“輸入功率為491千瓦，電流為746安……”4月15日，中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司新能源研究中心儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)成員朱帥，記錄下500千瓦/500千瓦時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車充電數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以幫助儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)研判儲(chǔ)能系統(tǒng)效率，對(duì)于評(píng)估移動(dòng)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性和安全性具有參考價(jià)值。
中國(guó)電科院新能源研究中心儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持以應(yīng)用為導(dǎo)向開展科技研發(fā)，自2012年開始，先后研制了一系列移動(dòng)儲(chǔ)能電源車，功率覆蓋30千瓦～500千瓦，容量覆蓋50千瓦時(shí)～1000千瓦時(shí)。這些移動(dòng)儲(chǔ)能電源車能夠在保證安全穩(wěn)定的前提下，配合完成配網(wǎng)不停電作業(yè)，為配網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行貢獻(xiàn)“儲(chǔ)能智慧”。
打造模塊化平臺(tái)研制移動(dòng)儲(chǔ)能電源車
3月5日，在江蘇常州采菱家園小區(qū)一處配網(wǎng)不停電作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，兩輛500千瓦/500千瓦時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車平穩(wěn)地為居民交替供電。國(guó)家電網(wǎng)江蘇電力(常州蘇華)共產(chǎn)黨員服務(wù)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)蘇華介紹，此次不停電作業(yè)需要10小時(shí)，兩輛移動(dòng)儲(chǔ)能電源車一輛作為恒定電源為臨時(shí)母線供電，另一輛作為移動(dòng)電源，來往于小區(qū)低壓電纜分支箱，配合帶電作業(yè)，將居民負(fù)荷“搬運(yùn)”至臨時(shí)母線。
以前，開展不停電作業(yè)時(shí)，供電企業(yè)主要通過柴油發(fā)電車提供臨時(shí)供電，但柴油發(fā)電車存在噪聲大、尾氣排放污染等問題。新能源研究中心儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在前期研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)能適用于臨時(shí)供電和配網(wǎng)不停電作業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。2012年，研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了移動(dòng)儲(chǔ)能電源車的研發(fā)工作。
“臨時(shí)供電和配網(wǎng)不停電作業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需要儲(chǔ)能靈活移動(dòng)，這就要借助一個(gè)載體。我們當(dāng)時(shí)考慮將儲(chǔ)能和車輛結(jié)合作為攻關(guān)方向，推動(dòng)移動(dòng)儲(chǔ)能盡快落地應(yīng)用。”新能源研究中心儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究室主任陶以彬介紹。
針對(duì)市場(chǎng)空白和應(yīng)用需求，2013年，研究團(tuán)隊(duì)開始攻關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)與車輛底盤一體化設(shè)計(jì)，集成開發(fā)了模塊化高性能整車平臺(tái)。2014年5月，第一代移動(dòng)儲(chǔ)能電源車研發(fā)成功。此后，研究團(tuán)隊(duì)專注于系統(tǒng)的并離網(wǎng)無縫切換、高效模塊化集成等技術(shù)攻關(guān)，明確輕量化、高功率密度和模塊化研究方向，不斷升級(jí)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車。
2021年年底，移動(dòng)儲(chǔ)能電源車已升級(jí)為第三代。第一代移動(dòng)儲(chǔ)能電源車采用車載集裝箱形式，集成度較低且性能較差。第二代移動(dòng)儲(chǔ)能電源車增強(qiáng)了并離網(wǎng)切換技術(shù)，縮短了并離網(wǎng)切換時(shí)間。第三代移動(dòng)儲(chǔ)能電源車已升級(jí)為高集成化且應(yīng)用功能多樣的移動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途運(yùn)輸，且具有抗震性等優(yōu)越性能，能應(yīng)對(duì)運(yùn)輸途中的不同路況。
開發(fā)智能控制單元助力新能源高效利用
新能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性。隨著電網(wǎng)接入新能源發(fā)電的占比不斷提升，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性面臨挑戰(zhàn)。為了進(jìn)一步提升配網(wǎng)靈活性調(diào)節(jié)能力，豐富移動(dòng)儲(chǔ)能電源車的應(yīng)用場(chǎng)景，提升運(yùn)行效力，研究團(tuán)隊(duì)開展了移動(dòng)儲(chǔ)能電源車的智能控制單元調(diào)試，將電力生產(chǎn)和消費(fèi)在時(shí)間上進(jìn)行解耦，使傳統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡的“剛性”電力系統(tǒng)變得“柔性”，從而解決新能源發(fā)電和負(fù)荷用電時(shí)空不匹配的問題，助力新能源消納。
