串联式、集中式、分布式、模块化四种储能方式的比较分析

储能系统根据其架构和应用场景主要分为四类:组串式储能系统、集中式储能系统、分布式储能系统和

模块化。每种储能方式都有各自的特点和适用场景。

1. 串式储能

特征:

每个光伏组件或者小电池组都连接到自己的逆变器(微逆变器),然后这些逆变器并联连接到电网。

由于其高度灵活性和易于扩展,适用于小型家庭或商业太阳能系统。

例子:

家庭屋顶太阳能发电系统使用的小型锂电池储能装置。

参数:

功率范围:通常为几千瓦(kW)至几十千瓦。

能量密度:相对较低,因为每个逆变器都需要一定的空间。

效率:由于直流侧功率损耗减少,效率高。

可扩展性:易于添加新组件或电池组,适合分期建设。

2. 集中式储能

特征:

使用大型中央逆变器来管理整个系统的电力转换。

更适合大型电站应用,例如风电场或者大型地面光伏电站。

例子:

大型风力发电厂配备的兆瓦级(MW)储能系统。

参数:

功率范围:从几百千瓦(kW)到几兆瓦(MW)甚至更高。

能量密度:由于使用大型设备,能量密度高。

效率:处理大电流时可能会有更高的损失。

成本效益:大型项目的单位成本较低。

3.分布式储能

特征:

在不同位置分布多个较小的储能单元,每个单元独立工作但可以联网和协调。

有利于提高当地电网稳定性,改善电能质量,减少输电损耗。

例子:

城市社区内的微电网,由多个住宅和商业建筑中的小型储能单元组成。

参数:

功率范围:从几十千瓦(kW)到几百千瓦。

能量密度:取决于所使用的具体储能技术,例如锂离子电池或其他新型电池。

灵活性:能快速响应当地需求变化,增强电网弹性。

可靠性:即使单个节点发生故障,其他节点仍可继续运行。

4.模块化储能

特征:

它由多个标准化储能模块组成,可以根据需要灵活组合成不同的容量和配置。

支持即插即用,易于安装、维护和升级。

例子:

用于工业园区或数据中心的集装箱式储能解决方案。

参数:

功率范围:从几十千瓦(kW)到几兆瓦(MW)以上。

标准化设计:模块之间具有良好的互换性和兼容性。

易于扩展:通过添加额外的模块可以轻松扩展储能容量。

维护方便:如果某个模块出现故障,可直接更换,无需关闭整个系统进行维修。

技术特点

方面 串式储能 集中式储能 分布式储能 模块化储能
适用场景 小型家用或商用太阳能系统 大型公用事业规模发电厂(如风电场、光伏电站) 城市社区微电网、本地电力优化 工业园区、数据中心等需要灵活配置的场所
功率范围 几千瓦(kW)到几十千瓦 从数百千瓦(kW)到几兆瓦(MW)甚至更高 几十千瓦至几百千瓦 可从几十千瓦扩展到几兆瓦甚至更多
能量密度 较低,因为每个逆变器都需要一定的空间 高,使用大型设备 取决于所使用的具体储能技术 标准化设计,能量密度适中
效率 高,减少直流侧功率损耗 处理高电流时可能会有更高的损耗 快速响应本地需求变化,增强电网灵活性 单个模块效率较高,整体系统效率取决于集成度
可扩展性 易于添加新组件或电池组,适合分阶段建设 扩容相对复杂,需要考虑集中逆变器的容量限制。 灵活,可以独立工作或协作 非常容易扩展,只需添加额外的模块
成本 初期投资较高,但长期运行成本较低 单位成本低,适合大型项目 成本结构多样化,取决于分销的广度和深度 模块成本随着规模经济而降低,初始部署灵活
维护 维护方便,单一故障不会影响整个系统 集中管理简化了一些维护工作,但关键部件很重要 分布广泛,增加现场维护工作量 模块化设计方便更换和维修,减少停机时间
可靠性 高,即使一个组件发生故障,其他组件仍可正常运行 取决于集中逆变器的稳定性 提高了本地系统的稳定性和独立性 模块间高冗余设计增强了系统的可靠性

发布时间:2024年12月18日