组串式储能系统和集中式储能系统对比

科技   2024-11-25 17:52   四川  

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储能技术是新能源发展的关键一环,而组串式和集中式储能作为两种重要的储能方式,各自展现出独特的优势和适用场景,为实现可再生能源的高效利用和电力系统的稳定运行发挥着不可或缺的作用。

什么是集中式储能?

集中式储能通常单台设备容量大、体积大,采用集装箱式装配方式。其系统结构为Pack电池串联组成电池簇,多个电池簇在直流侧并联,汇入一个储能变流器转换成交流电,再经由变压器升压后接入电网。集中式这种方式在大规模储能应用中表现出色,如电网侧储能和大型可再生能源电站的配套储能。

集中式储能能够实现对能源的集中调配和优化,有效平衡电网的供需,提高电网的稳定性和电能质量。其大规模的储能容量可以在用电低谷时储存多余的电能,在高峰时段释放,起到削峰填谷的作用,从而降低电网的运行成本。

同时,集中式储能在成本控制方面也具有一定的优势。通过大规模采购和集中管理,可以降低设备成本和运维成本。

什么是组串式储能?

组串式储能系统通常由多个较小容量的储能单元串联而成,每个单元都具备独立的控制和管理功能。这种分散式的架构赋予了组串式储能高度的灵活性和可扩展性。

在分布式能源系统中,如家庭屋顶光伏和小型储能电站,组串式储能能够根据不同的能源产生和消耗模式进行精准配置。它可以实现对单个储能单元的精细化管理,从而提高整个系统的效率和可靠性。

此外,组串式储能对于复杂的地形和分散的能源布局具有良好的适应性。即使在部分储能单元出现故障的情况下,其余单元仍能继续工作,减少了系统整体的停机风险。

组串式储能系统和集中式储能系统是两种重要的储能技术路线,它们在结构、应用、性能和管理等多个方面存在显著差异。以下是对这两种储能系统的详细对比:

一、系统结构

电池连接方式
组串式储能系统:
采用模块化设计,Pack电池串联成簇,每簇配独立储能变流器(集成于储能一体柜内)转交流电。
集中式储能系统:
Pack电池串联组成电池簇,多个电池簇在直流侧并联,汇入一个储能变流器转换成交流电。
设备体积与装配
组串式储能系统:
设备体积小,采用智能组串式储能一体柜,方便运输与安装。
集中式储能系统:
单台设备容量大、体积大,采用集装箱式装配方式。

二、应用场景

适用范围
组串式储能系统:
适用于工商业用户侧、共享储能、新能源配储、光储柴微网等多种应用场景。
集中式储能系统:
适用于电网侧储能和大型可再生能源电站的配套储能。
灵活性
组串式储能系统:
模块化设计,可任意搭配组成各种功率和容量的系统,支持新旧电池混用,灵活扩容或补电。
集中式储能系统:
结构紧凑,容量大,但灵活性相对较低。

三、性能特点

转换效率
组串式储能系统:
直流侧无并联,PCS一簇一管理,避免了环流导致的电芯一致性失配问题,系统循环寿命更长,全生命周期充放电量更高。
集中式储能系统:
多组电池并联可能导致电池簇间均衡性问题,影响系统整体性能。
安全性
组串式储能系统:
单簇热管理与独立的消防配置,降低了热失控的风险,一旦发生故障能迅速隔离故障区域。
集中式储能系统:
单体容量较大,一旦发生故障可能影响范围较广。
稳定性
组串式储能系统:
系统无簇间“木桶效应”,单簇容量衰减只影响某一簇性能,对系统充放电影响较小。
集中式储能系统:
长期运行中电池簇间内阻差异可能导致环流问题,影响系统效率和安全性。

四、运维管理

运维难度
组串式储能系统:
模块化设计简化了运维流程,提高了故障定位与处理的精度,运维人员可快速更换故障部件。
集中式储能系统:
电流舱现场调试复杂,调试周期较长;集装箱内部空间拥挤,缺乏运维通道,维护较为困难。
运维成本
组串式储能系统:
系统故障时可精准定位到单簇,对其他柜体运行无影响,降低了运维成本。
集中式储能系统:
系统出现故障时一般需要厂家赶到现场维护,系统停机时间长,运维成本较大。
综上所述,组串式储能系统和集中式储能系统各有其独特的优势。组串式储能系统以其灵活性、可扩展性和高可靠性见长,更适合分布式能源系统和对灵活性要求较高的应用场景;而集中式储能系统则在大规模应用和成本效益方面表现出色,适用于电网级的大型储能项目。在实际应用中,应根据具体的需求和条件选择合适的储能技术方案。

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