jù)65.8%，全國工業(yè)園區(qū)碳排放占比大于30%?；诖怂榻B了零碳園區(qū)的概念，并提出了一個綜合解決方案，綜合能源系統(tǒng)是園區(qū)生產(chǎn)生活的核心要素，也在零碳園區(qū)建設(shè)中中扮演重要角色。

典型的工業(yè)場景是工商業(yè)源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)。方案強(qiáng)調(diào)，為了協(xié)同優(yōu)化管理，降低初始投資成本，保障客戶生命周期經(jīng)濟(jì)收益，需要構(gòu)建綜合能管平臺，云端互聯(lián)、安全管理、智慧運(yùn)維，解決用戶焦慮問題。

他表示，目前有兩種儲能產(chǎn)品：集中式儲能和分布式儲能，而他們基于痛點(diǎn)提出了自己的PCS\BMS\EMS三位一體3S產(chǎn)品。產(chǎn)品在電氣安全、電池安全和功能安全方面都做到了有效防護(hù)。

德國萊茵TüV 高級項目經(jīng)理王磊先生以儲能安全及市場準(zhǔn)入技術(shù)解決方案為題進(jìn)行了分享。

首先他分別介紹了四種儲能應(yīng)用場景以及其相關(guān)特性：便攜式儲能系統(tǒng)，戶用儲能系統(tǒng)，工商業(yè)儲能系統(tǒng)，電力儲能系統(tǒng)。

王先生簡要談?wù)摿藘δ馨踩媾R的技術(shù)挑戰(zhàn)，如防火及安裝、電氣安全、危險品運(yùn)輸、電池安全、并網(wǎng)、環(huán)境、電磁兼容、無線指令、功能安全、性能、信息安全等因素。他還從電氣安全、電池安全、功能安全三個方面例舉了常見的安全隱患。

最后王先生與我們就儲能系統(tǒng)（ESS）、電能轉(zhuǎn)換裝置（PCS）、電池（BAT）分享了中國、歐洲及德國、澳洲、美國、日本、韓國等多個重要市場的市場準(zhǔn)入規(guī)范，以及儲能一站式解決方案。該方案包括咨詢、測試、檢驗、認(rèn)定全環(huán)節(jié)。

維科技術(shù)研究院執(zhí)行院長&南昌電池副總經(jīng)理杜晨樹先生就新型電化學(xué)儲能電池-鈉電開發(fā)與應(yīng)用場景介紹為題，向我們展示了鈉電池發(fā)展的美好前景。

他表示，鈉電池必然會在新能源市場占據(jù)重要地位，原因有三。第一，“碳達(dá)峰，碳中和”和“綠電”的中國戰(zhàn)略以及世界ESG發(fā)展給予鈉電池向好趨勢。第二，應(yīng)對上游鋰礦價格的急劇上漲以及不斷加劇的能源危機(jī)，鈉電池可以解決“卡脖子”問題。第三，鈉電池的成本、性能優(yōu)勢愈發(fā)明顯，可提供高性價比可再生能源存儲解決方案。

杜先生深入淺出地向大家闡釋了鈉離子電池的工作原理、材料和大致工藝，并且介紹了維科鈉電的發(fā)展歷程。維科鈉電始于2019年與上海交大的馬教授合作進(jìn)行產(chǎn)業(yè)研究，2023年打造了國內(nèi)首條GW級鈉電產(chǎn)線。接著，他快速介紹了公司鈉離子電池首發(fā)的四款產(chǎn)品，應(yīng)用場景分別是啟動電源、車用電源、工商戶、特種車。

杜先生還客觀地說明了鈉電池的優(yōu)劣勢。鈉電池比鉛酸價格略高，但能量密度翻倍（100~160）；相對鐵鋰鋰電，儲能經(jīng)濟(jì)性更好（循環(huán)壽命＞5000次）；高低溫優(yōu)異，應(yīng)用范圍更廣；可零電儲存運(yùn)輸，針刺不起火；總之，拋開成本，鈉電池綜合性能更優(yōu)異。鈉電產(chǎn)品具有資源豐富性、高安全性、優(yōu)秀低溫性和高倍率。

