中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:集中式和組串式儲(chǔ)能技術(shù)路線在當(dāng)前的儲(chǔ)能領(lǐng)域中占據(jù)著重要的位置,它們各自具有獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn),并適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
集中式儲(chǔ)能技術(shù)路線
特性與優(yōu)點(diǎn)
控制邏輯簡(jiǎn)單:集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池Pack直接串聯(lián),然后多個(gè)Pack在直流側(cè)并聯(lián)接入大型變流器(PCS),使得管理和維護(hù)工作更加簡(jiǎn)便。
系統(tǒng)造價(jià)較低:由于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,初始投資成本和維護(hù)費(fèi)用較低,尤其是在大規(guī)模采購時(shí)進(jìn)一步降低成本。
易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模調(diào)度:能夠有效平衡電網(wǎng)供需,提高電能質(zhì)量和穩(wěn)定性,適合用于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能以及大型可再生能源電站配套。
經(jīng)濟(jì)效益顯著:通過集中管理降低了設(shè)備成本和運(yùn)維成本,展現(xiàn)了明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
缺點(diǎn)
木桶效應(yīng):系統(tǒng)的整體壽命取決于最弱的一環(huán),即性能最差的電池模塊會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。
簇間環(huán)流問題:不同電池簇之間存在放電深度不一致的情況,導(dǎo)致環(huán)流現(xiàn)象,影響充放電效率。
安全性挑戰(zhàn):并聯(lián)電池簇之間形成環(huán)流,增加了電芯過充的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)安全構(gòu)成威脅。
運(yùn)維復(fù)雜度高:當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),通常需要廠家派遣技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試和維修,這會(huì)延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間和增加運(yùn)維成本。
應(yīng)用實(shí)例
以華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目為例,這是國內(nèi)首個(gè)采用集中式PCS架構(gòu)的大型儲(chǔ)能電站,它展示了集中式方案在電網(wǎng)儲(chǔ)能及大型可再生能源配套方面的潛力。
組串式儲(chǔ)能技術(shù)路線
特性與優(yōu)點(diǎn)
靈活性強(qiáng):由多個(gè)較小容量的儲(chǔ)能單元組成,每個(gè)單元都有獨(dú)立的控制和管理功能,根據(jù)不同的能源產(chǎn)生和消耗模式靈活配置。
提升系統(tǒng)效率:實(shí)現(xiàn)了單簇一管理,提高了電池包的均衡性和充放電效率。
高可靠性和維護(hù)方便:發(fā)生故障時(shí)能夠精準(zhǔn)定位到單個(gè)簇,不影響其他柜體運(yùn)行,減少了系統(tǒng)整體的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
安全性更高:避免了環(huán)流的影響,實(shí)現(xiàn)了故障隔離,同時(shí)采用了高效的熱管理系統(tǒng),確保了良好的均溫和長(zhǎng)電池壽命。
缺點(diǎn)
集成方式相對(duì)復(fù)雜:相比集中式,組串式的集成和調(diào)試更為復(fù)雜,因?yàn)樾枰獙?duì)每個(gè)儲(chǔ)能單元進(jìn)行精細(xì)配置以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。
系統(tǒng)成本增加:由于使用了更多的優(yōu)化器和監(jiān)控設(shè)備,總體成本較高。
應(yīng)用實(shí)例及參數(shù)
山東德州林洋光儲(chǔ)3MW/6MWh項(xiàng)目便是采用了組串式儲(chǔ)能方案的一個(gè)典型案例,該項(xiàng)目不僅提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性,還證明了其在分布式能源系統(tǒng)中的價(jià)值。
兩種技術(shù)路線在電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)以及其他特定場(chǎng)景下的應(yīng)用表現(xiàn)
1、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能
集中式儲(chǔ)能
大規(guī)模應(yīng)用與成本效益:集中式儲(chǔ)能技術(shù)因其單臺(tái)設(shè)備容量大、結(jié)構(gòu)緊湊且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模能源調(diào)配,在電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能中占據(jù)主導(dǎo)地位。例如,它能夠有效地平衡電網(wǎng)的供需關(guān)系,提高電能質(zhì)量和穩(wěn)定性,特別是在大型可再生能源電站配套儲(chǔ)能方面表現(xiàn)出色。
案例展示:華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目就是一個(gè)典型的例子,該項(xiàng)目利用了集中式PCS架構(gòu)來支持電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能需求。
組串式儲(chǔ)能
靈活性與可靠性:盡管集中式儲(chǔ)能在大儲(chǔ)領(lǐng)域更為常見,但隨著技術(shù)的發(fā)展,組串式儲(chǔ)能也開始逐漸滲透到這一領(lǐng)域。其模塊化設(shè)計(jì)允許更靈活地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地形和分散的能源布局,并且減少系統(tǒng)整體停機(jī)的風(fēng)。
新興趨勢(shì):一些新的組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)成功通過技術(shù)鑒定,適用于強(qiáng)電網(wǎng)、弱電網(wǎng)和離網(wǎng)等多種應(yīng)用場(chǎng)景,表明這種技術(shù)正在向更大規(guī)模的應(yīng)用邁進(jìn)。
2、用戶側(cè)儲(chǔ)能
集中式儲(chǔ)能
適用范圍有限:對(duì)于用戶側(cè)來說,集中式儲(chǔ)能由于單臺(tái)設(shè)備體積較大,運(yùn)輸難度高,安裝場(chǎng)地要求嚴(yán)格,因此適用場(chǎng)景相對(duì)較少。此外,擴(kuò)容或補(bǔ)電必須以艙為單位進(jìn)行,靈活性較差。
經(jīng)濟(jì)考量:雖然初期投資成本較低,但對(duì)于小型用戶而言,并不劃算,因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)需要停機(jī)檢查,增加了運(yùn)維時(shí)間和成本。
組串式儲(chǔ)能
廣泛采用:相比之下,組串式儲(chǔ)能已經(jīng)在戶用和工商業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它具有較小的單柜體積,便于運(yùn)輸和安裝,可以根據(jù)實(shí)際需求輕松調(diào)整系統(tǒng)的功率和容量。
優(yōu)勢(shì)明顯:該技術(shù)不僅支持新舊電池混用,還可根據(jù)實(shí)際情況靈活擴(kuò)展,非常適合分布式應(yīng)用場(chǎng)合,如家庭屋頂光伏、小型儲(chǔ)能電站等。
特定應(yīng)用場(chǎng)景
分布式能源系統(tǒng)
組串式儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì):在分布式能源系統(tǒng)中,如零碳園區(qū)、新能源配儲(chǔ)等,組串式儲(chǔ)能能夠根據(jù)不同的能源產(chǎn)生和消耗模式精準(zhǔn)配置,提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。它實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)儲(chǔ)能單元的精細(xì)化管理,從而更好地匹配局部電力需求的變化。
安全性和穩(wěn)定性:每個(gè)電池簇單獨(dú)控制充放電,避免了環(huán)流影響,實(shí)現(xiàn)了故障隔離,確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
復(fù)雜地形與分散布局
適應(yīng)性強(qiáng):無論是山區(qū)還是城市邊緣地區(qū),組串式儲(chǔ)能都能很好地適應(yīng)復(fù)雜多變的地理環(huán)境。即使在部分儲(chǔ)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)。