冯晓滨：科华恒盛通信储能解决方案

中国国储能网讯:5月19日至21日,“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开, 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。

厦门科华恒盛新能源事业部售前总监冯晓滨在通信储能专场,发表了题为“科华恒盛通信储能解决方案”的精彩演讲。

演讲内容如下:

冯晓滨:感谢主委会!尊敬的各位来宾,下午好!很荣幸今天跟大家相聚在深圳。在谈到解决方案之前,简单介绍我们公司的概况,由于科华恒盛是做UPS出身,原来在通信行业耕耘将近30年。我们云基的基础,2010年后科华恒盛在数据中心、新能源两大板块大力发展,以物理架构安全为基础,提供托管、租赁等服务。在新能源领域方面,除了光伏、储能、充电站的发展,我们微网系统和各个领域的储能发展进行拓展。我们公司成立于1988年,2010年上市,2014年定增16.8亿进行新能源板块的拓展,包括数据中心的发展概况。

在市场行业,科华恒盛在稳健增长,2017年销售额达到24.1亿元,我们在电源行业市场占有率连续20年位于国产品牌第一位。我们公司的研发实力,2017年最新数据是2.1亿,我们研发团队到2018年增加到900多位研发人员。我们的生产体系、供应链中心主要布局厦门、漳州、深圳及佛山,这是我们的供应链体系。

在服务体系方面,科华恒盛在全国所有省会城市、二级发达地市布局了直属服务网点,这是我们服务体系中给客户带来保障的地方。2018年为止,布局了16个技术服务中心。2016年,我们储能PCS出货量达到第五位,整体排名第六位,这是全球调查机构提供的数据报告。

在新能源板块方面,我们产品的覆盖主要在储能、微网、电动车、充电站、光伏电站,这是我们储能领域的概况。这是储能的产品线,主要基于PCS为核心,以电力、电子变换为核心,打造储能微网在电力电子的运作。

简单汇报科华恒盛在通信储能系统的解决方案,整个储能系统在数据中心中的应用,科华恒盛的理解比较深。我们数据中心的板块从1989年至今,加上我们的系统数据。这是大数据云计算中心的中国发展概况,数据调查结果是2020年,IDC用电量将是2015年的2倍。数据中心的用电量规模庞大,以2000个机柜为例,以单个机柜3千瓦计算,耗电量一年将近5000多万度电,这是2000个机柜机房的数据规模。以单价为1元计算,如果PUE值为2的情况下,年用电费用将近1亿的规模。对数据中心来讲,运营费用、电费非常高。这么高的运营电费是值得我们考虑的地方,如何节省电费,这是我们储能和其他手段降低费用的重点出发点。

在储能方面的应用,由于我们主要做电源,所以我们长期用的是锂电池和铅酸电池。彭总介绍时,谈到锂电池和UPS应用存在的问题,特别是锂电池。锂电池的单体容量不大,整个系统的锂电池数量巨大,这么多数量,其可靠性、均衡性、扩充数量如何解决。

方案一,在应用角度分析比较深刻的是UPS在储能中的应用,储能型UPS加上峰谷运行策略,控制核心是调整储能电池充放电,大家看到比较多,我不详细介绍工作原理。彭总介绍了这种应用可能存在的隐患,它有可靠性方向的提升,主要展现在哪些方面?如电池可靠性提升,如果在座有通信行业或者机房的专家,一定知道原有通信领域,特别是中小机房里,UPS配套电池一两年都不会停一次电,这对中小机房管理不完善,根本不知道电池是好是坏。如果这个电池是坏的,买了这套不间断电源,真正需要用到时无法使用。我们曾经碰到一个项目,配了将近9组电池,由于9组电池一致性的不一样,导致所有电池停用了。这种应用的好处是每天放电充电,这种工况下,每天可以及时看到电池的状态和寿命值。这是最直接的检验手段,平时重要的机房会配上BMS系统检测,这属于辅助手段,从电压、内阻等方面检测电池。这个系统直接用放电来检验,一旦存在问题,电池可以及时发现,将其更换。在储能方面,类似建光伏电站,UPS的优点是不需要并网,只是用电,对负荷来讲的。大家做过储能或者光伏电站,我们要先做一套流程申请解决问题。

彭总的分析比较深刻,我简单举例说明。以1000个机柜的数据中心为例,按3kW单个机柜的功率,总功率为3000kW。UPS配置按70%的余量设计,总功率为4761kVA。如果原有UPS系统的投入将近200多万,蓄电池更换也需要200多万。调整为储能型,把容量配大、时间配长,原来15分钟,现在配为4小时,这是铅炭电池的配法。储能电池是2000多万,比原有系统增加了1815万的金额。如果峰谷差价是0.75元,电池单价为0.85元每瓦时,寿命期8年收益是3362.5万,寿命期8年利润是1547.5万,静态投资回报率为10.37%。

