2024年以來,組串式儲能正在加快滲透。
業界普遍認為,集中式和組串式兩種系統各有利弊。組串式儲能比較適合一些小容量和儲能標準柜場景,大容量場景優勢不明顯。
最核心的掣肘在于,組串式技術路線并網效率和成本偏高。
但與傳統的集中式儲能不同,組串式儲能方案基于模塊集中系統的設計理念,把每個儲能電池簇連接到一個儲能變流器,采用一對一電池簇管理,使得能量管理精細化到電池簇級別,以提高放電容量和系統壽命。
不僅如此,組串式儲能方案還做到單簇分斷和多層分段保護的極致安全管理,更是在BMS與EMS全棧自研的技術支撐下實現“3S”融合系統最優解決方案;其高效、安全、電網適應性強的技術優勢非常明顯。
尤其,在2024年價格戰以及安全事故頻發的大背景下,組串式儲能又重新成為市場的“寵兒”。其中最明顯的是,招投標市場對組串式儲能的需求快速提升。
而在今年各大儲能展會上,以組串式儲能帶來的“一簇一管理”成為眾多儲能新品的主打技術亮點,成為產品宣傳上的“常客”。
據調研了解,一方面,2024年以來,一簇一管理為標志的組串式儲能,成為新品“標配”的背后,則在于安全的憂慮;另一方面,儲能業主已經具備足夠的知識儲備,對儲能技術要求愈來愈嚴格
安全承壓,組串式儲能成招標新風向
2020 年,華為數字能源推出業界首款組串式儲能,用電力電子的可控性解決鋰電池的不一致性和不確定性。
組串式儲能也因為華為的主推快速進入業界視野。但彼時,組串式儲能也面臨諸多發展瓶頸,主要的難點在于整站功率的同步控制及速率問題。對于大量的PCS的直接并聯,在傳統通訊方式下,可能會影響信號傳輸、指令下達的響應速度,繼而影響儲能電站整體調度效率。
加上儲能一直處于配建狀態,沒有盈利模式,因此儲能技術要求相對滯后。組串式儲能由于并網效率以及儲能運用大環境下,在大儲領域并不受寵。業界一度猜測,這也是華為在國內大儲遇冷的主要原因。
相反,在配儲大環境下,對充放倍率要求沒那么高、對初始投資成本比較敏感,集中式PCS產品方案一度更為更適合,因此集中式儲能一直是大儲領域“霸屏”的技術方式。
但時間推進到2024年,組串式儲能技術似乎一改往日的“頹勢”。據高工儲能不完全統計,2024年組串式儲能招標已經漸有規模,數GWh組串式儲能儲能招標。
6月,海南州塔拉25MW/100MWh組串式構網型儲能電站進行儲能系統招標,招標人為國能(共和)新能源開發有限公司。項目位于海南藏族自治州共和縣光伏園區南片區內,容量為25MW/100MWh,采用組串式構網型設計。并于10月公示了中標人。
7月,國家電投西藏當雄縣 50MW光儲項目構網型儲能系統成套裝置設備采購,要求儲能系統采用組串式構網型 PCS設備。
8月,中國安能一局秦皇島盛通100MW光伏發電EPC工程總承包工程儲能系統采購項目(三次)中標候選人公布。該項目采購儲能系統60MWh,項目分為2個包件進行采購。其中,包件A采購7.5MW/30MWh組串式儲能系統設備。
8月,三峽能源發布2024年電化學儲能系統集中采購(阜南二期、白水、肇東)項目公告。公告顯示:標段二,三峽能源肇東項目擬建設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。配置要求為構網型組串式儲能。
其中9月一個招標要求最為明顯:深州市坤騰100MW-400MWh共享儲能項目總承包(EPC)招標文件要求,2023年1月1日至投標截止日(以合同簽訂時間為準),至少具有100MWh以上的組串式儲能施工和設備業績,需提供合同掃描件。(投標文件中明確資格項業績,此業績不作為加分項)。
