随着能源转型的深入推进与“双碳”目标的提出,大规模电池储能系统已成为构建新型电力系统、提升电网灵活性与可靠性的关键支撑技术。中国电力科学研究院(简称中国电科院)作为我国电力行业的国家级科研机构,在储能技术领域开展了大量前瞻性与基础性研究。其中,李相俊研究员及其团队在规模化电池储能系统的集成与运行控制方面取得了显著成果,而信息系统集成服务作为实现高效、智能、安全运行的核心载体,其重要性日益凸显。
规模化电池储能系统并非简单电池单元的堆叠,而是一个涉及电化学、电力电子、电力系统、热管理、通信与信息技术的复杂系统工程。其集成核心在于将海量电池单体、模块、簇进行电气、机械与信息层面的高效整合,形成统一可控的储能单元。这要求系统具备高度的兼容性、可扩展性与可靠性。在物理集成基础上,运行控制策略则是发挥储能系统多重价值(如调峰调频、新能源消纳、电压支撑等)的大脑。李相俊团队的研究重点之一,便是开发适应不同电网应用场景的先进控制算法与协调调度策略,确保储能系统能够快速、精准地响应电网指令,同时最大化其经济寿命与安全性。
信息系统集成服务在此过程中扮演着“神经中枢”的角色。它旨在构建一个贯穿电池储能系统全生命周期(设计、集成、监控、运维、退役)的统一信息平台。该服务主要包括以下几个层面:
- 数据采集与感知层集成:通过高精度传感器、智能电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、功率转换系统(PCS)控制器等,实时采集电池电压、电流、温度、内阻、SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)等核心参数,以及电网频率、电压、功率指令等信息。集成服务需确保多源异构数据的精准、同步与可靠接入。
- 通信网络与协议集成:规模化储能站内设备众多,可能采用不同的通信协议(如CAN、Modbus、IEC 61850、MQTT等)。信息系统集成服务需要构建高效、安全的工业通信网络,实现协议转换与数据互通,确保控制指令与状态信息在BMS、PCS、EMS以及上层电网调度系统之间无缝传输。
- 平台软件与算法集成:这是集成的核心。平台需要集成电池状态评估与预警算法、寿命预测模型、故障诊断模型、最优功率分配算法、多时间尺度调度策略等。李相俊团队的研究成果,如基于大数据分析的电池一致性评价方法、考虑电池老化的自适应控制策略等,正是通过此类平台软件转化为实际生产力。平台还需提供可视化的人机交互界面,实现全景监控、智能告警、报表生成与远程运维。
- 安全与标准体系集成:信息安全与功能安全至关重要。集成服务需遵循电力监控系统安全防护规定,建立纵深防御体系。推动和遵循相关技术标准(如国标、行标),是实现不同厂家设备互联互通、系统规范建设与市场健康发展的基础。
中国电科院李相俊团队的工作,不仅局限于理论创新与实验室研究,更注重技术成果的工程化应用与标准制定。他们的研究为规模化电池储能系统的信息系统集成服务提供了关键的技术支撑与解决方案,例如在电池状态精准评估、集群协同控制、云边协同架构设计等方面。通过高水平的系统集成,能够有效提升储能电站的整体效率、安全性与智能化水平,降低全生命周期成本,从而加速储能技术在电力系统中的规模化、商业化应用。
随着人工智能、数字孪生、物联网等新一代信息技术与储能技术的深度融合,信息系统集成服务将向更加智慧、自适应、可预测的方向演进。中国电科院及以李相俊研究员为代表的科研人员,将继续在这一交叉前沿领域深耕,为我国乃至全球能源革命的顺利推进贡献关键技术力量。