方案二,这是相对第一个方案来看,这是UPS+PCS型应用,其优势是我这边不动UPS体系里的任何东西,按照原有的工作原理工作,不存在大家担心的问题。如果我延用旧电源系统,加上储能,可能有些UPS不适合。我可以增加储能PCS,并入电池管理系统中。如果原有电池够大,我可以增加SOC值。每天15%充放电对寿命不会产生影响,甚至可以延长寿命。其优点是不需要改造原有的UPS系统,可以进行电子放电。机房有双走线的供电方案,如果利用UPS进行供电,其中一台可以用于合拢放电,我不用负载放电,而是用PCS并到交流母线,再回到机房进行应用。减少平时电池合拢工作的很多问题,大家知道要对电池进行合拢,工作量非常大,危险性也比较高,大家不敢轻易动。智能化合拢放电对我们的维护管理有着极大的提升。

这些应用把储能型方案加入,加上锂电池的应用,锂电池的空间、能量密度是铅炭电池的1倍。数据中心常见的是面积、机房空间,其成本远远高于房子的成本。如果空间减少了,这一定是比较大的好处。铅炭、锂电的循环次数足以支撑循环系统的过程,按一天一次的循环,可以达到13.6年的寿命值。系统中有很多不到10年左右,就得换UPS和系统。整个寿命可以支撑电源系统的应用。对于锂电池应用于机房里的应用,锂电池不太适合用于长期浮充,这对安全的危害比较大。每天循环,避免锂电池长期浮充的问题,

方案三,通信机房并网型储能方案,这跟普通的并网型方案类似。这是单纯的储能系统,(左图)这是常用通信机房的拓扑,这是市电加上机器,保证机房的应用。机房服务器一般会配置UPS做保障,机房辅助设备、空调、照明一般不会配UPS,机房不能没有空调,所以会配上发电机组。除了平时的削峰填谷,一旦电网停电,我的管理系统可以控制电网切开,用储能系统保证整个机房的运营电力保障。它有一定的切换时间,对于空调、照明等辅助设备。这种方案替代油机,减少噪音。油机让人头痛的问题是难以维护好油机的可靠性。演练时,把电网断开,油机半个小时没起来,因为启动电池坏掉了。储能系统每天都在运行,这是并网型储能应用的方案。并网型储能应用的控制手段和切换技术。

关于机房柴油发电机组能量搬移测试方案,这是数据中心通信机房中常用的,发电机组、油机组,规范要求是每个季度把油机启动好,保证它能工作。一般机房不会把油机切到机房供电,油机出现问题,能否为机房提供保障。很多机房用假负载的方式老化测试油机,每个季度执行将近1小时的发电。油机的电量、费用、噪音、维护的钱白白被浪费。我们的能量搬移方案替代假负载,作用是把油机发出来的电送到能量路由装置,再回到电网。油机老化或者测试的费用,形成能源再利用,减少能耗。这是数据中心用到的场合,我可以把能量路由器做成移动式的,比如移动通信或者其他大型数据中心,他们有很多机房,这是移动式的路由装置,充分利用路由能源装置。

这是对边缘地区或者无电地区的应用,利用光伏、油机、油光互补一体的系统。针对通信基站的设备或者用电情况,解决边远地区无电或者供电非常差的场合,进行储能系统的解决方案。通过控制器,形成了48V储能,形成48U用电负荷。这应该是常见的应用,这是我们目前应用,包括前面机房应用比较多的场合。

前面谈到的是科华恒盛在通信机房领域探索的五种解决方案。最后一部分是科华恒盛在各个领域做的储能系统。这是梯次应用,变电站通信电池的应用,解决30个变电站的储能,30套PCS+EMS系统。很多应用要求铅酸电池用4、5年就要替换,很多时候电池是好的,有些电池很少使用,如果维护好,这个电池性能也是不错的。用了4年以上的电池,循环容量值可以达到90%以上。

2014年开始,我们在中国西部地区建设20-160KW的电源储能系统保障。这是应用的典型拓扑。这是高海拔的应用,四川4410米储能分布式不同点的应用,保障寺庙的照明、通信等。海外印尼货柜式箱式储能系统,包括光伏、储能一体的解决方案。像油田勘探等场合。这是1.2MW油光互补储能项目。用户侧的,像B类动力电池2MWh电池应用,保证削峰填谷电价差的获利。货柜式通信电源,针对现在货柜式的数据中心配套的通信储能应用的解决方案手段。这是40尺货柜1MWh系统应用。

我们给民用通信、部队通信等各种场合,特别是边远地区应用的通信基站电源保障,这是科华恒盛累积一部分的案例。其他的不一一做介绍,我的汇报到此结束,谢谢大家!

(本文根据现场录音整理,未经本人审核)

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心

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