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储能电站5大集成技术趋势

按电气结构划分，大型储能系统可以划分为：

（1）集中式：低压大功率升压式集中并网储能系统，电池多簇并联后与

PCS相连，PCS追求大功率、高效率，目前在推广1500V的方案。

（2）分布式：低压小功率分布式升压并网储能系统，每一簇电池都与一个

PCS单元链接，PCS采用小功率、分布式布置。

（3）智能组串式：基于分布式储能系统架构，采用电池模组级能量优化、

电池单簇能量控制、数字智能化管理、全模块化设计等创新技术，实现储能系统

更高效应用。

（4）高压级联式大功率储能系统：电池单簇逆变，不经变压器，直接接入

6/10/35kv以上电压等级电网。单台容量可达到5MW/10MWh。

（5）集散式：直流侧多分支并联，在电池簇出口增加DC/DC变换器将

电池簇进行隔离，DC/DC变换器汇集后接入集中式PCS直流侧。

一、储能集成技术路线对比

集中式方案：1500V取代1000V成为趋势

随着集中式风光电站和储能向更大容量发展，直流高压成为降本增效的主要

技术方案，直流侧电压提升到1500V的储能系统逐渐成为趋势。

相比于传统1000V系统，1500V系统将线缆、BMS硬件模块、PCS等

部件的耐压从不超过1000V提高到不超过1500V。

储能系统1500V技术方案来源于光伏系统，根据CPIA统计，2021年

国内光伏系统中直流电压等级为1500V的市场占比约49.4%，预期未来会逐

步提高至近80%。1500V的储能系统将有利于提高与光伏系统的适配度。

回顾光伏系统发展，将直流侧电压做到1500V，通过更高的输入、输出电

压等级，可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组的损耗，提高电站系统效率，

设备（逆变器、变压器）的功率密度提高，体积减小，运输、维护等方面工作量

也减少，有利于降低系统成本。

以特变电工2016年发布的1500V光伏系统解决方案为例，与传统

1000V系统相比，1500V系统效率提升至少1.7%，初始投资降低0.1438元

/W，设备数量减少30-50%，巡检时间缩短30%。

1500V储能系统方案对比1000V方案在性能方面亦有提升。以阳光电源的

方案为例，与1000V系统相比，电池系统能量密度与功率密度均提升了35%

以上，相同容量电站，设备更少，电池系统、PCS、BMS及线缆等设备成本大

幅降低，基建和土地投资成本也同步减少。

据测算，相较传统方案，1500V储能系统仅初始投资成本就降低了10%

以上。但同时，1500V储能系统电压升高后电池串联数量增加，其一致性控制

难度增大，直流拉弧风险预防保护以及电气绝缘设计等要求也更高。

分布式方案：效率高，方案成熟

分布式方案又称作交流侧多分支并联。与集中式技术方案对比，分布式方案

将电池簇的直流侧并联通过分布式组串逆变器变换为交流侧并联，避免了直流侧

并联产生并联环流、容量损失、直流拉弧风险，提升运营安全。同时控制精度从

多个电池簇变为单个电池簇，控制效率更高。

山东华能黄台储能电站是全球首座百兆瓦级分散控制的储能电站。黄台储能

电站使用宁德时代的电池+上能电气的PCS系统。根据测算，储能电站投运后，

整站电池容量使用率可达92%左右，高于目前业内平均水平7个百分点。

此外，通过电池簇的分散控制，可实现电池荷