在科技的發展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發展的今天，而地球上的能源有限，就要科研人員不斷開發新能源，這就再當下最要研發太陽能的使用。能源革命的最終目標是全世界100%的能源來自于光伏、風電、氫能燃料動力鋰電池等可再生能源。緊要有三種供給方式：一是聚集式光伏、風電新能源+儲能的能源供給方式，二是大型的獨立儲能電站化學儲能、抽水蓄能等，三是以用戶側區域性微電網群(虛擬電廠)為架構的模式。

當新能源+儲能的度電成本低于傳統的化石能源時，微電網群和聚集式新能源+儲能的這種模式將會爆發式上升。而作為能源革命的關鍵技術，微電網及微電網群控制EMS系統、儲能系統bMS、pCS系統將是能源革命成功與否的關鍵。

關鍵技術1項目頂層設計

大規模的儲能系統有著不同的使用場景和商業模式，有的儲能系統是單一的電網調峰，有的是調峰、調頻和調壓等多重使用場景的結合。依據不同的項目，大規模儲能系統功率的配置和電池的配置、選型也是完全不同的，這個系統目標函數要系統安全、穩定、可靠，要有經濟性。

大功率儲能系統的頂層設計是非常緊要的，涉及到儲能功率配置、儲能pack成組和儲能容量配置等諸多因素。一個光伏電站均勻的儲能時間是10分鐘還是20分鐘、還是50分鐘，這個電網是有要求的。比如今朝青海要求光伏、風電有10%的儲能容量的配比，不同的地方配比是不相同的。另外充放電電流大小、bMS均衡電流大小、調峰容量需求以及一次、二次調頻所需時間，這些約束條件和最后要達到的目標之間要確保整個流程設計是閉環的。

關鍵技術2儲能系統集成

依據儲能系統的頂層規劃，儲能系統集成要從最底端的電芯選型到電池模組、電池組和電池簇再到儲能系統的配置進行全方位的把控。蘊含了bMS分時均衡的電池個數、均衡電流大小、集裝箱內部熱管理系統、pCS工作模式、pCS底端控制邏輯及上層EMS控制策略的制定等。

原來的儲能電池是來自于汽車的動力鋰離子電池，一個電動汽車的電芯數約莫幾百個最多一千個，大功率儲能系統蘊含的電芯個數是以萬來計甚至以十萬來計，最大的問題就是它的不一致性。它是具備短板效應的，我管幾百個電芯還可以，同時讓幾萬、幾十萬個電芯要達到一致性是非常難的。

關鍵技術3bMS均衡技術

大功率儲能系統單體容量大，所以在頂層設計時一定要從bMS開始。電芯剛出廠后，我可以對所有電芯進行一次性選擇盡量保持一致性。但是運行一段時間后，電化學電池對溫度的反應非常敏感，它的不一致性又新增了，差異性又出來了，那在這個過程中怎么控制，怎么把有一些性能變差的電芯怎么找出來，在運行過程的周期中進行均衡，讓它再恢復一致性。這個在整體的控制策略中要考慮到。

儲能系統的高效率低成本一個是系統集成的成本，另一個是運行中的成本。電芯成組后不一致性會倍增，bMS均衡控制難度加大。大容量的儲能系統要電芯并聯進行容量擴充，bMS對并聯電芯的測試手段難以準確判定問題電芯和問題pack，一個電芯倘若是40安培的話，要并聯的組串就比較多，這個時候怎么測試，運行一段時間后再怎么進行均衡，均衡的電流要配多大，其實這跟你的成本息息相關。

在電池運行過程中，由于各類因素的影響導致不同的pack其衰減曲線不一致，從而張大儲能系統內部的不一致性，怎么處理這個問題?bMS的硬件設計、在線均衡策略非得和pack設計以及整個儲能系統功能參數緊密結合。bMS均衡能整體提升儲能系統的充、放電容量，降低系統的短板效應。

首先是電芯級的SOC估算精度。包括電芯電壓變化率小于bMS電壓采集精度時候的自我修正和SOC錯誤標定后的自我修正。

其次是電芯級的SOH估算精度。實時快速的確定每個電芯的SOH是對均衡策略一個緊要指揮，可對系統進行在線維護和電芯更換供應數據支撐。包括bMU內電芯均衡、跨bMU之間的電芯均衡、電池簇之間的均衡，為全面的電芯電壓、SOC、SOH電芯溫度制定出最優的均衡策略。

