隨著能源轉型與新型電力系統建設的深入推進,移動式儲能供電系統正以其靈活、高效、應急響應能力強等特點,成為保障電力可靠供應、促進可再生能源消納的關鍵技術之一。在中國電力科學研究院(以下簡稱“中國電科院”)的引領下,以王德順研究員為代表的科研團隊,將移動式儲能供電系統與機電智能化技術深度融合,開拓了其在工程應用領域的廣闊前景。
一、 移動式儲能供電系統的核心價值與挑戰
移動式儲能供電系統,通常指集成于車輛、集裝箱或其他可移動平臺上的儲能單元(如鋰離子電池、飛輪儲能等)、功率轉換系統(PCS)、控制系統及輔助設施構成的獨立供電單元。其核心價值在于:
1. 靈活機動性:能夠快速部署至電網薄弱環節、故障搶修現場、臨時性大型活動場所或偏遠無電地區,提供即時的電力支撐。
2. 多場景適配性:既可作為主網的“移動充電寶”,參與調峰調頻、緩解輸配電阻塞;也可作為微網或孤島系統的核心電源,保障重要負荷不間斷供電。
3. 提升電網韌性:在自然災害、設備故障等應急場景下,迅速替代受損電源,縮短停電時間,增強電網抗災和自愈能力。
其廣泛應用也面臨系統集成度高、安全可靠運行要求嚴、與電網互動控制復雜、全生命周期經濟性優化等挑戰。
二、 機電智能化:賦能系統高效可靠運行
王德順團隊的研究重點,正是通過先進的機電智能化技術,系統性地應對上述挑戰。這里的“機電智能化”并非機械與電氣的簡單疊加,而是指:
- 狀態智能感知與診斷:在系統關鍵部件(如電池模組、變流器、連接機構)集成多維度傳感器,結合大數據與人工智能算法,實時監測健康狀態,實現早期故障預警與精準定位,保障運行安全。
- 控制策略自適應優化:基于模型預測控制(MPC)、強化學習等智能算法,使系統能夠根據實時電網狀態、負荷需求及自身工況,自主優化充放電策略、并離網切換邏輯及多機協同控制,最大化經濟與運行效益。
- 機電熱一體化智能管理:針對移動式儲能系統空間緊湊、散熱條件多變的特點,開發智能熱管理系統。通過智能調控風機、泵閥等執行機構,確保電池等核心設備始終工作在最佳溫度區間,延長壽命,提升能效。
- 人機交互與遠程智控:配備智能化人機接口與遠程監控平臺,支持“一鍵式”啟停、預設場景調用、遠程運維調度,大幅降低操作門檻與運維成本。
三、 工程應用實踐與展望
在王德順團隊的推動下,融合了機電智能化技術的移動式儲能供電系統已在中國多地成功開展工程示范與應用:
- 城市保供電:在重大活動、重要會議期間,作為臨時性高可靠電源保障;在配電網檢修時,實現負荷的“無感”轉移,確保用戶“零停電”感知。
- 電網應急搶修:在臺風、冰災等自然災害后,快速抵達現場,為搶修作業、臨時指揮部及災區居民提供應急電力,顯著提升搶修效率。
- 偏遠地區供電:為電網難以覆蓋的邊防哨所、地質勘探營地、游牧定居點等提供清潔、穩定的主供或備用電源。
- 可再生能源配套:作為“移動式儲能電站”,臨時部署于光伏、風電富集但消納困難的地區,平滑輸出,減少棄風棄光。
隨著電池技術持續進步、電力物聯網(IoT)深度滲透以及人工智能算法的不斷演進,移動式儲能供電系統的智能化水平將邁向新高度。王德順及其團隊的研究方向,預計將更加聚焦于:
- 集群協同與虛擬電廠(VPP)集成:實現大規模移動儲能單元的集群化、自主化協同運行,作為靈活資源規模化參與電力市場交易和虛擬電廠調度。
- 全生命周期數字孿生:構建從設計、制造、運行到退役回收的全生命周期數字孿生模型,實現精準仿真、預測性維護和資產價值最大化。
- 標準化與平臺化發展:推動關鍵設備接口、通信協議、調度控制平臺的標準化,構建開放共享的產業生態,加速技術普及與應用成本下降。
中國電科院王德順研究員及其團隊在移動式儲能供電系統與機電智能化交叉領域的前沿探索,不僅為提升電力系統靈活性、可靠性與智能化水平提供了創新解決方案,也為我國能源戰略的實施和新型電力系統的構建貢獻了重要的科技力量。這項技術正從示范走向規模化應用,其未來發展必將深刻影響能源行業的格局與人們的用電方式。