西电电力电子 浅谈高压直挂级联储能并网技术应用

储能系统根据电力传输技术路线分为低压升压技术(包括集中式、组串式、智能组串式、集散式)和高压级联技术两种，其中高压级联是当下新技术路径。

低压升压技术——是给电池组配置专用PCS形成储能单元，储能单元通过并联的方式统一经变压器升压并入电网中。简单点说，就是实现电流的“聚少成多”。但其技术受限制于储能的容量，虽可以通过增加电池簇的数量增加容量，但过多的电池堆数量会造成容量利用率低、占地面积大、系统响应时间长等问题。

高压级联技术——是通过多个储能单元构成一套大功率、大电流的(实现高压直流电转换成交流电)储能系统，省去了变压器环节直接接入电网，因此具有较高的循环效率，减少土地占用，并可避免传统方式下电池模组之间荷电状态(SOC)不均衡的问题，减小长时间运行后的有效容量衰减。

在前不久举办的ECES储能峰会上，西电电力电子产品总监赵倩女士在她的《高压直挂级联储能并网技术应用》主题演讲中，聚焦“双碳”目标下的新型电力系统，对高压级联储能系统进行拆解分析。

赵倩表示，随着储能项目的加速落地，储能在新型电力系统中的作用将落到实处真正发挥，业主会更加重视储能的安全、性能和成本，而这三方面也会成为储能技术渗透率提升的关键所在。

与传统储能技术相比，高压级联在系统效率、能量密度、响应时长、电池寿命、稳定性等方面均有显著优势，在大功率、大容量储能电站中具备更好的经济性，未来将成为大储的主流方案。

其优势如下：

(1)无需升压变压器，效率比常规储能系统高 2~2.5%，节省 5%~6%的 PCS 成本。高 压级联储能系统无需经过变压器，不仅减小系统损耗，提高效率，还减少了储能系统的占地 面积，降低了土地建设施工成本，提高了单位建设面积的能量密度。

(2)系统无电芯/电池簇并联运行，不存在短板效应，容量衰减情况改善。储能系统能够最大限度地减少或消除电池簇的并联情况，使得各个电池簇之间相互独立，减少或消除电池单体和电池簇的环流现象，削弱了储能系统中电池一致性导致的问题，提高电池系统的循环寿命、降低了生产运行的安全风险。

(3)控制简单，缩短响应时间。高压级联储能系统每三相为一组控制单元，不需要根据并联储能单元性能的差异进行协调后再响应指令，缩短了储能系统的响应时间。

可见，通过高压级联结构可以提高单台 PCS 的功率、提高运行效率、降低电力电子损耗、提高整机响应速度，提高整机输出波形质量，有效解决传统储能技术存在的技术痛点，非常适合大容量储能的应用场合，在储能功率越大的应用场合性价比越高。未来有望成为新能源电站储能、独立储能的主流技术。