引言
在碳中和大背景下，構(gòu)建以新能源為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)已成為全球共識(shí)，而儲(chǔ)能作為其核心環(huán)節(jié)，成為了推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。不同路線的儲(chǔ)能技術(shù)影響著儲(chǔ)能電站的安全、效率、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)維度，也逐漸成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
本文將著重分析目前儲(chǔ)能領(lǐng)域的兩種主流技術(shù)路徑——集中式與組串式儲(chǔ)能，從多維度對(duì)比兩種解決方案：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
集中式儲(chǔ)能通常單臺(tái)設(shè)備容量大、體積大，采用集裝箱式裝配方式。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為Pack電池串聯(lián)組成電池簇，多個(gè)電池簇在直流側(cè)并聯(lián)，匯入一個(gè)儲(chǔ)能變流器轉(zhuǎn)換成交流電，再經(jīng)由變壓器升壓后接入電網(wǎng)。
組串式儲(chǔ)能一般采用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)備選用智能組串式儲(chǔ)能一體柜，單柜設(shè)備體積小，由多個(gè)儲(chǔ)能一體柜組成一個(gè)儲(chǔ)能子系統(tǒng)，多個(gè)子系統(tǒng)組成組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為Pack電池間串聯(lián)組成電池簇，單個(gè)電池簇(即一臺(tái)儲(chǔ)能一體柜內(nèi)電池)接一臺(tái)儲(chǔ)能變流器(集成于儲(chǔ)能一體柜內(nèi))轉(zhuǎn)換成交流電，多臺(tái)儲(chǔ)能一體柜并聯(lián)經(jīng)交流匯流后，接入變壓器升壓接入電網(wǎng)。
效率
集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)多簇并聯(lián)，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)簇間內(nèi)阻差異愈發(fā)明顯的情況，導(dǎo)致簇間環(huán)流，引起發(fā)熱、電池老化加速，此時(shí)木桶效應(yīng)顯現(xiàn);簇間不一致性導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能受性能最低簇的制約，單簇容量衰減影響整柜性能，而且隨著時(shí)間推移，后期愈發(fā)明顯，造成系統(tǒng)循環(huán)壽命降低，全生命周期充放電量及收益大受影響。
組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)無(wú)并聯(lián)，PCS一簇一管理，沒(méi)有環(huán)流導(dǎo)致的電芯一致性失配等問(wèn)題;此外，系統(tǒng)無(wú)簇間“木桶效應(yīng)”，單簇容量衰減只影響某一簇性能，對(duì)系統(tǒng)充放電影響較小，系統(tǒng)循環(huán)壽命更高，全生命周期充放電量更高，收益率更高。
安全
集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)單體容量較大，一般為3MWh~5MWh，由8~12簇電池串并聯(lián)構(gòu)成。一旦單簇出現(xiàn)熱失控，極易擴(kuò)散至整柜，且多個(gè)電池簇共用一套消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也存在一定的安全隱患，一旦發(fā)生事故，可能會(huì)引發(fā)大面積火災(zāi)。
組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用單簇?zé)峁芾?，確保各Pack間溫度均勻性更好，不僅可以延長(zhǎng)電池的使用壽命，還能提高系統(tǒng)的安全性;消防配置以單簇為最小控制和隔離單元，發(fā)生事故時(shí)迅速隔離故障區(qū)域，并不會(huì)影響到其他儲(chǔ)能一體柜，最大限度地降低了事故影響范圍，保障了人員安全和系統(tǒng)安全。
靈活
集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)具有單臺(tái)設(shè)備容量大、體積大、運(yùn)輸難度高，對(duì)安裝場(chǎng)地要求高等特點(diǎn)，因此適用場(chǎng)景有限;由于多簇管理的設(shè)計(jì)，新舊電池難以混用，擴(kuò)容或補(bǔ)電時(shí)必須以艙為單位，靈活性較差。
組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)電池柜采用模塊化設(shè)計(jì)，最小功率50kW起，可任意搭配組成各種功率和容量的系統(tǒng);單柜體積小，方便運(yùn)輸、安裝，適用于工商業(yè)用戶側(cè)、共享儲(chǔ)能、新能源配儲(chǔ)、光儲(chǔ)柴微網(wǎng)等多種應(yīng)用場(chǎng)景;系統(tǒng)支持新舊電池混用，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活擴(kuò)容或者補(bǔ)電，大大提高了系統(tǒng)的靈活性和可維護(hù)性。
穩(wěn)定
集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)一個(gè)集裝箱由一套熱管理系統(tǒng)維護(hù)，均溫性較差，會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性造成一定影響;此外，當(dāng)單個(gè)pack或單簇出現(xiàn)問(wèn)題，整柜都要停機(jī)檢查，運(yùn)維的時(shí)間及人力成本大，同時(shí)也會(huì)大大影響放電收益。
組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用一簇一管理的高效熱管理系統(tǒng)，均溫性好，電池壽命長(zhǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定;發(fā)生單點(diǎn)故障時(shí)，只會(huì)影響故障柜體的工作，其他無(wú)故障的柜體可正常運(yùn)行，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行影響小。
運(yùn)維
集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)電池艙本體大，電流艙現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試復(fù)雜，調(diào)試周期較長(zhǎng);集裝箱內(nèi)部空間擁擠，缺乏運(yùn)維通道，維護(hù)較為困難;當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，一般需要廠家趕到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)維成本較大。
組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)一簇一管理，單簇整體運(yùn)維; 系統(tǒng)故障時(shí)可精準(zhǔn)定位到單簇，對(duì)其他柜體運(yùn)行無(wú)影響;系統(tǒng)內(nèi)裝置如PCS一旦出現(xiàn)故障，運(yùn)維人員可及時(shí)更換備用機(jī)，提升運(yùn)維效率，節(jié)省運(yùn)維成本。
通過(guò)上述多維度對(duì)比，相信大家對(duì)集中式及組串式兩種技術(shù)路徑有了更加全面的了解。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、場(chǎng)地條件、投資成本等因素綜合考慮，選擇合適的技術(shù)路徑。
（來(lái)源：昱能科技）
