中國儲能網(wǎng)訊：全球能源轉(zhuǎn)型加速了新能源的崛起，也促進(jìn)了儲能技術(shù)的革新和應(yīng)用，儲能技術(shù)階段性演進(jìn)和路徑選擇從來都是綜合權(quán)衡經(jīng)濟(jì)性、安全性和效率等多重因素的結(jié)果，當(dāng)電芯和儲能電站持續(xù)向“大”成為趨勢，組串式儲能技術(shù)，以其獨(dú)特的優(yōu)勢，在2024年加速在大儲領(lǐng)域滲透，也推動(dòng)著集成設(shè)計(jì)、PCS等相關(guān)儲能技術(shù)革新。
儲能技術(shù)新“勢力”
儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，集中式儲能和組串式儲能是兩大重要的儲能技術(shù)。組串式儲能在2024年“受寵”之前，通常被市場認(rèn)為比較適合一些小容量和儲能標(biāo)準(zhǔn)柜場景。
與組串式儲能不同，傳統(tǒng)的儲能系統(tǒng)主要采取集中式儲能變流器（PCS），電池Pack直接串聯(lián)，控制簡單，易于管理，容易調(diào)度控制，通過大規(guī)模采購和集中管理能顯著降低設(shè)備成本和運(yùn)維成本。
但一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)是傳統(tǒng)集中式儲能系統(tǒng)單體容量較大，多組電池并聯(lián)很容易引起電池簇之間的不均衡，一旦單簇出現(xiàn)熱失控，極易擴(kuò)散至整柜，存在安全隱患。
在電芯容量越做越大、儲能電站進(jìn)入GWh時(shí)代的背景下，組串式儲能系統(tǒng)作為一種新興的技術(shù)方案，以其多種優(yōu)勢逐漸嶄露頭角，成為近兩年儲能技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的“新勢力”。
與傳統(tǒng)的集中式儲能相比，組串式儲能方案通常由多個(gè)較小容量的儲能單元串聯(lián)而成，每個(gè)單元都具備獨(dú)立的控制和管理功能，這種分散式的架構(gòu)賦予了組串式儲能高度的靈活性和可擴(kuò)展性，可以整合不同來源的能源，匹配不同場景下的儲能需求，提供穩(wěn)定的電力輸出。
基于模塊集中系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，組串式儲能把每個(gè)電池簇連接到一個(gè)儲能變流器，采用一對一電池簇管理，使得能量管理精細(xì)化到電池簇級別，以提高放電容量和系統(tǒng)壽命。
組串式儲能方案還能做到單簇分?jǐn)嗪投鄬臃侄伪Ｗo(hù)的極致安全管理，更是在BMS與EMS全棧自研的技術(shù)支撐下實(shí)現(xiàn)“3S”融合系統(tǒng)最優(yōu)解決方案；其高效、安全、電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。
還有，即使在部分儲能單元出現(xiàn)故障的情況下，其余單元仍能繼續(xù)工作，減少了系統(tǒng)整體的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的發(fā)揮，儲能單元的成本將逐漸下降，從而使得組串式儲能系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上更具競爭力，這將進(jìn)一步推動(dòng)儲能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。
在招投標(biāo)和應(yīng)用市場持續(xù)滲透
2023以來，電芯、系統(tǒng)價(jià)格持續(xù)下跌帶來的初始成本下降，以及儲能安全事故頻發(fā)，加速了組串式儲能在大儲招標(biāo)市場的滲透和應(yīng)用場景的落地。
2023年9月，華能集團(tuán)2023-2024年儲能系統(tǒng)集采中，明確提出采購1.5GWh的分散式、組串式儲能系統(tǒng)，這是五大電力央企首次在集采中提出組串式采購需求。
進(jìn)入2024年，央國企大的招采項(xiàng)目對組串式儲能技術(shù)的認(rèn)可和需求逐漸提升。
