储能智慧运维技术为储能发展提供新思路

　　数字化、智能化技术要应用于储能实际运维还需做好技术与生产应用的适配

　　储能行业正在步入规模化发展阶段

　　(一)碳达峰、碳中和背景下，我国新能源迅速发展

　　近年来，我国新能源发展成效显著，装机规模稳居全球首位，发电量占比稳步提升。2022年，全国风电、光伏发电新增装机突破1.2亿千瓦，达到1.25亿千瓦，连续三年突破1亿千瓦，全年可再生能源新增装机1.52亿千瓦，占全国新增发电装机的76.2%，已成为我国电力新增装机的主体。

　　(二)储能作为新能源发展的重要支撑需求持续增长

　　2020年以来，随着新能源装机的扩大，储能市场迎来爆发。截至2023年6月底，我国已建成投运新型储能项目累计装机规模超过1733万千瓦/3580万千瓦时。1～6月，新投运装机规模约863万千瓦/1772万千瓦时，相当于此前历年累计装机规模总和。未来，随着可再生能源和分布式能源的大规模发展，储能需求还将保持快速增长，其中电化学储能是新增主体。

　　(三)政策频出利好电池储能产业发展

　　为贯彻双碳战略，近年来我国加码储能产业，国家和地方层面相继出台若干支撑储能发展的重要政策，如《“十四五”新型储能发展实施方案》《“十四五”能源领域科技创新规划》等。在政策推动和产品技术的不断完善下，储能产业迎来了爆发式增长。

基于实时运行数据的储能电站电芯级火灾预警

储能电站电芯级劣化趋势预测与状态智能预警

　　电池储能发展面临的挑战

　　(一)储能安全性广受行业关注

　　根据不完全统计，截至目前全球已发生近70起储能相关安全事故，涉及项目总规模超4GWh。随着项目投运数量的快速增多、单个储能项目规模越来越大，储能安全隐患也随之增大，储能全生命周期的安全问题引发重视。未来，随着项目运行时间增长、设备老化、电芯性能下降，电池着火风险或进一步提升，安全已经成为备受社会关注的储能代名词。

　　(二)电站经济性影响储能产业发展

　　目前大多数的储能电站运维较为简单粗放，且缺乏有效的运维管理工具，无法满足电站安全高效运维需求。储能运维是保证储能电站长时间连续安全运行，支持调峰调频、削峰填谷等多种用途来发挥价值和赢得收益的关键，因此储能电站投运后的盈利水平很大程度受运维水平高低的影响。

　　(三)新能源配储利用率低造成储能资源浪费

　　新能源强制配置储能利用率较低，“建而不用”问题较为突出。据中国能源报报道，目前已有28个省(区、市)将配置储能作为新能源发电并网的前置条件，但对储能技术如何与新能源发电协调优化运行重视不足，叠加商业运营模式、功能定位不明确等因素影响，导致新能源配储利用水平普遍较低。中国电力企业联合会调研显示，新能源配置电化学储能等效利用系数仅为6.1%，远低于12.2%的各应用场景下电化学储能平均等效利用系数。

　　(四)储能发展仍需产业链上下游企业齐心协力

　　储能系统结构复杂，通常由多种设备集成，多种设备之间相互影响。然而设备供应商、系统集成商、系统运营商通常不是同一主体，设备运行数据也并不互通，难以通过实际工程应用情况反向推动各环节技术研发与突破。中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司于2022年率先构建了电化学储能智慧运维系统，围绕储能智能运维、智能预警等领域技术方向，提供业内交流渠道，通过算法开源方式推动电化学储能数字化技术的创新和发展。

　　储能智慧运维技术解决储能痛点

　　(一)实现储能电站的“主动安全”

　　由于材料与制作工艺的特点，且技术研发需要巨额投资，短时间内难以突破。因此，可发展以智慧运维为核心的储能的“主动安全”技术，通过边缘计算与云边协同技术实现海量电池数据的采集、传输和处理， 利用大数据分析和机器学习等技术预测储能系统组件的寿命和性能下降趋势，通过智能分析迅速诊断异常状态，实现智能预警和火灾预警，减少因故障而导致的安全风险。