最后他簡要分享了鈉離子電池系統(tǒng)集成方案和系統(tǒng)集成安全設(shè)計方案。他自信地表示，未來，將持續(xù)研發(fā)高能量密度的動力型電池、長循環(huán)的儲能型電池、超高安全的特種儲能產(chǎn)品以及超高性價比的低速車電池，以滿足市場不同需求，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的電池產(chǎn)品和解決方案。

陽光電源股份有限公司智慧能源產(chǎn)品中心總經(jīng)理許盛先生以從芯出發(fā)，護(hù)航儲能安全為主題介紹了陽光電源iSolarBPS 電芯預(yù)診斷系統(tǒng)。

全球儲能迎來高速發(fā)展期，預(yù)計2030年全球儲能裝機(jī)量為372GWh。雙碳目標(biāo)下，驅(qū)動全球儲能需求。盈利模式逐步完善，儲能經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步提升。但據(jù)不完全統(tǒng)計，全球已報道儲能事故達(dá)69起。其中電芯內(nèi)短路引發(fā)的熱失控是儲能安全事故誘發(fā)主因之一。傳統(tǒng)儲能電芯安全診斷面臨監(jiān)控粗放、故障難查、預(yù)警缺失的情況。針對這些痛點(diǎn)，許先生推出了依托儲能智芯大模型AI的iSolarBPS 電芯預(yù)診斷系統(tǒng)。

該系統(tǒng)依托平臺優(yōu)勢，全球超過30GWh營維數(shù)據(jù)共享，通過風(fēng)險預(yù)警、數(shù)據(jù)質(zhì)量、故障告警、行為分析、異常老化五個維度進(jìn)行健康診斷。100MWh儲能電站，1分鐘內(nèi)即可生成診斷報告。在運(yùn)維方面，可提升運(yùn)維效率30%以上。

南京南瑞半導(dǎo)體有限公司產(chǎn)品市場經(jīng)理周詩凱先生則著眼于IGBT模塊，同與會人員分享組串式儲能中的 IGBT 模塊應(yīng)用趨勢。

周先生指出，目前行業(yè)主流方案是集中式PCS ，但是未來行業(yè)發(fā)展方向?qū)⑹悄K化PCS。

集中儲能存在不少潛在風(fēng)險：電池短板效應(yīng)、電池環(huán)流風(fēng)險、風(fēng)光配儲調(diào)峰效果有限，而分布式儲能卻具有諸多優(yōu)勢：解決電池短板效應(yīng)、降低電池環(huán)流風(fēng)險、工商業(yè)應(yīng)用削峰填谷經(jīng)濟(jì)。目前國內(nèi)開發(fā)200kW~215kW機(jī)型企業(yè)數(shù)量劇增，多家頭部企業(yè)使用215/200kW機(jī)型組合電站儲能。

他介紹了南京南瑞新推出的A3產(chǎn)品（封裝類型及尺寸：A3，125×65×17.3(mm)電路拓?fù)洌篘PC-1；Vces:1200V; Ic nom: 450A）。該產(chǎn)品具有四大優(yōu)勢，第一規(guī)格優(yōu)勢，單模塊輸出電流達(dá)450A，系統(tǒng)無并聯(lián)模式；第二，芯片技術(shù)優(yōu)勢：滿足16kHz高頻特性，同時低開關(guān)損耗與低導(dǎo)通損耗；滿足2倍電流關(guān)斷能力；第三，封裝技術(shù)優(yōu)勢：高導(dǎo)熱材料，降低熱阻，銅底板設(shè)計，提升整體散熱能力；密度，安裝可靠；第四，應(yīng)用優(yōu)勢：額定效率298%，最大效率299%。

