賴世能:通信機房運營與儲能協(xié)調(diào)性發(fā)展分析
5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開, 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
中國電信股份有限公司廣州研究院電源維護技術(shù)支撐中心主任賴世能在通信儲能專場,發(fā)表了題為“通信機房運營與儲能協(xié)調(diào)性發(fā)展分析”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下:
賴世能:
各位嘉賓,我作為最后發(fā)言的,給我壓力很大。我把考慮和經(jīng)驗跟大家做分享。這是我的發(fā)言題目。去年做了關(guān)于通信基站儲能的發(fā)言,重點考慮退網(wǎng)機房,很多機樓會退網(wǎng),機房有價值或者獨特的資源做儲能用途的方案。今天講的是在網(wǎng)機房的儲能業(yè)務(wù)和發(fā)展的協(xié)調(diào),這兩個是上下篇,這是下篇。
分為三方面:
第一,關(guān)于通信局站儲能的定位。通信局站,大家看中我們局站有一堆蓄電池,蓄電池是我們通信基站的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。我們的蓄電池首要作用是做后備電源,有市電時,不會發(fā)揮作用,就像雜技演員的保險繩性質(zhì)。這跟我們保障等級有很大的關(guān)系,我們后備時間是4小時、5小時、8小時,這么大的差別跟保障等級有關(guān)系。我們的電池長期掛在浮充,大量情況下浮充電池不是滿容量的。就像我們的手機,它不能充滿電。
現(xiàn)在形勢的發(fā)展,我們要精確管理、智慧化運營。現(xiàn)有做后備的電池,空閑狀態(tài)不符合我們的新要求。我們?nèi)绾伟研铍姵氐膬r值充分利用好,顯現(xiàn)出來,要考慮蓄電池儲能的重要需求來源。
利用儲能和通信供電保障的矛盾是存在的,前面很多專家談到這個問題。在通信上做儲能,多少會影響通信網(wǎng)絡(luò)保障的壓力。大家知道通信局站分等級,電信、移動等不同的運營商都有不同等級的局站或者數(shù)據(jù)中心,配備的電池容量、后備時間有不同的要求。一個比較大的局站或者一個大的數(shù)據(jù)中心,其電池容量大概是2000-5000千萬市。談到儲能,核心數(shù)據(jù)是千瓦時,而不是Ah。大局站有200-300千瓦時,照片上說幾棟樓的,肯定比這個大。我們的后備時間也有差別,重點保障的系統(tǒng),后備時間一般在小時量級。一般的系統(tǒng),我們的系統(tǒng)一般是半小時的量級。
如果做了業(yè)務(wù)冗余保護或者電源配置,系統(tǒng)后備時間在采用高倍率放電電池的設(shè)備情況下,現(xiàn)在提出后備時間降低到15分鐘。前面的數(shù)據(jù)沒有15分鐘,我們后面運營時提出15分鐘的要求。
關(guān)于其定位的核心話題,通信局站儲能系統(tǒng)與社會上專用的儲能系統(tǒng),包括電網(wǎng)公司、社會上的儲能系統(tǒng),定位完全不同。通信局站的核心業(yè)務(wù)是通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),其他業(yè)務(wù)是這個業(yè)務(wù)的附加品、延伸品,不可能是主導(dǎo)業(yè)務(wù),其他業(yè)務(wù)不應(yīng)該損壞通信業(yè)務(wù)應(yīng)該具備的條件。通信業(yè)務(wù)在一定程度上會影響通信電源保障業(yè)務(wù),多少會影響我們的網(wǎng)絡(luò)保障。儲能業(yè)務(wù)必須保證通信業(yè)務(wù)滿足等級的基礎(chǔ)上,進行一定合理的比例充放電。通信局站儲能系統(tǒng)應(yīng)該與通信安全保障系統(tǒng)形成相互補臺、協(xié)調(diào)發(fā)展的“配偶”關(guān)系。通信局站儲能業(yè)務(wù)應(yīng)該與通信業(yè)務(wù)同生共長,形成良好的發(fā)展關(guān)系。從圖上可以看到,如果我們是社會上的儲能,其業(yè)務(wù)是融合的。如果是通信局站的儲能,儲能業(yè)務(wù)和保障業(yè)務(wù)是分離的。由于其定位不同,可以看出其差別,包括兩點:
第一,充放電側(cè)重點不同,如果是社會上的儲能系統(tǒng),重點看放多少電。今天希望放1000瓦時或者10000-20000千瓦時,他靠放電賺錢。通信基站儲能系統(tǒng)重點看剩下多少電,我不關(guān)心你放多少,重點是保證我剩下多少,我要用剩下的保底。
