8月22-24日，由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會，簡稱：金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設置“論壇峰會+展示臺展示”，既有企業(yè)細致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設想與方案，助力落實國家提出的“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標要求，積極助力構建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。
萬幫數(shù)字能源股份有限公司 研究院總經(jīng)理 楊志出席論壇并發(fā)表主題演講——《光儲充放一體化解決方案》 。
以下為演講實錄：
周錫衛(wèi)：下面有請萬幫數(shù)字能源楊志。
楊志：大家好，我來自萬幫數(shù)字能源，也是大家說得比較多的星星充電。我們公司主要涉及的專業(yè)是充電、光伏和儲能，以及一些云這方面的業(yè)務。從“云、管、端”協(xié)同發(fā)展的角度，來做設備的制造、銷售，電站的建設、運營，包括綠能交易等等。
今天聽了很多專家的報告，對整個“光儲充”，尤其是儲充這塊，宏觀上、系統(tǒng)上，從政策面、標準面，系統(tǒng)怎么構架，怎么樣的商業(yè)模式，學習了很多。今天帶來的報告主要從“端”的角度，也是從電力電子的角度講一下“光儲充放”一些系統(tǒng)的技術方面的東西，可能比較枯燥。
報告分四部分內容。
“30·60”講了很多，但是我們理解30·60的面很大，里面有兩個比較大的主題，一個是清潔能源，一個是綠色交通。
從清潔能源來講，我們更喜歡去看到可再生能源的發(fā)展?？稍偕茉粗饕秋L電和光伏，風電的建設有它的局限性、有地域問題，我們不大可能在一個廠區(qū)/屋頂建一個風塔。所以，光伏充電跟充電融合的場景來講，更是我們比較喜歡的，而且光伏發(fā)電隨著技術的發(fā)展、材料的發(fā)展、工藝的發(fā)料，它的前景空間非常大，而風力發(fā)電就是那個塔架。
光伏發(fā)電包括風力發(fā)電有它的特性，有分散性和互動性，這是電力系統(tǒng)不喜歡的，所以現(xiàn)在被強制上儲能。
從電動汽車的角度來看，電動汽車本身就帶了一個電池儲能的基礎在里面，如果我們配上一個充電、放電一體化的充電樁集合在一起，它就是一個儲能。電動車的發(fā)展跟新能源的發(fā)展，本身從物理上，邏輯上關系上，沒有能集合在一起的因素。
這邊講的是一個車的發(fā)展趨勢，今天講了很多，不細細展開。這邊點出來一個點，我們認為電動車的發(fā)展對于電網(wǎng)是提出挑戰(zhàn)的，這個挑戰(zhàn)我們認為不是用電量的挑戰(zhàn)，昨天周總講到去年中國的用電量是8個多萬億的用電量，假如說1億輛電動車，每輛車跑15000公里/每年，一度電跑5公里的話，一輛車一年就是3000-4000度電，1億輛就是3000億到4000億，從總的用電能量角度，它并不太大。
但問題是，我們電動車充電的時間不可控、充電的地點位置不可控，這就帶來了對電網(wǎng)的挑戰(zhàn)。而且最關鍵的是我們原來城市的規(guī)劃、小區(qū)的規(guī)劃，早期的小區(qū)沒有考慮充電樁的建設，沒有考慮到新能源車的發(fā)展，所以在原有規(guī)劃成熟的地段去加裝充電樁，是我們這個行業(yè)發(fā)展的難題。在新規(guī)劃的小區(qū)已經(jīng)有這方面的考慮了，我認為對電網(wǎng)不是一個大的問題。
從另外一個方面，1億輛電動車50度電一輛車，相當于50億千瓦時的存儲容量，今天上午黃教授提到，中國發(fā)電的總高峰也就10多個億，裝機容量也就20多個億。也就是說電動車的發(fā)展，海量的電池給電網(wǎng)反過來做支撐，提供了比較的條件，但是怎么做是我們后面要討論的。
我今天主要講的是從電力電子的層面，來構建“光儲充放”的充電站，比較局限，但是這個技術可以延伸到方方面面。
