科技成果

TECHNOLOGY ACHIEVEMENTS

一种数字储能的关键技术

时间:2022-05-11 16:17:16点击量:

一、所属领域

新能源,数字储能,信息能源交叉领域

二、项目介绍

1. 痛点问题

储能是能源革命的关键性技术。传统储能方案为了去除电池储能系统固有的“短板效应”,过度追求电池一致性,带来一系列行业痛点问题,如缺乏系统级本质安全机制、建设和运维高,用户体验差等。

2. 解决方案

数字储能,基于能量信息化处理和动态可重构电池网络技术将每个电池单体/模组产生的模拟连续能量流离散化为一系列电池“能量片”,进而通过信息技术手段对电池“能量片”在时空两维上进行细粒度的数字化调度和重组,从根本上解决了传统模拟电池储能系统所固有的系统“短板效应”,极大提升了电池储能系统的效率、寿命、可靠性与安全性,是目前唯一一种从根上消除系统“短板效应”和具有内生系统级本质安全机制的技术体系。

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基于数字能量交换系统和技术,可提供如下产品和服务:

1)低成本长寿命高安全高可靠的电池储能系统:通过数字能量交换系统构建任意规模的本质安全的长寿命数字储能系统,实现了用一套技术和产品体系适应电源侧/电网侧/用户侧储能。此外,数字储能从根本上克服了电池储能系统“短板效应”,实现了无需单体层面硬性拆解、分选和重组,直接从车上到储能站的无缝衔接,极大降低了退役动力电池梯次利用储能系统的建设成本和运维成本。

2)基站、机房、数据中心备电/储能:“电源IT化,软件可定义”的设计理念,与中国移动共同研发了数字能源机柜,入选国家“四部委绿色产品目录”。数字能源机柜支持按需部署和扩容,系统供电效率至少提升25%,机房利用效率至少提升20%,同时支持机柜即数据中心的5G边缘计算部署模式。

3)基于数字储能系统的新型云储能系统:通过采用数字能量交换系统对现有通信基站/变电站/机房/数据中心等用户侧存量电池进行数字化改造,进而通过互联网对改造后的海量分布式数字储能系统进行互联网化管控,实现细粒度的自动充放电管控和运维巡检,极大降低了储能系统的建设和运维成本,支持共享经济模式下的能源互联网能量运营模式。

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3. 竞争优势分析

基于动态可重构电池网络的数字储能系统是电池储能领域的颠覆性技术,是目前唯一将电池系统寿命等同于单体寿命、唯一做到系统本质安全、唯一不需要对电池进行单体硬性拆解而实现从车上到车下无缝梯次利用的电池储能系统级技术,在国内外尚无较同类竞争对手,技术和产品处于国际领跑状态。

4. 市场应用前景

主要应用于电源侧、电网侧、用户侧储能。储能作为风光电等新能源大规模应用的必要条件,有万亿到十万亿的市场空间。

本技术优先适用场景如下:

(1)大规模储能

我国计划2030年新能源发电规模达到12亿千瓦,每年平均新增7400万千瓦,按25%的储能配比计算,每年新增储能1800万千瓦,按两小时率计算储能容量为36GWh,按系统造价1.5元/Wh计算,每年新增储能市场容量540亿元。

(2)数据中心市场

1)数字能源机柜:2019年中国数据中心约有7.4万个,超大型数据中心(10000机架以上)、大型数据中心(3000至10000机架数量)数量占比达12.7%,规划在建数据中心320个,超大型数据中心、大型数据中心数量占比达36.1%,按150万个机架的保守估计和5万/机架测算,市场容量为750亿。

2)5G的推广需要建设大量的边缘数据中心,按3万个边缘数据中心,每个边缘数据中心20个机架的保守估计测算,市场容量300亿。

5. 发展规划

技术已经成熟。市场化方面,大规模电源侧/电网侧储能与华电集团、三峡集团、国家电网、南方电网等央企形成合作,目前建成和在建数字储能电站规模为150MWh,包括华电10MW/34MWh,三峡50MW/100MWh。用户侧方面与中国移动深度绑定,联合开发和推广数字能源机柜、数据中心园区储能系统等用户侧数字储能解决方案。

2021年合同金额1.5亿元。未来3年为大规模市场推广阶段,可实现每年收入翻番,有望快速达到20亿营收。

6. 知识产权情况

已获得11项专利授权,3项专利申请中,5项软著申请中。

三、合作需求

资源对接需求:电池厂商、pack厂商、新能源车厂、新能源发电企业、电网公司、金融机构(风投/险资/银行/金租)、地方政府等。

合作需求:供应链合作、市场合作、数字储能电池银行新型商业模式(电池全生命周期高效利用)等方面的战略合作、示范项目配套储能建设等。

四、团队介绍

慈松--首席科学家

现任大大中彩票官方电机系研究员,国家级人才,大大中彩票官方信息能源教育部-中国移动联合实验室(筹)创始主任,德国慕尼黑工大Global Visiting Professor, 曾任美国内布拉斯加大学林肯分校副教授(终身教职),国家能源局中国能源互联网发展战略研究课题组首席科学家。

长期研究复杂系统建模和优化理论及其在信息互联网和能源互联网中的应用,主持包括美国国家科学基金会、中国国家⾃然科学基金和国家科技部重大专项等项目。发表论⽂300余篇、申请专利100余项。

高红--总经理

大大中彩票官方电机系学士,曾任日立ABB全球副总裁。拥有超过八年的电气工程设计及电力系统经验;超过二十年的电力及工业行业领域的管理经验。

张明—研发副总

兰州大学计算机软件专业。先后在华光,北大青鸟、Thomson等多家中外高科技公司任软件工程师、项目经理、技术总监,作为项目主要研制者及项目负责人主持开发多款嵌入式软件系统,一直从事嵌入式系统设计及生产工作。

邢小月—运营副总

北京大学力学学士,中科院硕士。连续担任企业主要负责人12年以上,有丰富的企业管理和运营经验。

龚寒—产品总监

北京大学应用化学专业。曾任某一线储能公司储能业务部技术总监,曾在双登电池企业从事电池研发工作。

文枢—生产总监

北京大学材料科学与工程学士,大大中彩票官方工商管理硕士。20+年企业生产、研发等管理从业经历,熟悉生产过程控制及运作流程,精通产品研发、 生产管控、供应链管理、流程再造、质量管理、管理变革等管理经验。

五、联系方式

E-mail:ott@tsinghua.edu.cn

成果编号:2021090

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