第二,底線思維問題,這有兩個保底要求:
1,每次充放電只看數(shù)據(jù)容量,不看放出容量,放出容量不是重點剩余容量才是重點。任何時候要確保有足夠保底的電池容量。
2,即使個別電池斷裂,不應(yīng)該整組放不出電,確保任何時候電池組能放電。我們一直說1000次、2000次、4000次的循環(huán),循環(huán)多了,帶來電池內(nèi)部腐蝕條的問題。
通信局站儲能業(yè)務(wù)跟通信安全互不傷害的要求。要做到互不傷害,必須明確特別要求。我們把社會上完全一樣的儲能系統(tǒng)復(fù)制過來,肯定會失敗。我們要建立準確、真實的蓄電池剩余容量監(jiān)測計算模型,至今沒看到這個模型。現(xiàn)在有SOC、SOH做分析,這些維度能真實的體現(xiàn)剩余電池的真實能量嗎?目前很難,我們沒有一些手段,我們無法對電池剩余容量做自動校對。我們每次校對的是放出容量,沒有校對剩余容量。我們沒把它放完,不知道剩余容量。我們現(xiàn)在的計算模型是反向的,經(jīng)常算放了多少量,能代表剩余能量嗎?每次充放電過程,我們不知道充了多少電,我認為這是假的。這里有發(fā)熱問題、轉(zhuǎn)換為氫氣問題,這會把某一個電池一定的容量排出。下一次發(fā)電,氫氣未必能馬上回來,可能需要15分鐘。
市電、停電、發(fā)電,不經(jīng)過電源的恢復(fù),我們電池質(zhì)量突變時,圖書場景儲能的充放電規(guī)則邏輯的改變。比如要停電,充放電規(guī)則如何改變,充電機如何改變,我們要注意規(guī)則的改變。我們要保障保底的概念,必須有所體現(xiàn)。
關(guān)于保底電池的要求,反復(fù)充放電可能會造成內(nèi)部的腐蝕。照片左側(cè),好電池可以看到清晰的匯流條,左側(cè)的匯流條被腐蝕了。照片中看不到匯流條,這是差的。最下面的照片,這是用了10年的好電池,大家一看就知道這是什么品牌。匯流條是白色的,有棱有角,用了10年,匯流條完好無缺保留下來。這代表匯流條沒有被腐蝕,這是腐蝕帶來的問題,反復(fù)充放電只會加快腐蝕速度。
假設(shè)有斷裂,我們在用新方案,用電路解決方案,包括兩種:一是蓄電池全壽命過程加入保護裝置。萬一斷裂時,在旁路可以把電池虛擬出來,假如是24節(jié),在24節(jié)的情況下,即使壞了1節(jié),我們通過虛擬的方式把第24節(jié)虛擬出來;二是采用合路器裝置,通過合路器的方式把它分開,這是電池,我不參與充放電的過程,我可以作為輪流。這兩組在充放電,另外幾組在休息,幾個月后另外兩組在充放電,其他在休息。
從市場規(guī)則來說,通信局站和數(shù)據(jù)中心儲能帶來的利益回報肯定不及通信業(yè)務(wù)的利益回報高,所以應(yīng)考慮盡量將儲能業(yè)務(wù)帶來的不利影響降到最低。
豪華的配置做儲能,就像豪華的會議室,你跟老板說拿這么好的會議室做儲能,老板會說你神經(jīng)病。如果你什么都不干,只拿來做儲能,肯定是不劃算的。數(shù)據(jù)中心配的資源是15萬,我要拿出一個機柜來克服配套資源、空調(diào)、變壓器。15萬配置的東西拿來做儲能,有什么回報?儲能業(yè)務(wù)和后備保障并存,我們認為要對電池提出適合儲能和高保障,同時發(fā)揮作用的電池。選擇適合高循環(huán)充放電次數(shù)的長壽命、儲能專用電池類型(比如鉛碳電池、膠體電池、鋰電池)。
通信局站儲能業(yè)務(wù)應(yīng)該與通信業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)發(fā)展,前面談到互不傷害,現(xiàn)在談的是協(xié)調(diào)發(fā)展。通信局站從無業(yè)務(wù)到上滿業(yè)務(wù)是一個漸變的過程,由于電源空調(diào)等設(shè)備的建設(shè),跟機房土建工程強相關(guān),這是一個剛需建設(shè),電源系統(tǒng)建設(shè)必須按中長期規(guī)劃來一次性或二三次建設(shè)的,但網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的填充則充滿靈活性,是逐月、逐年增加的。今年上20個機柜,明年上100個機柜。但我不能說今年做一臺電源,明天再做一臺。
