储能系统变革在即

　　2021年开年不足四个月，山西、陕西、宁夏、青海、内蒙古等多个省区已经陆续发布文件，要求新建新能源项目配置一定规模的储能。

　　随着“新能源+储能”日渐成为标配，从“配不配储能”到“配怎样的储能”，储能系统落地的规范要求、技术标准正在成为行业关注的焦点。

规范性能指标

避免劣币驱逐良币

　　日前，陕西省能源局日印发的《关于促进陕西省可再生能源高质量发展的意见（征求意见稿）》中明确提出，新增项目储能设施按连续储能时长2小时以上，储能系统满足10年（5000次循环）以上工作寿命，系统容量10年衰减率不超过20%标准进行建设。

　　由此可见，衰减率等核心指标已经进入到地方政府对新建储能装置的要求中。

　　“粗略统计，2020年我国储能系统新增装机容量首次突破吉瓦大关，中国储能正在步入规模化发展的快车道。” 中关村储能产业技术联盟秘书长刘为表示，经历“量”的增长，更要关注“质”的提升。“进入到2021年，其实，各省对于新能源配置储能的要求比过去更深了一步，开始关注到各项性能指标，这也是当地政府、电网公司和发电企业等多方相互配合的结果。”

　　“我们不能只是一味强制要求新能源发电企业去配储能，却不关注具体储能系统的性能，所以相应的配套细则必须跟上。”刘为指出，只有对储能系统的使用寿命、衰减率等性能参数设置一定的“门槛”，才能避免劣币驱逐良币。

“集中”模式短板突出

系统容量或现指数级衰减

　　“一谈到衰减，大家首先想到的基本都是电池不行。其实，现在主流电池厂家的产品做到4000-5000次循环是没有太大问题的。如果系统在2-3年内就衰减特别严重，很可能并不是电池的问题。”华能集团清洁能源技术研究院储能技术部负责人刘明义认为，问题可能出在“集中工作”的模式上。“在传统的储能方案中，电池模块直接并联，电压被强制平衡。充电时，有一个电池单体充满，并联的全部电池簇都要停止充电。同样，放电时，有一个电池单体放空，并联的全部电池簇都要停止放电。这就是所谓的‘木桶效应’，系统的整体寿命取决于寿命最短的电池。”

　　刘明义告诉记者，在储能系统的运行应用中，由于具体环境不同，电池很难保持高度的一致性。“大部分电池在出厂时一致性是非常好的，电芯也没有问题，但后天的应用环境却很难保证一致。比如一个非常重要的因素——温度。储能电池对温度特别敏感，尽管在运行中都有热管控环节，但实际上偏差非常大，这就直接导致了电池的不一致。系统容量可能因此出现指数级的衰减。”

　　“在一个大的集装箱中有若干个电芯，如果温控做的不好，局部温度过高，影响的不只是单体电池，而是整个系统的使用寿命。”华为智能光伏业务总裁陈国光指出，“电池简单并联带来的容量失配问题非常严重。一些已经投运的储能系统首年容量损失就超过15%，实际放电量远远低于标准容量。”

一包一优化、一簇一管理

“组串式”方案提供化解思路

　　未来的储能系统要如何面对上述挑战？“集中工作”的模式能否拆解优化？

　　“在逆变器领域，组串式替代了传统的集中式产品，给光伏行业带来了巨大变革。这样的方式是不是也同样适用于储能领域？一包一优化、一簇一管理、分散式散热，那么传统储能衰减快、寿命短的问题就可以迎刃而解。”陈国光告诉记者，为了解决传统储能方式“牵一发而动全身”的弊端，华为一直着力于打造一种分散式的储能方式。华为智能组串式储能解决方案也正是在这样的思路下应运而生。

　　陈国光介绍，华为智能组串式储能解决方案使用的是20尺标准集装箱，额定容量2064千瓦时。“我们把2064千瓦时分解成六个电池簇，每个电池簇再继续分成21个电池包。每一簇都有控制器，每一包都有优化器。通过优化器，打破电池包传统的串联模式，可以实现每个电池包单独充放，实践证明，这样的方式可以有效提升充放电量6%。在此基础上，把每一个电池簇接入智能电池簇控制器中，电池管理系统可以通过智能控制器单独调节每个电池簇的工作电压，让充放电电流保持一致，从根本上避免了偏流的产生。通过单独管理，充放电量又可以提升7个百分点。”

　　对于关键的散热问题，陈国光介绍，华为智能组串式储能解决方案也采用了分布式的散热架构。“每个电池簇独立配置工业空调，这样就可以有效规避集装箱散热效果的差异。一旦一个空调故障，其它空调还可以继续工作，降低散热的影响。而且，冷风和热风的风道也是隔离的，可以避免局部过热造成额外的温升，整个集装箱的温差就可以控制在3摄氏度以内。”

　　在刘明义看来，分散式、模块化的解决方案其实是拆“大桶”为独立的“小桶”，然后在“桶”内各自补短板，最大限度的优化整个系统。

　　“在智能化、组串式的方案下，单个电池包出现问题，影响大概只有16千瓦时，其他电池包里完全不受影响，可以继续工作。”陈国光表示，叠加智能内短路检测，实现被动安全到主动安全，储能系统成本将降低约10%。

　　对于储能行业未来的变革与发展，陈国光满怀期待：“十年前，集中式逆变器占据大半江山。十年后，融入智能化技术的组串逆变器已经成为了行业主流。我们期待，储能行业能再次迎来新的颠覆式创新，通过组串式、数字化，让储能系统将变得更高效、更稳定、更安全，让光储平价提前到来。”