8月22-24日，由国家电投&融和元储、新型储能产业联盟、风光储百人会、中国风光储网等单位联合主办的2022中国国际光储充产业大会（简称：金砖光储充论坛）在常州香格里拉大酒店圆满闭幕。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”，既有企业细致入微的分析，也有行业专家为市场发展提出的设想与方案，助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求，积极助力构建“双循环”新发展格局。
国家能源分布式能源技术研发（实验）中心特聘研究员 周锡卫出席论坛并发表主题演讲——《储能安全是光储充关键技术》 。
以下为演讲实录：
周锡卫：先讲一下开会的规则，希望大家把手机放到静音的位置，演讲的嘉宾要严格控制演讲的时间，我们已经和导播这边统一了一个规则，就是到时间就自动切到下一位讲演嘉宾了。所以，希望每个嘉宾把自己最精彩的内容安排在你的讲解时间段内，把它讲解出来，否则你更多的精彩可能后面会切掉了，所以请各位嘉宾一定要控制好自己的演讲时间。
会议正式开始，首先感谢各位嘉宾和同仁在百忙当中能够来到美丽的常州参加这次盛会，我代表大会对大家的到来表示感谢！
先有一个小题目跟大家交流——《储能安全是光储充关键技术》。今天上午很多领导嘉宾从规范和国家标准的制定上，专门重点探讨了有关安全的议题，实际上这次我讲的储能安全这个“储能”是针对锂电池的储能，它的安全尤为突出。这个问题不论在国家的技术规范，还有标准上，包括电站和储能系统的管理上，都是非常强调的一个问题。
中电联负责国家标准的周处长上午特别强调了，在这定标准中，其他的问题都可以压缩或者简化，但是安全这一块不能少，没有安全就谈不上经济性。在保证安全的基础上再谈经济性，安全就是储能系统一个非常重要的基础问题。
首先讲电池储能技术优势和挑战。
电池储能在储能系统里面，国家能源局的文件上有一个划分，电能储能有化学形式、物理形式，最后细分为机械的动能和势能、电磁场能的电场能和磁场能，以及电池储能和氢储能，有以上几个分类，这个大家都知道，不多讲，时间比较有限。
我们讲集中储能形式，它的特点或者优势和挑战的地方，主要从这几个视角来看。
第一，时长和规模。电池储能，它是一个集成技术的体现，我这张表是和外面公布的有点不一样，这是我在十几年电池储能集成上的工作和研究中的一些体会，我把电池储能的规模也写成了“大”，时长也是标注为比较长的。在这个上面，以往有一些误区，电池储能大家一般都认为它颗粒度比较小，每颗电芯的容量比较小，它集成起来以后，时长适合于4小时之内，实际上我认为这是一个误区的地方。
为什么这么讲？因为时长越长，它的充放电的倍率越低，锂电池或者其他的电池倍率越低，它的安全性越好和寿命越长。它不是2小时或者4小时的问题，是在整个系统集成运行过程中，是不是更适合电池本身它在储能运行上的一些特点，我认为在同等情况下，时长和规模上可以做大。因为在十兆瓦时和百兆瓦时，都是在Pack级和组串级进行管理，如果你把每个Pack和每个组串管好了，自然你具备将这个系统大了的基础，它的安全性和寿命同样是可以管好的。
我们讲安全性就不得不讲比较有名的北京大红门“4.16”事故。这个大家很清楚，不多讲，只是提醒大家这个安全必须重视，这是光储充一体化的项目，它是交直流微网形式的应用项目，开始一年还是比较出名的，很多北京的储能大会参观现场，它作为示范来参观的。第二年上第二期项目的时候，出现了燃爆。
它的一些连接方式和它的摆布方式实际上有很大的设计和集成上的缺陷，我画了箭头的地方，那些都是电缆线，就这么堆放在这个地方。这边是消防装置，它是非自动联动的一个装置，也就是说，它在监管和布局上有严重的缺陷。另外，它是通过225串18并的方式，连接的小电芯，10Ah、20Ah这样的小电芯把它做起来。小电芯做起来的话，如果每颗电芯都管，它的BMS的成本就比较高，所以它并非每个都管，并起来有一个很大的问题，就是两颗以上的电芯并起来，它的电压位你测到的是同样的电压位，如果有一颗电芯已经危险了，实际上你的检测电路就检测不到这颗已经有危险的电芯。这样的话，很多起火的储能电池系统在鉴定报告中有这样一句话就是“在毫无征兆的情况下，发生了燃爆”，实际上不是没有征兆，而是你没有把这个征兆采集到它。
我们做过一些实验，电芯从正常的指标在运行中，如果你给它短路，它会产生燃爆的现象。这个电芯从正常运行指标到它起火这一段时间，基本上是在100多毫秒到300多毫秒，我们做过40Ah和60Ah组串的Pack级的测试，大概是这样的（情况）。也就是说，现在BMS国家标准是2秒钟一个采样、检测和控制决策的周期，这个时间太长了。但是同样一颗电芯在温度测试上，它在5秒钟之前甚至15秒的时候，它已经和别的电芯有明显异常的征兆，也就是说如果你是每一颗电芯电压和温度都是同时采样，就可以提前到几秒钟的预警。现在我们讲的热失控和防止热失控，还有消防方面的一些方法都很重要，它是防止次生灾害，防止事故扩大的必要措施。