　　(二)提升运维效率，实现降本增效

　　通过储能智慧运维技术可以监测电站运行情况， 优化设备性能，确保系统在不同工况下均保持较高能效高安全状态。高效的智慧运维可以延长设备寿命，减少维修成本，降低寿命周期成本，提升储能全生命周期的经济性。

　　(三)促进储能与各类能源深度融合

　　储能智慧运维可以对储能系统进行全面评估。基于海量储能运行数据，利用人工智能、机器学习等技术，为清洁能源基地建设提供因地制宜的储能规划与配置方案， 使储能系统更好地适应不同的能源场景和应用需求。通过智能优化和控制，储能系统可以更好地适应电力需求的变化，提高储能利用率，降低成本。

　　储能智慧运维技术应用仍需解决的问题

　　(一)储能数据上云需要相关电力集团总部统筹推进

　　源网侧储能电站运维通常仅在场站本地，容易形成数据孤岛。目前实际储能智慧运维仍然缺乏海量、有效、优质、可靠的数据源。若要推动储能数据上云、促进储能大数据积累，需要电力集团统筹相关单位，统一安排推进。

　　(二)需要建立储能海量数据采集、传输、处理的标准

　　由于各个储能电站关键设备(如 BMS、PCS、EMS)来自不同厂家，数据格式、传输规则、点表编码均存在较大差异，不同储能电站数据接入云端大多只能依赖人工梳理。储能数据不仅来源复杂，而且异构程度高，除了采集传统电力系统中单一结构化数据(如电压、电流、功率)，还需采集气体、视频等海量非结构化数据，因此， 需要统一储能数据的采集、传输、处理标准，降低数据利用难度。

　　(三)需将储能智慧运维理论研究与工程应用结合起来

　　当前电池智慧运维领域已获得丰富的理论及实验研究成果，然而这些成果通常基于理想实验环境研发，并未考虑工程中各种复杂因素对储能系统运行的影响。因此，数字化、智能化技术要应用于储能实际运维还需做好技术与生产应用的适配。

　　储能智慧运维领域投资机会

　　(一)储能智慧运维软硬件一体化解决方案市场空间广阔

　　储能系统需要实时监测和管理，以确保其高效运行和长寿命，需要开发能够远程监测储能设备性能、进行预测性维护和优化运行的软件。另外，储能消防系统、传感器等硬件设备与软件的高效配合十分关键，虽然目前已有众多企业提供储能智慧运维管理的软件系统，然而这些产品在软件层面的检测和控制水平仍然有较大差异。因此可投资储能智慧运维软件、提供软硬件系统集成和优化服务的企业。以大数据和AI为抓手实现电池状态实时感知与故障预测、达到百兆瓦级储能电站热失控真实预警的能力仍然欠缺。

　　(二)源网侧储能的一体化智慧电厂解决方案发展潜力巨大

　　通常储能电站所在园区涉及多种不同系统，如园区监控系统、门禁系统、综合信息管理系统、生产管理系统等，多个系统操作各异、反复切换，极大增加了园区人员的学习成本。因此可投资提供电厂运营管理和优化的一体化综合解决方案的企业，整合并集成园区内繁杂的各类数字化系统，确保电厂的各个方面能够无缝协同。

　　(三)多能互补与源网荷储一体化的综合能源管理解决方案方兴未艾

　　随着可再生能源和储能系统的不断发展，需要更智能的能源管理系统来集成不同能源，提高能源利用效率与资源利用率。强化源网荷储各环节间协调互动，充分挖掘系统灵活性调节能力和需求侧资源，有利于各类资源的协调开发和科学配置，提升系统运行效率和电源开发综合效益，构建多元供能智慧保障体系。目前，各类能源的运维管理平台大多相互独立，缺乏能够整合能源资源、实现源网荷储多向互动的数字化解决方案。

　　来源：《中国投资》 作者：刘明义 赵珈卉 朱勇 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司