今朝我們國家的儲能系統、微電網系統最缺的就是對系統研究比較透徹的系統集成商，這是個系統工程，并不是我買個廠家替我做bMS就可以了，這塊要我們大家共同努力。

關鍵技術4pCS多級V/F并聯技術

傳統的pQ控制方式不足以體現儲能系統靈活、快速、穩定的電源特性，傳統的V/F控制方式難以實現多機并聯，電壓源容量和支撐能力的擴充受限。

有關大規模儲能系統，pCS多級V/F并聯技術一直是業界急需攻克的難題。pCS多級V/F并聯技術可以大幅度降低系統造價，簡化系統設計，提高系統瞬時反應能力。

關鍵技術5pCS無縫切換技術

pCS以V/F的形式并網運行，給電網供應一次調頻、調壓等電力輔助服務。在電網故障時，它無需進行pQ和VF的切換筆直進入到孤網運行模式，為孤網供應電壓和頻率的設定值(reference)，從而確保緊要負荷的不間斷供電。該項技術的使用可以使pCS系統替代傳統的UpS系統，同時可以供應傳統UpS系統不能實現的一次調頻、二次調頻和無功調節等電力輔助服務。

該項技術可以廣泛使用于數據中心和對電能質量要求高的客戶，同時對提高微電網供電可靠性有著緊要用途。

關鍵技術6智能化能量管理系統EMS

智能化EMS系統能夠對將來系統運行狀態進行預判，從而提前調整系統控制策略，使得系統不斷的自我優化。非得遵循以下三點：

1.以確保系統繼續穩定運行為第一原則;

2.充足利用不同電源的特性，精控儲能，充足實現經濟性;

3.不斷繼續優化控制策略，形成自學習型系統。

我們已經在運行的一個電站，EMS能夠依據電池bMS的采集數據、光伏發電實際和預測數據以及電網調度指令，通過人工智能算法在線對儲能系統進行充放電修正。在數據每天都不相同的情況下，可以實現對pCS的工作模式進行自由切換。倘若在調頻階段就切換成V/F模式，倘若在一般階段就用pQ源模式，所有的工作狀況是依據現場的實際情況在不停切換的，從而確保電池在各種工況下循環壽命最大化。

關鍵技術7新能源+儲能的協調控制

通過不同的EMS控制策略，新能源+儲能可以參與電網調頻、調峰并能夠提前24小時對新能源發電出力進行預測，預測精度能夠達到85%以上，高于火電等常規機組的調節性能。這個技術的實現使得光伏、風電配置儲能系統后將轉變為一個可控能源，隨著新能源和儲能系統度電成本的不斷降低，新能源將全面替代化石能源最終實現能源革命，而且這個是可以遠程操控的。

關鍵技術8微電網及微電網集群控制

將來的發展趨勢是以微電網為單元，微電網集群為區域的供電方式，大電網將逐步退至后備電源的地位。由此衍生出的虛擬電廠、云端大數據調度平臺以及各種人工智能算法，大數據挖掘技術將成為微電網及微電網集群EMS的一個發展趨向。

關鍵技術9區域能源管理平臺(區域自治)

分布式發電與大電網的關系，從單方面依靠轉變為合作互贏。區域能源管理平臺可實現對多個微電網的運行控制，建立多微電網間的競價機制。未來通過云計算，我們把這些分散化的分布式電源，不管是光伏、風電還是儲能電站也好，統一把它們調度起來，這是我們研究的一個方向。將來會把供暖、供冷和供電等多樣能源的轉換，通過各種儲能技術(儲電、儲熱和儲冷)，利用能源最優調配進行EMS來實現。

北控團隊在這方面已經做好充分的技術儲備，并計劃在相關項目上進行執行。相信再過幾年到幾十年，當人類利用太陽能的技術很成熟的時候，這樣就有了無窮盡的能源供給社會的使用，再當下就要研究者更加努力研究新技術。