电力用户在使用空调的冬夏两季,削峰需求比较强烈;而百万光伏电站,输出控制是以白天负载较轻的春秋两季为主。如果能够在不用削峰的春秋两季,将蓄电池出租给集成商,用来控制输出,就能提高蓄电池的使用率,加快收回投资的速度(图3)。但其实现,也取决于“替代”控制输出能否得到认可。
图3:蓄电池的多用途示意图(出处:东芝三菱电机产业系统)
花田认为,今后制度调整等的结果,“如果削峰及控制输出等多种用途可以共享1个蓄电池,则以现在蓄电池的成本,也完全可以保证经济效益”。
其实,作为这种“蓄电池集成商”的延伸形式,有与FEMS(工厂能源管理系统)或BEMS(大厦能源管理系统)等连接的虚拟电厂(VPP)的业务模式。
在可再生能源的输出增大时创造需求的方法并非只有蓄电池。启用工厂的生产设备、商用冰柜和蓄热槽等也可以增加需求。从用户的角度看,就是能够用上价格极低的电力。一般的VPP,是对控制节能、分散电源和蓄电池加以综合控制,有控制需求增加的意味,而在供应过剩时要“创造需求”的控制,则是电力系统的革新性行为。
在FIT结束后,用光伏发电和蓄电池来自产自消
其实,三友电子在建设蓄电池系统之前,已于2015年春季在总部工厂内设置了350kW的光伏发电设备,利用固定价格收购制度(FIT),现在已与关西电力的高压输电线并网,在全量售电。
但三友电子的杉岛荣一社长说:“到20年后收购期结束时,如果电力公司的收购价格低于购买电力的价格,自产自消会变得更划算。届时,我们还会考虑为蓄电池充电,提高自产自消的比例”(图4,图5)。
图4:三友电子目前的蓄电池系统结构(出处:三友电子)
图5:三友电子将来(含紧急蓄电池)的蓄电池系统结构(出处:三友电子)
该公司购电的价格约为16~17日元/kWh,略高于价格竞争激烈的大企业的大工厂用电价格。利用折旧完毕的光伏发电设备自产自消的好处很大。到那时,随着电力系统改革的推进,如果有“蓄电池集成商”和“VPP”等服务运营商涌现,通过向他们出租蓄电池,还能进一步提高业务收益。
此次采用的200kWh的“TMBCS”,因配备了500kW的逆变器,据称今后若蓄电池的业务环境完善,还设想要扩增容量。
杉岛社长说:“在不久的未来,光伏发电和蓄电池很可能会配套普及。随经营成本的不断降低,国家可能会探索灾害时的BCP和能为地方的供电作贡献的能源系统。我们采用光伏发电设备和蓄电池,自主开发工厂内的EMS(能源管理系统),是想积累EMS(电子产品代工服务)企业的技术和经验。”
“FBCS”监控单元,优化充放电
TMEIC在提出运用蓄电池的新业务模式的同时,在蓄电池的控制方法上,也在积累着自己的技术经验。该公司借三菱电机长崎工厂的一角,设置了评价蓄电池的“TMBCS”,对采用的电池进行着评价(图6)。
图6:长崎县的蓄电池评价用“TMBCS”(摄影:日经BP社)
走进写着“TMBCS”字样的40英尺集装箱,12m长的空间里摆满了设备器材。手边是500kW逆变器,挨着的是多家企业的蓄电池控制盘,最里面设置着写有“FBCS盘”字样的控制装置。
FBCS是“FrontBatteryControlSystem”的缩写。可以说是管理蓄电池盘和逆变器的TMBCS的大脑。
蓄电池系统的基本原理,是将蓄电池充放的直流电用逆变器转换为交流电,通过变压器并网。蓄电池单元(电池元件)的SOC(剩余容量)等状态,由蓄电池厂商配发的BMU(BatteryManagementUnit:电池管理装置)监控,并将出现过压等严重异常情况的蓄电池从电路上隔离。
FBCS能够监控BMU之外其他的电池单元,并控制其优化充放电。比如说,在感测到部分单元要发生异常情况的征兆时,向逆变器发出指令,不对该单元充电。据称这样不仅可减少事故风险,还能通过降低单元的负载,延长整个系统的寿命(图7)。
图7:“FBCS(FrontBatteryControlSystem)”能在监视所有蓄电池状态的同时,相应于电池特性控制充放电量和联锁(出处:东芝三菱电机产业系统)
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