我們公司從去年開始做了一些“光儲充放”這方面的示范工程，我們叫“五個一百”，一百個樓宇、一百個工廠、一百個場站、一百個運力。我們在這方面做了很多實踐的工作，我們認為“光儲充放”一體化場站的方案，至少可以解決這么幾個問題。
第一，盡量讓新能源車用新能源電，以前新能源車、電池車充的電如果火電廠發(fā)的，只是把污染轉移了，但是真正用新能源電是用新能源車的初衷。
第二，解決充電需求大，電力供應不足的問題。剛才提到老舊小區(qū)，我們形成一個場站要跟供電局去報批電量，一是報批難，二是成本也高，光伏雖然發(fā)電量不大，但是加上儲能之后，能夠降低對這方面的需求。
第三，把電動車真正作為一個移動的儲能設備，它跟現(xiàn)在講的各種儲能不一樣，現(xiàn)在的儲能都是固定的，電動車帶來移動的特性，是不是里面能產(chǎn)生一些化學反應，來做一些新的組合模式。
第四，作為應急電源。
第五，能夠在一定程度上提高新能源發(fā)展的消納水平。
我在考慮假如說這些電動車，中國新能源發(fā)電不平衡性，西部發(fā)電多，東邊用電多，電動車真正調動起來之后，跟西部發(fā)電的節(jié)約型同步起來，新能源電站強迫配儲能的比例是不是可以調整，這個我不是很懂，提出這么個問題。
談到這樣一個“一體化方案”，一般來說，“光儲充放”這樣的場站，基本上大類從AC側耦合或者在DC側耦合，AC側耦合是現(xiàn)在很多示范項目用得比較多的，DC側耦合也有一些應用。AC里面也有一些局部DC化，比如說光伏儲能、光儲一體機，直流母線耦合。在DC耦合也有做DC母線，我拉一個比較小功率的逆變器跟變壓器的輔助繞組連接，也能實現(xiàn)跟DC的混合方案，總的來講，不外乎這兩個大類。
這兩大類有什么好處？我簡單總結一下。
從三個方面：
1、左邊是傳統(tǒng)的AC耦合方案，右邊是DC耦合方案。我們可以看到從左邊到右邊，右邊那個系統(tǒng)只有一個AC/DC環(huán)節(jié)，左邊這邊有三個。簡單來看，這三個變成一個，投資至少成本降低了，而且設備的數(shù)量變少了。
2、搞電流系統(tǒng)的都知道交流側耦合，尤其是微網(wǎng)不入電網(wǎng)的情況下，這個穩(wěn)定性的控制應該是比較麻煩的問題。因為交流電網(wǎng)穩(wěn)定性控制有電壓，有頻率、有相位都要對，不對就崩潰。直流側耦合簡單說就是控制一個電壓，這個電壓控制好了，大家就都安全了、都穩(wěn)定了。
3、提高效率。假如白天家里裝了一個光儲充，白天光伏發(fā)電存到電池里面去，大家看看左邊這個圖，我們有4級變換，簡單看1級變換2個點損耗，那4級變換就是8個點，晚上回來把電充到車里面去，又是4級，那就是16個點的損耗。從右邊看，光伏發(fā)的電到電池2級變換，回來到車子充電2級變換，來一去省了4級，4級就是8個點。我們從這個系統(tǒng)來看，如果逆變器AC/DC的環(huán)節(jié)少了，用電的效率提升了，一來一去提升8個點，我們現(xiàn)在算這種光伏儲能經(jīng)濟賬的時候，是不是把這個要素放進去，在一定程度上能夠推動“光儲充”系統(tǒng)發(fā)展的因素之一。
現(xiàn)在我們更看重的是直流耦合的模式，主要有幾個方面。
1、假如從環(huán)網(wǎng)10千伏進來到直流母線，直流母線中間這個方框至少要具備三個功能：
（1）高壓隔離；
（2）電壓變換；
（3）交流變成直流。
后面我會詳細講它們這塊的實現(xiàn)方法。
第一個是比較傳統(tǒng)的方式，采用普通的工頻變壓器，后面加上AC/DC的變換環(huán)節(jié)，出來一個直流母線，直流母線這個400V、800V是根據(jù)場景來設計，AC/DC這塊可以800V，可以400V，這樣從中壓的10千伏到800V的母線就有了，這樣的變換一般兩電瓶或者三電瓶的模式各有各的優(yōu)缺點，當然也有一些其他的方案。
第二個是移相變壓器的方案，移相變壓器的思路應該是最早在高壓變頻器中用得比較多，我們一個變壓器的三相整流典型諧波次數(shù)是6A加減1，假如說用一個新三角并聯(lián)運行，它就變成12加減1，我們按照這個思路，再來一個正負15，那就是24脈波，24脈波就是24A加減1，而且24A加減1的諧波可以相互抵消。它的實現(xiàn)方式，移相之后通過整流器，把它變到一個母線上，諧波就可以抵銷。