现在研究比较少的是怎么样预防它着火，能不能提前检测到和预防它，这个非常重要。现在有一些大数据处理算法的方式，也有一定的效果，可是它是概率事件的分析处理，在小概率起火的情况下，电化学反应的突变要素往往也是很难判别出来。所以，我们希望用硬件的办法去检测每颗电芯实时运行过程中的超正常运行参数的异常表征，然后以预防的形式，可以让异常的电芯或者这个组串或者这个Pack电池包能够跳开，现在也有一些提出“一簇一管理”、“一包一优化”等等，实际上是从这个理念上往下做的。
这个事故发生之后，清华大学的欧阳明高院士专门受国家能源局委托，对它做了分析和测试，会发现它的一些问题。电芯的内短路通过仿真以后，发现的现象是过放产生，这是结论报告中提到的。
现在的问题是，南区没有着火会怎么样？北区为何燃爆？两个区域之间是燃烧的这一个没燃爆，另外一个燃爆了，现在说的是通过这个电缆沟的通道可燃气体跑过去，这个可能是要打个问号的地方。因为燃烧的地方，有明火的地方，这些可燃气体不是在烧吗？是不是把可燃气体赶到对方去，对方出现了明火再爆，这个地方是值得探讨的。
这是一个分析的过程，就是怎么样产生热失控和燃爆。内短路引起热失控是起主要的（原因），锂电池热失控通常还有机械冲击、负级析锂、正极释氧等因素，我们发现短路不论是由过充过放造成的，还是连接过程造成的，都与集成和运控运维密切相关，实际上是一个产生燃爆非常重要的诱因。
安全的要素方面是先天上锂电池就有缺陷，一个是材料的缺陷，一个是工艺上的缺陷。
环境是后期设计和改善上可以调整，但是一旦把它固化在一个系统里，它的一颗电芯在相对位置上，它的温度、环境就会有相对固化和影响。
在使用上就有操作和维护两个层面，目前的系统很少有动态维护的功能。所以我们建议先天的是设法，尽量改变材料、改变工艺，但是电池一旦买回来了，你就要在位置和温度以及运行管控上下点功夫，如果把它管好或者是在操作和维护上面，要更加深入地管控它。
诱因刚才已经讲了，不多讲，因为时间比较紧。
锂电池的优势也比较明显，它的建设周期快、成本相对较低。比如说和目前水平的压缩空气来比较，它现阶段成本优势还是有的。另外，效率比较高，电池本身的效率能到90%以上，系统集成以后是82%、83%的样子。
它的挑战点是安全和寿命，寿命和使用过程中的使用方式、维护方式有很大的关系。我们讲储能的应用技术，今天上午很多人都在讲，特别是黄老师那边把“光储充”四个阶段如何逐步进行推广，他有一个比较详细的，在这里不多讲。
作为储能电站比较大规模的系统，有一个特点是需要大家关注的。并网的系统主要是电流源方式，用指令的方式去调节功率。它主要适合二次调频和调峰，现在构网型的新型电力系统有一次调频的能力要求，这时候需要有电压源的工作方式，这个重点是不在电芯，在PCS，能不能多机以电压源的方式进行自动响应和工作，这是非常重要的。微电网在并网的时候可以用电流源（指令方式），但是在离网的时候要有电压源，要有支撑能力，希望大家关注这一点，我们的“光储充”多数情况下是并离网的一个系统，没电的情况下它也要独立可以运行。
这是使用场景，这个是利用储能来扩容，然后做充电桩的示范。
这是移动储能，做应急去保电处理，或者没有电桩的地方，可以移动到一个临时停车场，比如说开一些集会，原来没有这么多充电桩，可以用移动的方式进行保电充电。
我们拿这张图出来，这是实际运行的。光伏实际上波动很大，我们可以看到一天的波动有几十次或者上百次的都超过30%功率的波动，如果你在大负荷的运行，运行在这30%的幅度里面，这个充放电就会很频繁地去做，虽然你看到一天一充一放，它的波动是在多次充放电，对寿命有一定的影响，特别是光储一体化设备影响更为突出。
这个也是光伏和储能充电之间的关系，时间关系我要快一点。
现在的光储充，实际上一个是大电网的架构。下面这些虚拟电厂也好、微网也好、光储充的小系统也好，是挂在不同的配网的基础上，然后通过上面的Internet网的一个信息互联，去统一管理。但是这里有一个要点，就是它的局域性，我们把它控制上的原则叫做“充分自治，受控共享”，也就是说在两个子系统之间要按照一定规则去管控它，但是在一个子系统里面你要自治调控，自我平衡。否则一个大系统如果这样去做，就像一个队伍一样，你从军长管到兵可能很难管，可以管师长、管团长这样下来。
这是微网的形式，就不多讲。
它的解决方案实际上要考虑电网供电还是储能支撑，是并网系统，还是离网系统，从四个层面去考虑。
实际上光储充有一些要素，这个讲起来时间就太多了，我们注重的是一个顶层设计，这是最关键的，还有一个是优化配置的问题，才能保证它的安全稳定地运行。
另外一个重点的地方就是要全寿命地管控，架构要柔性化。因为它临时的随机调整变动，特别是带有汽车充放电特性，它的临时性很大，不多讲，我的时间基本上到了。
我们讲一下它的充电方式可能有多种，但是这四种是比较常见的。一是户用充电方式，充电里面现在V2G还有互动的方式在里面；另外一个是集中充电加上灵活配送，这个是讲的换电；还有一个移动的，电不够或者没有充电桩电网接进来的时候，可以用移动的方式，包括扩容。
总结一下，绝对安全比较难做到，要靠先天的、本身的，也就是电池本身没有任何燃烧的可能性的材料，这个是比较难的。目前现阶段或者看得到的近几年里面还比较难做到，固态电池会好一些，但是也不能完全杜绝它（燃烧事故）。相对安全是可以做到的，要做到预防和有效管控，这是有机会做到的，我们要在这上面多花一点功夫。没有了安全性就没有经济性，只安全不经济，也失去它的价值。谢谢大家！