6月，海南州塔拉25MW/100MWh組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能電站儲能系統(tǒng)招標(biāo)，招標(biāo)人為國能（共和）新能源開發(fā)有限公司，項(xiàng)目位于海南藏族自治州共和縣光伏園區(qū)南片區(qū)內(nèi)，容量為25MW/100MWh，采用組串式構(gòu)網(wǎng)型設(shè)計(jì)。
7月，國家電投西藏當(dāng)雄縣 50MW光儲項(xiàng)目構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)成套裝置設(shè)備采購，要求儲能系統(tǒng)采用組串式構(gòu)網(wǎng)型 PCS設(shè)備。
8月，中國安能一局秦皇島盛通100MW光伏發(fā)電EPC工程總承包工程儲能系統(tǒng)采購項(xiàng)目（三次）中標(biāo)候選人公布。該項(xiàng)目采購儲能系統(tǒng)60MWh，項(xiàng)目分為2個(gè)包件進(jìn)行采購，包件A采購7.5MW/30MWh組串式儲能系統(tǒng)設(shè)備。
8月，三峽能源發(fā)布2024年電化學(xué)儲能系統(tǒng)集中采購(阜南二期、白水、肇東)項(xiàng)目公告，標(biāo)段二三峽能源肇東項(xiàng)目擬建設(shè)100MW/200MWh儲能電站1座，每組1MW/2MWh儲能單元接入1組1000kVA儲能變流器PCS，配置要求為構(gòu)網(wǎng)型組串式儲能。
9月的一個(gè)招標(biāo)項(xiàng)目中，對于投標(biāo)人提出了明確的組串式儲能業(yè)績要求。
深州市坤騰100MW-400MWh共享儲能項(xiàng)目總承包(EPC)招標(biāo)文件要求，2023年1月1日至投標(biāo)截止日（以合同簽訂時(shí)間為準(zhǔn)），至少具有100MWh以上的組串式儲能施工和設(shè)備業(yè)績。
10月，河北集電隆化300MW/1200MWh獨(dú)立儲能電站項(xiàng)目EPC總承包工程招標(biāo)。據(jù)招標(biāo)公告特別提到，由組串式儲能變流器或由6個(gè)功率模塊并聯(lián)組成的不大于1250KW儲能變流器單元組成。
進(jìn)入12月，兩個(gè)GWh組串式儲能系統(tǒng)框采開標(biāo)。
12月16日，中廣核新能源2025年度儲能系統(tǒng)框架采購項(xiàng)目開標(biāo)，此次框采因多個(gè)“大”的特點(diǎn)受到業(yè)界關(guān)注。
首先，本次采購總規(guī)模為10.5GWh，為迄今為止國內(nèi)第二大規(guī)模的儲能系統(tǒng)框采；其次，本次框采包括構(gòu)網(wǎng)型4.5GWh+跟網(wǎng)型6GWh，兩個(gè)技術(shù)類別在單個(gè)招標(biāo)項(xiàng)目中的體量均刷新了記錄；此外，框采只接受一簇一串或一簇兩串電池的方案，因此被業(yè)內(nèi)稱為國內(nèi)第一個(gè)組串式框架集采。
12月17日，華能集團(tuán)2025年度儲能系統(tǒng)框架協(xié)議采購開標(biāo),其中，標(biāo)段2預(yù)估容量1000MWh，為2h、4h的分散式模塊化、組串式電化學(xué)儲能系統(tǒng)。
應(yīng)用落地層面，組串式儲能系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)性項(xiàng)目的并網(wǎng)。
2024年1月，南京南鋼61MW/123MWh儲能電站實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)，是國內(nèi)首例百M(fèi)Wh級組串式用戶側(cè)儲能項(xiàng)目，項(xiàng)目采用了306套領(lǐng)儲宇能單機(jī)容量200kW/402kWh的儲能柜，在行業(yè)內(nèi)和用戶側(cè)儲能等領(lǐng)域具有顯著的示范效應(yīng)。
今年6月，由中國電力建設(shè)集團(tuán)總承包的全球首個(gè)百兆瓦時(shí)智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲能項(xiàng)目在青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)正式投運(yùn)。