2018年，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了移動(dòng)儲(chǔ)能電源車智能控制單元。“智能控制單元可針對(duì)新能源發(fā)電波動(dòng)性較大的特點(diǎn)，在新能源發(fā)電容量和邊界條件下，通過為移動(dòng)儲(chǔ)能電源車充電，分擔(dān)新能源波動(dòng)電量，保障新能源發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。”新能源研究中心儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)研究室副主任王德順介紹。
研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的移動(dòng)儲(chǔ)能電源車通信單元能實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)對(duì)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車的快速準(zhǔn)確感知，形成信息透明的交互模式，對(duì)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車提出運(yùn)行控制策略，包括運(yùn)行模式和功率指令等，形成靈活高效的源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)模式。移動(dòng)儲(chǔ)能電源車可在10毫秒內(nèi)完成并離網(wǎng)無縫切換，實(shí)現(xiàn)供電“零閃動(dòng)”。
移動(dòng)儲(chǔ)能電源車已先后應(yīng)用在福建龍巖體育館、古田山莊和江蘇鎮(zhèn)江高考等保電現(xiàn)場(chǎng)，以及江蘇揚(yáng)州、興化和江陰等地的配網(wǎng)變壓器臨時(shí)增容、配網(wǎng)不停電作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，積累了應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
搭載消防預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能探測(cè)預(yù)警
4月13日，王德順與研究團(tuán)隊(duì)在250千瓦/500千瓦時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車上模擬環(huán)境溫度，開展車載消防預(yù)警系統(tǒng)調(diào)試。在實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)快速檢測(cè)到車載儲(chǔ)能電池溫度超出安全溫度范圍，發(fā)出警報(bào)。
電池的熱失控預(yù)警和消防安全是儲(chǔ)能安全應(yīng)用的關(guān)鍵。“移動(dòng)儲(chǔ)能電源車是基于電池技術(shù)研發(fā)的。提早發(fā)現(xiàn)隱患并預(yù)警，及時(shí)降低電池溫度是防范火災(zāi)的有效方法。”王德順介紹。
研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合車載空間分區(qū)設(shè)置了兩個(gè)探測(cè)器，組成消防預(yù)警系統(tǒng)。探測(cè)器可以同時(shí)感知異常溫度及可燃?xì)怏w，實(shí)現(xiàn)電池智能探測(cè)和預(yù)警。
“探測(cè)器有四種判斷方式：氣體濃度趨勢(shì)判斷、定溫判斷、溫升判斷以及氣體煙霧溫度復(fù)合判斷，采用固定閾值及傳感器趨勢(shì)判斷等多種手段檢測(cè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。”新能源研究中心副主任楊波介紹。四種判斷方式聯(lián)合發(fā)揮作用，消防預(yù)警系統(tǒng)經(jīng)過綜合處理輸出1～4級(jí)報(bào)警信號(hào)，確保預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。
研究團(tuán)隊(duì)還為移動(dòng)儲(chǔ)能電源車配備了專用七氟丙烷滅火器。七氟丙烷(HFC-227)是一種以化學(xué)滅火為主，兼有物理滅火作用的潔凈氣體化學(xué)滅火劑，具有無色、無味、不導(dǎo)電、無污染、低密度、儲(chǔ)存空間小的特點(diǎn)，可以以較低的滅火濃度撲滅電氣火災(zāi)，且不會(huì)造成精密設(shè)施損壞。
研究團(tuán)隊(duì)依托移動(dòng)儲(chǔ)能電源車研究基礎(chǔ)，牽頭編制配網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 36545-2018移動(dòng)式電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)要求》和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《T/CEC 168-2018移動(dòng)式電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試規(guī)程》，通過構(gòu)建并夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)體系，提出移動(dòng)儲(chǔ)能電源車的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和測(cè)試意見，推動(dòng)移動(dòng)儲(chǔ)能電源車推廣應(yīng)用。（楊亞迪 莊俊）
評(píng)論