储能智能组串式架构与集中式架构区别

wjh829

对于储能系统而言，系统的使用寿命、系统效率、安全性、低成本等无疑是重要的质量指标。目前就储能集成技术方面，智能组串式架构与集中式技术差异如何：

一、技术原理差异

集中式原理：

电池Pack直接串联，电池簇直接并联后与PCS串联（通过多个电池簇的直流并联，然后通过储能变流器将直流转换为交流电）控制简单，但当电池簇之间的电压不一致时，容易引发环流问题。

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智能组串式原理：

电池Pack集成优化器（每个电池簇经过直流变压器（DC/DC）变成一致的电压后进行并联），然后电池簇分别与PCS串联再并联，单个变流器故障不会影响整个系统。

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二、优略分析：

（一）智能组串式相比传统集中式有何独特之处

对于用户而言，产品能否带来更高的经济收益是重点关注之一。首先，我们以1000kWh标称容量为例测算集中式方案与智能组串式方案放电差异：

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从表格中可以看出，智能组串式在系统放电性能上有着明显优势。

（二）集中式优劣分析

1、传统集中式储能系统存在“木桶效应”

在传统集中式方案中，储能系统容量或出现指数级衰减，系统“木桶效应”明显。其电池模块直接并联，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。系统的整体寿命取决于寿命最短的电池。电池PACK 无法达到100%DOD。

2、簇间偏流引发负面问题

传统集中式设计，电池簇直接并联后与PCS串联，簇与簇之间因为放电深度不一致，导致簇间形成偏流，系统充不满，放不光，造成可用容量损失。

3、安全性负面问题

并联电池簇间形成环流，导致电芯处于过充状态，电压升高容易形成内短路，易造成火灾事故。此前媒体公开报道的多起储能事故中，储能系统并联电池簇间形成环流也是主要诱因之一。

4、系统优势：控制逻辑简单、系统造价更低

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（二）智能组串式优劣分析

1、提升系统效率

智能组串式架构实现一簇一管理，电池簇分别与PCS串联再并联，系统消除了串并失配问题，全部PACK达到100%放电，系统一包一优化，电池包均衡性一致，实现单个电池包最大化充放电，每个电池包内集成一个电池包优化器，优化器与电芯并联，电池簇内各优化器直接串联，生命周期内电芯寿命提升10%，提升了可用容量。

2、可靠性高、维护方便

此外，星翼智能组串式方案模块化的设计可灵活部署，支持新旧电池混用，分期补电，现场更换，实现即插即用，免现场人工调节SOC，极简运维。

3、安全性更高

每个电池簇单独控制充放电，避免偏流影响放电量，同时实现单簇故障隔离，避免故障扩散及系统整体罢工，安全性能进一步提升。

4、扩展性强:支持在线扩容，可根据需求增加电池模块数量，满足不同应用场景的需求

5、组串式劣势：集成方式相对复杂、系统成本增加。

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