周先生考察市面上的產(chǎn)品，作出競品分析，對比得出結(jié)論：該產(chǎn)品出流能力優(yōu)秀——電壓電流等級可達(dá)1200V/450A，215kW PCS無需并聯(lián)。尺寸結(jié)構(gòu)優(yōu)化——模塊尺寸僅比封裝1增加60%，僅比封裝2增加20%。安裝可靠性強(qiáng)——四孔安裝，A3安裝可靠性比競品更牢靠。散熱性能提升——底面與散熱器接觸更緊密，長期使用更可靠。綜合成本節(jié)約——功率密度相較同行提升80%以上，擁有更節(jié)約的綜合使用成本。舉例來說，215kW機(jī)型1.1倍長期過載工況下，南瑞半導(dǎo)體A3模塊結(jié)溫控制水平最優(yōu)。

最后，他對未來的產(chǎn)品計劃作出大概闡述?，F(xiàn)有模塊(AI2O3/Si3N4)可覆蓋額定功率215kw~250kW儲能PCS系統(tǒng)，而不久后液冷方案與SiC方案可進(jìn)一步提升出流水平；南瑞半導(dǎo)體A3系列模塊，在該封裝形式下具有更長生命周期。

兆易創(chuàng)新MCU BU 市場部部門高級經(jīng)理柯亞軍先生跟我們分享了基于GD32H7 系列高性能MCU 的直流拉弧檢測方案。GD MCU的數(shù)字能源戰(zhàn)略，包括產(chǎn)品、解決方案、生態(tài)協(xié)同三個大塊。今天的匯報以其中一個解決方案——AFCI：基于AI算法的拉弧檢測為主。

首先柯先生介紹了光伏系統(tǒng)中的電弧現(xiàn)象。在光伏系統(tǒng)中，接點(diǎn)松脫、接觸不良、接線斷裂、絕緣材料老化、碳化、電線受潮、腐蝕、絕緣材料破損等原因都可能產(chǎn)生電弧。由于光伏系統(tǒng)直流側(cè)接線端子很多，發(fā)生電弧危害的可能性較高。因直流電弧不存在過零點(diǎn)，一旦產(chǎn)生就會持續(xù)燃燒，很難熄滅，極易造成火災(zāi)事故。

基于此，他提出了AFCI技術(shù)并闡釋了其技術(shù)原理。電弧模型是一個時變非線性模型，電弧信號類似于白噪聲信號，其能量在所有頻譜上幾乎都有分布，表現(xiàn)為不同頻段能量的抬升。根據(jù)電弧特征信號能量與電弧電流和長度的關(guān)系示意圖，有無電弧的系統(tǒng)，頻譜存在明顯差異，意味著通過監(jiān)測系統(tǒng)中的電學(xué)參數(shù)及其頻譜變化，可以判斷電路中是否有電弧產(chǎn)生。

該AI方案具有如下特點(diǎn)：自動化和效率、準(zhǔn)確性和細(xì)致性、迭代性、持續(xù)性學(xué)習(xí)、適應(yīng)性和靈活性。產(chǎn)品還配置了強(qiáng)大的算法團(tuán)隊，其設(shè)計思路與設(shè)計路徑詳實(shí)而明晰?？孪壬窒砹水a(chǎn)品硬件層面的系統(tǒng)連接、硬件概覽和硬件框圖，還有軟件層面的AFCI流程、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、基于GD32H757的ADC通道數(shù)、推理時間和最大支持通道數(shù)、算法特征、測試模型、修改閾值、整體通訊架構(gòu)等多個示意圖。

上午的議程圓滿結(jié)束，此次大會出現(xiàn)許多亮點(diǎn)，其中人工智能與光伏產(chǎn)業(yè)結(jié)合的研究與討論更是引發(fā)外界關(guān)注。各位代表以儲能電池為中心各抒己見，貢獻(xiàn)了許多精彩的行業(yè)觀點(diǎn)、實(shí)踐經(jīng)驗和項目經(jīng)驗，有助于促進(jìn)儲能電池行業(yè)的良性發(fā)展。