历经十多年的发展,储能系统发展出多种技术路线,主要包括集中式系统、组串式系统、集散式三种。
随着储能市场需求的持续释放,不同技术路线在细分场景上的应用不断深化。目前,组串式储能已经广泛应用于户储和工商业领域,集中式储能则广泛应用于大储领域。
技术路线的选择和衍进,从来都是一个综合考量经济性、安全、稳定、运行效率等多个指标的动态平衡过程。
目前,人们对技术路线的选择,还存在一定程度上的争议。其中,最为突出的,就是组串式系统在大储领域的应用。
目前,在大储领域,国内大多数厂商都选择集中式技术路线。而华为特立独行,坚定押注组串式技术路线。2021年3月,华为对外发布《智能组串式系统技术白皮书》,推出LUNA2000-2.0MWH 系列智能组串式储能系统,在大储领域开始了组串式系统应用的实践。
同时,另外一个比较坚定地推行组串式技术路线的,是初创企业奇点能源。但与华为的产品差异明显,奇点能源的储能系统采用All in one的设计理念,将电池、EMS、PCS、主动安全系统、配电系统、热管理系统融于单个标准化户外柜,形成高度集成化的即插即用能量块eBlock。
时间是各种技术路线的最终裁判。为客观呈现组串式技术路线在大储领域的落地情况,储能之音从多个角度进行了梳理,包括:集中式和组串式技术路线优劣势分析;哪些厂商推出了适用于大储的组串式PCS,或组串式系统;应用了组串式系统的典型大储项目;组串式PCS和储能系统的产品展示。
01集中式和组串式分析
集中式储能系统,代表相同技术参数的各个电池簇在出口直流电压相等的前提下,汇流进入直流母线排(汇流柜/箱),汇流后的母线直流电压通过集中式逆变器转化成交流电再通过隔离/升压变压器并入交流电网。
组串式储能系统代表在独立分隔的接入条件下,内部各个电池簇分别接入到各自对应的组串模块化储能变流器,然后在交流侧并网的储能系统。
在这种拓扑结构下,单一封装分隔的储能系统内部,各个电池簇在直流电气系统回路上是彼此独立的,除了共享集中式消防、配电、封装及制冷散热系统以外,其他从逻辑单元、充放电控制上均为独立。
当然,组串式系统也有自己面临的挑战。大储领域,电站的规模100MW已经是常态,而且正在向GW级规模发展。由于组串式逆变器的单机功率一般不大(200KW左右),因此,一个项目中,组串式的PCS的应用数量会非常庞大,为通讯数据存储和调度带来巨大挑战。
02组串式PCS和系统发展情况
相较于集中式储能PCS,组串式储能PCS功率更小一些,交流滤波电路本身也更复杂。目前,在功率的划分上,户储PCS功率大多在2-15kW,工商业PCS功率在30-100kW(两者均为组串式),大储组串式大多在186kW以上,集中式PCS大多在1250kW-2000kW。
目前,在国内,大储领域普遍采用的是集中式系统。这与国内的市场环境密不可分。由于电力市场不完善,以及运行机制问题,国内投建的大储电站,普遍存在收益难以覆盖成本的情况。因此,投资运营商相对看重初始投资。经济性成为选择储能系统的关键因素。
但是,整体看,储能进入电力市场的脚步在提速,全生命周期成本和收益被更多关注到。越来越多的厂商开始组串式PCS及储能系统上进行布局或推广。
据储能之音不完全统计,目前,组串式技术路线在大储应用上,除华为、奇点能源外,上能电气、易事特的探索也走在前沿。此外,盛弘电气、汇川技术、科华数能、许继电气、科陆电子等厂商均已推出适用于大储的组串式PCS或变流升压一体机。
其中,易事特在组串式技术路线上的布局全面,已经推出额定功率为187kW/240kW/275kW的1500V组串式储能变流器,以及两款1500V组串升压变流一体机,额定输出功率分别为2500kW、3000kW。
作为储能PCS龙头,阳光电源尚未发布组串式的产品。储能之音从其一位内部人士处了解到,目前,阳光电源新一代面向海外市场的系统已经有组串式的产品。
03组串式储能系统应用于大储的典型案例
奇点能源-宁夏同利变100MW/200MWh分布式储能电站
并网时间:2022年12月16日
概况:项目采用了奇点能源最新的模块化液冷储能柜集成产品eBlock-372,共包含39个方阵和538台产品,成为目前并网的全国规模最大的分布式模块化储能电站。eBlock-372系奇点能源2022年发布的源网侧新品,产品直流侧电压1500V,额定容量186kW/372kWh。
华为-中广核新能源湖北公安县100MW/200MWh
并网时间:2022年12月
概况:60MW/120MWh 电网侧 + 40MW/80MWh 用户侧,配置了100 台智能组串式储能系统LUNA2000-2.0MWH-2H0 ,500台储能PCS LUNA2000-200KTL-H0。
上能电气—华能济南黄台电厂储能示范项目
并网时间:2022年12月
概况:项目规模为118MW/212MWh,采用了上能电气1500V组串式储能变流升压一体机。16个EH-0200-HA-M组串式储能变流器高度集成为一套2.8MW储能变流单元。
原标题:大储领域,组串式系统走到哪儿了