實現(xiàn)方式有很多，這邊舉了一個原邊移相，一個副邊移相，有沿邊三角形的等等，方案有很多。
第三個是SST。我這邊給出三種方案，第一個是H橋級聯(lián)的，H橋級聯(lián)的方式前面是光伏和風電發(fā)電場站的都知道，高壓SVG用的這種方案，在高壓SVG的方案上把副邊隔離之后并聯(lián)，也就是原邊串聯(lián)、副邊并聯(lián)，用串聯(lián)來實現(xiàn)高壓，用并聯(lián)實現(xiàn)大電流，這也是現(xiàn)在電力電子變壓器的主流方案。
第二個是MMC。MMC的目的就是把交流的波形做成帶正旋波的整流，出現(xiàn)一個高壓的母線，在高壓母線上串很多隔離的DCDC的模塊，它的好處就是我DCDC單獨處理，這兩個可以分開來用，而且這個是高壓的直流母線，可以把它距離放遠也可以，這樣提升整個系統(tǒng)的效率。
第三個是三電平模式。它的特點很簡單，但是只有幾個器件是10千伏、20千伏，它是很痛苦的，對器件的電壓要求比較高。其次是DC/DC，分成幾類，一類是光伏儲能的，第二類是單相充電的，第三類是雙向充電的（充放電）的，后面的負載不談了。光伏一般是用多式電路，儲能也可以這樣用，只有直流母線，還有用四開關模式，好處是對電壓沒有什么高低限制，可升可降。第三是單向隔離DC/DC方案，LLC+Buck電路，好處不一一介紹了，有興趣的會后可以交流。
第四，雙向隔離DC/DC方案。它無外乎DAB、CLLC、CLLC+Buck/Boost。DAB它的主要特點是，兩邊電壓范圍可以調得比較好，但是它的端的電流比較大，損耗比較大。CLLC是控制比較簡單，電池兼容特性比較好，但是它的電壓正極比較差，所以有人做CLLC+Buck/Boost組合的方案。
我把前面講的幾個主要的組合關系列出來了，包括傳統(tǒng)的交流方案。從可靠性角度，我們認為交流的方案，原始方案可靠性最高，發(fā)展最成熟。SST純電子電離設備，發(fā)展不成熟，數(shù)量又比較多，可靠性目前來看不是太高，但是充電廠站對可靠性要求沒有那么高，只要可維護性強就可以了。變壓器+ACDC可靠性中等，移相變壓器可靠性也是比較高的，雙相功能變壓器單向整流沒有雙相的功能。其次是接入電網(wǎng)的難度，傳統(tǒng)方案難度低，SST我不知道是否高，我請教過供電局的朋友，我得到的答案基本上能接，但是沒有真正地做，這塊不是很確定。這個也是傳統(tǒng)變壓器沒有問題，移相變壓器接入電網(wǎng)的時候也要做一些方案上的申請。第四是電網(wǎng)友好度，我們現(xiàn)在比較推崇將來的方案采用SST，因為SST同智能微網(wǎng)的角度，它是最好的東西，因為它所有東西都可控，能量可控、能量大小可控、方向可控，而且它對電網(wǎng)可以做電網(wǎng)的無功補償，甚至可以做諧波治理，它的功能非常多，所以電網(wǎng)友好度它最高。另外在設備成本方面，移相變壓器比較低，占地面積SST比較小，空載損耗也是SST比較小，運行效率SST比較高，因為做廠站的時候一天充幾個小時，一個點的效益差對我們的影響是非常大的。
簡單總結一下，我們認為“光儲充”廠站的方案用直流母線方案優(yōu)于交流母線。中壓交流變成低壓直流的方案可以有多種選擇，總體上SST的方案表現(xiàn)比較好，移相變壓器方案的成本和效率表現(xiàn)也不錯。DCDC變換器可以根據(jù)實際需求進行選擇。我這邊給的是能量變換環(huán)節(jié)，一個好的光、儲、充廠站的設計，除了硬件設計之外，最關鍵的是怎么標準化配置，怎么優(yōu)化它的運行，怎么做負荷預測、發(fā)電預測，包括一些運營的調度，怎么去調度客戶來充電等等。在這些方面把它做好了之后，可能這個站的效率才能真正起來。因為那一塊不是我在公司負責的范圍，所以我今天沒有展開講，下次有機會我們會在云管那一塊在這方面有很多經(jīng)驗和構架，有機會下一次可以分享，也歡迎各位專家領導到萬幫來交流、指導，謝謝！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱，僅作為參考資料，請勿轉載?。?/span>