10月,河北集電隆化300MW/1200MWh獨立儲能電站項目EPC總承包工程招標。據招標公告特別提到,由組串式儲能變流器或由 6個功率模塊并聯組成的不大于1250KW儲能變流器單元組成,以儲能變流器認證報告中功率為準。
相較2023年組串式儲能在大儲招標市場冒頭,今年的招投標市場幾乎對組串式儲能敞開了大門。招標市場的需求,直接激發了組串式儲能在大儲領域的快速滲透。也使得組串式儲能成為2024年儲能新品的重要趨勢之一。
產業鏈突破,組串式儲能破除并網效率等難題
當前,一簇一管理確實正在成為儲能系統管理的一個重要趨勢。這種管理方式通過將電芯和保護板組合成“電池簇”,然后形成多個相同電壓容量的電池簇組成“pack”,從而提高了系統的安全性和經濟性。
據不完全統計,陽光電源、奇點能源、科陸電子、科華數能等自去年以來,相繼推出一簇一管理組串式模塊化儲能系統。
其中,陽光電源在2023年10月推出"一簇一管理”的PowerTitan 2.0,更是將一簇一管理推向了高潮。
相比傳統“一柜一PCS”,PowerTitan 2.0實現“一簇一PCS”,簇級均流控制,無簇間木桶效應,系統全生命周期放電量提升8%。支持SOC自動標定,無需停機和人工上站。此外,一簇一PCS,各自獨立運行,故障互不影響,單機故障維修僅半小時,大幅提升系統在線率。與“一PCS壞、整柜壞”的傳統儲能相比,故障損失減少92%。
自去年以來,上能電氣、易事特、盛弘股份、匯川技術、科華數能、特變電工、許繼電氣等廠商均已推出適用于大儲的一簇一管理PCS或變流升壓一體機。
在今年的展會上,盛弘股份、上能電氣、特變電工、固德威等相繼推出了適用于源網側儲能的大型組串式儲能變流升壓一體機新品。
其中,固德威推出了2個功率段的組串式PCS,分別是適配280Ah電芯的200kW的GW200K-PCS和適配314Ah/320Ah電芯的215kW的GW215K-PCS。
禾望電氣在9月展會上帶來了風冷250kW組串式PCS及1~5MW組串式變流升壓一體機,系列產品認證齊全,且已實現批量發貨。
針對國內源網側儲能市場,盛弘股份也在9月發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,通過高效液冷設計,不僅提升散熱效率,更是在大型儲能電站中,破除長期困擾行業的“熱島”效應。
上能電氣也在9月展示了5MW組串式儲能變流升壓一體機。據了解,該產品采用高度集成化設計,單機具備IP66防護+C5防腐功能,可實現電池簇級管理、靈活配置擴容;IP68快插端子設計更加簡化安裝運維工作。值得一提的是,上能電氣為美國市場供貨的首批22臺組串式儲能變流升壓一體機發貨。
在今年5月,亞派科技針對新能源配儲、臺區儲能及共享儲能電站等多個領域,推出了液冷組串式儲能變流升壓一體艙。這款產品單艙體容量可達5MW、6MW,通過靈活的模塊組串方式,可實現更大容量等級的擴展。
如何解決組串式儲能通訊時延難題?
特變電工、庫博能源等提出,組串式儲能系統可通過采用自定義光纖通信方式來解決通訊時延的難題。這種通信方式使得組串式儲能能夠實現≤20μs的通訊時延,遠低于行業通常的MS級通訊時延。這種低時延的特性使得儲能電站能夠實現毫秒級閉環控制,從而有效提高儲能系統的響應速度和整體效率。
而對于并網效率難題,也有專家提到,組串式儲能系統可通過其獨特的設計和技術,解決并網效率的難題。其中,特變電工新能源就提到,其組串式儲能方案還支持大規模并機,進一步提升了系統的通訊能力和控制效率。
整體來看,組串式儲能正通過直流側獨立管理、高可用容量保障、系統運行壽命延長以及便捷維護等特點,解決并網效率的難題,提高儲能系統的整體性能和可靠性。