在通信局站開局初期,電源容量肯定大大超過網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負載容量;在開局運行若干年后,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)達為上滿時,電源容量與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負載容量基本相當。從目前經(jīng)驗來看,我們的機樓是無法上滿的,它沒有滿的時候。我們要充分利用電源建設(shè)周期與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)建設(shè)周期的時間錯位,發(fā)展儲能業(yè)務(wù)。我認為這是比較合理的選擇,我知道這個業(yè)務(wù)5年內(nèi)不會上滿,5年內(nèi),我可以利用冗余部分做儲能。
案例計算,比如某大型數(shù)據(jù)中心開局時每一套400KVA UPS配置了0.5小時后備時間蓄電池(考慮大倍率放電效率問題,需要340KWH蓄電池)。后來在各項冗余、保護措施到位情況下,允許按15分鐘容量預(yù)留方式進行儲能操作。假設(shè)初期業(yè)務(wù)負荷只有10%(40KVA)時,以及后期業(yè)務(wù)上滿時,必須保證剩余容量大不相同,因此可以利用做儲能的容量也大不相同。這個系統(tǒng)一年可以拿來做儲能,交易的電量到274萬。假設(shè)可以壓到15分鐘,100萬的規(guī)模也是可以的。這是經(jīng)過精確的測算才能實現(xiàn)的,因為你把半小時壓到15分鐘。
我們認為通信局站發(fā)展儲能業(yè)務(wù)要做好必要的配套條件。儲能業(yè)務(wù)一方面是擠壓油水的東西,我們基站有8小時后備時間,我用了4小時。我們要打時間差,開局就能發(fā)揮儲能作用,必須把儲能的配套措施在規(guī)劃建設(shè)時期做好。應(yīng)該把剩余容量的監(jiān)測系統(tǒng)、電量計量考慮、電池檢測手段做進去,我們有時間差的要求,也有后備時間壓縮的時間差,我們考慮網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)冗余、云化、業(yè)務(wù)調(diào)度、雙路市電切換、市業(yè)切換,做到分鐘級,兩三分鐘內(nèi)做好切換,確保15分鐘內(nèi)有足夠的時間完成操作。
強化業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)與電源監(jiān)控系統(tǒng)的信息對接,實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)以提早感知、快速響應(yīng)方式應(yīng)對電源異常故障的發(fā)生,及時把網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)遷移、關(guān)閉,減少乃至消除因電源異常故障帶來的損失。早感知、早發(fā)現(xiàn)就能早應(yīng)對。
我們在機房中多做電池,原來是半小時,現(xiàn)在是1小時甚至更長,沒有意義。既然機房是用來發(fā)展業(yè)務(wù),我不會考慮把電池做大,損害我的發(fā)展空間。去年我在蘇州講機樓,我不要這個樓,放多少都可以。這是我自己要發(fā)展業(yè)務(wù)的機樓,不可能放幾十組電池做儲能,這不現(xiàn)實。
對于特別重要的電池等級,可以考慮適當加大容量。不是為了儲能,而是為了保證重要系統(tǒng)的安全等級。這是從我們業(yè)務(wù)的要求考慮。單純?yōu)榱税褍δ軜I(yè)務(wù)做大,把電池容量放大,我們認為目前國家能源政策條件下,儲能業(yè)務(wù)是微利乃至虧本的現(xiàn)狀下,把儲能刻意做大是沒有意義的。如果有空間資源,肯定會發(fā)展通信業(yè)務(wù)。處理通信業(yè)務(wù)發(fā)展的規(guī)劃,追求儲能業(yè)務(wù)的發(fā)展,是不明智的。
結(jié)論:
第一,通信儲能與通信運行應(yīng)同生共長、協(xié)調(diào)發(fā)展;
第二,因為鉛酸蓄電池存在大倍率放電容量折算系數(shù)問題,拿普通鉛酸蓄電池做通信局儲能業(yè)務(wù)不大合算;必須選擇可循環(huán)、高密度、高倍率、高效率電池;
第三,通信局站儲能業(yè)務(wù)發(fā)展的策略應(yīng)該是打通信業(yè)務(wù)發(fā)展時間錯位、打通信保障等級錯位。通信儲能業(yè)務(wù)蓄電池管理必須以蓄電池剩余容量監(jiān)測計算為根本;
第四,通信儲能必須要有保底思維:保容量的底、保安全的底。
(本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理,未經(jīng)本人審核)

責(zé)任編輯:繼電保護
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