該項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模為50兆瓦/100兆瓦時(shí)，由50臺2兆瓦時(shí)智能組串式電池艙和600臺200千瓦構(gòu)網(wǎng)型電壓源變流器組成。
11月，中船風(fēng)帆首套智能組串式儲能系統(tǒng)完成項(xiàng)目并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了河北省首個(gè)組串式儲能系統(tǒng)升壓一體艙的成功交付。該系統(tǒng)采用智能組串式解決方案，核心部件為組串式變流器和DC/DC簇控制器。
推動(dòng)兩項(xiàng)儲能技術(shù)產(chǎn)品革新
組串式儲能系統(tǒng)在需求市場的滲透也推動(dòng)著相關(guān)儲能技術(shù)產(chǎn)品的革新。
一個(gè)是以一簇一管理為標(biāo)志的“交直流一體”儲能系統(tǒng)成為一些頭部系統(tǒng)廠商爭相布局的新方向。
相比交直流分體式設(shè)計(jì)，“交直流一體”設(shè)計(jì)一簇一管理，消除簇間環(huán)流，可使直流線纜不出柜，搭配出廠前預(yù)安裝、預(yù)調(diào)試，大幅降低安裝、調(diào)試時(shí)間。
一簇一管理目前正在成為儲能系統(tǒng)管理的一個(gè)重要趨勢，這種管理方式通過將電芯和保護(hù)板組合成“電池簇”，然后形成多個(gè)相同電壓容量的電池簇組成“pack”，從而提高了系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
目前，包括遠(yuǎn)景儲能、陽光電源、中車株洲所、臥龍儲能在內(nèi)的主流廠商都在推進(jìn)“交直流一體”儲能系統(tǒng)。
其中，遠(yuǎn)景儲能12月量產(chǎn)的5.6MWh“交直一體”儲能系統(tǒng)產(chǎn)品是全球最大容量“交直一體”儲能系統(tǒng)。
另一個(gè)是，直流側(cè)的容量升級，推動(dòng)了PCS的產(chǎn)品迭代，以單機(jī)215kW為標(biāo)志的組串式PCS成為今年以來PCS新品一大技術(shù)方向。
除了主流儲能系統(tǒng)廠商陽光電源、華為數(shù)字能源等之外，眾多PCS廠商跟進(jìn)此路線。
今年以來，包括上能電氣、奇點(diǎn)能源、科陸電子、固德威、特變電工新能源、盛弘股份、禾望電氣、崧盛創(chuàng)新等都選擇了使用組串式PCS的組合，來實(shí)現(xiàn)更大功率容量需求的解決方案。
其中，針對國內(nèi)大儲市場，盛弘股份在9月發(fā)布了大功率液冷模塊化儲能變流器PWS1-225/450K-H-L，適配交直流一體系統(tǒng)，通過高效液冷設(shè)計(jì)，不僅提升散熱效率，更是在大型儲能電站中，破除長期困擾行業(yè)的“熱島”效應(yīng)。
業(yè)界普遍認(rèn)為，伴隨電芯、系統(tǒng)容量不斷變大，組串式PCS可以大幅提高儲能安全。
目前,在大型儲能電站中普遍采用集中式PCS,一臺大功率PCS同時(shí)控制多簇并聯(lián)的電池，電池簇間的不均衡問題得不到有效的處理.
而組串式PCS，一臺中小功率的PCS只控制一簇電池，實(shí)現(xiàn)一簇一管理，有效規(guī)避電池簇間的木桶效應(yīng)，提升系統(tǒng)壽命，提高全壽命周期放電容量。
在工商業(yè)儲能場景中，組串式PCS已成為行業(yè)主流方案，未來在大型儲能電站中的大規(guī)?；瘧?yīng)用也將加速推進(jìn)。
編后語：盡管組串式儲能具備諸多優(yōu)勢，今年以來在招投標(biāo)市場、應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)了較快的發(fā)展和滲透，但這項(xiàng)技術(shù)仍面臨多個(gè)需要解決的難題。
包括，相比集中式，組串式系統(tǒng)的集成和調(diào)試更為復(fù)雜；盡管組串式儲能系統(tǒng)能夠降低初期投資成本，但由于采用了更多的優(yōu)化器和監(jiān)控設(shè)備，組串式系統(tǒng)的總體成本可能較高；組串式儲能系統(tǒng)的各個(gè)組串在長期運(yùn)行中可能會出現(xiàn)性能差異，尤其是電池單元可能因?yàn)槭褂妙l率、工作環(huán)境等因素導(dǎo)致性能衰退。
