级联型高压大容量储能技术研究进展

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储能高压级联方案

储能高压级联方案1. 引言随着能源消耗和环境污染问题日益突出，清洁能源的开发利用成为全球研究热点。

储能技术作为清洁能源的重要组成部分，在电力系统中发挥着重要作用。

储能高压级联方案是一种将多个储能系统进行级联连接的方案，通过优化储能系统的配置和运行策略，实现储能效果的最大化。

本文将介绍储能高压级联方案的原理、应用领域以及实施过程，并对其优点和挑战进行分析。

2. 储能高压级联方案的原理储能高压级联方案是将多个储能系统按照一定规则进行级联连接，形成一个高压级联电池组。

这种方案可以通过并联、串联或混合连接的方式实现。

在并联连接中，多个储能系统的正极和负极分别连接在一起，形成一个并联电池组。

这样做的好处是可以提高储能系统的总容量和输出功率。

在串联连接中，多个储能系统的正极和负极依次串联连接，形成一个串联电池组。

这样做的好处是可以提高储能系统的总电压和能量密度。

混合连接则是将并联和串联连接的方式结合起来，根据需求和实际情况灵活配置。

储能高压级联方案的实施需要对各个储能系统进行电学特性匹配和控制策略调整，使得每个储能系统能够在整个系统中发挥最佳效果。

此外，还需要考虑系统的安全性、可靠性和经济性等因素。

3. 储能高压级联方案的应用领域储能高压级联方案在很多领域都有广泛的应用。

以下是其中几个典型的应用领域：3.1 电力系统储能高压级联方案在电力系统中可以被用于平衡电网的供需平衡，调峰填谷，提高电力系统的可靠性和稳定性。

通过将多个储能系统级联连接，可以提高储能系统的总容量和输出功率，满足电网调度需求。

同时，通过优化配置和控制策略，储能高压级联方案可以使得储能系统在电力系统中的利用效率最大化。

3.2 交通运输储能高压级联方案在交通运输领域可以被用于电动汽车和混合动力车辆的能量存储和释放。

通过将多个储能系统级联连接，可以提高车辆的续航里程和动力性能。

同时，储能高压级联方案可以实现对车辆进行快速充电和放电，提高充电效率和使用便捷性。

大型电池储能PCS的现状与发展

大型电池储能PCS的现状与发展蔡旭;李睿【摘要】电池储能系统（BESS）因其快速响应、能量密度高特点,为解决削峰填谷、可再生能源大规模接人、高比例可再生能源电力系统的安全运行等问题提供了-种有效的途径.论述了BESS的组成结构,综述了大型电池储能功率转换系统的主要拓扑、技术路线、运行控制的现状与发展,分析了BESS构架及运行需要关注的问题.【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2016(000)014【总页数】9页(P1-8,40)【关键词】大容量BESS PCS 架构运行【作者】蔡旭;李睿【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院风力发电研究中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TM46随着经济社会快速发展,人们对电能需求和电能质量可靠性的要求越来越高。

随着风能、太阳能等可再生能源的快速发展,越来越多的间歇性、波动能源的接入给电网安全、稳定运行带来一系列前所未有的挑战。

储能技术为解决大电网的调频调峰、发电侧的可再生能源友好接入、用户侧的削峰填谷及维持孤网稳定运行等问题提供了一种有效的解决途径,被认为是实现可再生能源主导的电力系统最关键的技术之一。

近年来,储能技术在能源、电力、交通、电信等方面的应用得到快速发展,但不同储能方式各自具有不同的技术特点,其实际应用场合及发展程度也不同。

到目前为止,已有的几种储能方式按照储能载体类型主要可分为物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能等。

其中物理储能主要有抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能；电磁储能主要有超导储能、高能密度电容储能等；电化学储能主要包括铅酸蓄电池、镍镉电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池、超级电容器等电池储能；相变储能主要有冰蓄冷储能等。

若按照功能划分,又可分为功率型和能量型两种。

前者主要用于改善电网的电能质量、提供快速功率支撑等；后者主要用于电网能量的存储,在电网运行过程中实现能量平衡。

在各种储能载体中,电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)因其无运动部件、对场地无特殊要求、动态特性好、能量密度高等特点,被用于风/光等可再生能源的波动功率平滑和电网友好接入[1-2]、城网调频调峰[3]以及重要负荷应急保障[3]等场合。

大规模储能技术及多功能应用研究综述

大规模储能技术及多功能应用研究综述摘要：随着“双碳”目标的推进，我国能源供给将实现以煤电为主到以新能源为主的系统性变革。

截至2022年7月底，我国煤电装机在电力总装机中的占比为53.3%，风电、太阳能发电等新能源发电装机占比为28%，预计2030年新能源发电装机占比将超过煤电。

随着波动性新能源装机占比的逐年增高，电力系统面临的安全稳定运行、新能源消纳、源荷供需不平衡等问题将日益突出，储能技术可以实现有功、无功的快速双向调节，在电力系统中承担着平抑新能源出力波动、提升新能源消纳、电网安全支撑、辅助服务、延缓设备扩容等多种应用功能。

本文主要分析大规模储能技术及多功能应用研究。

关键词：大规模储能技术；技术经济特性；新型电力系统；政策；多功能应用引言储能产业仍处于商业化应用初期阶段，在对储能市场主体地位认可的基础上，需尽快研究确定其市场服务类型及价格机制，在电源侧、电网侧及用户侧发挥有力调节作用，探索出支撑我国“双碳”目标的储能发展之路。

1、储能技术的种类1.1电池储能应用电池储能是电化学储能技术的主要体现方式，具有自然环境友好、响应速度快、安装便捷不受地理限制、长期经济性好的特点，技术成熟度也相对较高，是当下新能源电力系统中比较常见的储存技术，并且在电网系统中也发挥着重要的作用，不管电网系统的发展进程和内容如何，都需要借助储能技术的有效发挥才能得到具体落实。

所以储能技术的使用也是能够确保电力系统能够得到稳定运行的重要环节之一，并且也因为其具有一定的发电功能，对于电力系统的安全运转有着十分重要的作用。

在发电环节中的使用，可以结合当前实际发展需求，以智慧电网体系的构建为研究目标，通过对实际情况进行调查来看，因为智慧电网建设需要电池储能技术的有力支持，通过将这一技术在电力系统中进行合理的使用，对于运营电网提升安全性和高效性发挥着十分重要的作用，并且通过电池储能系统的实际容量选取进行深入的分析，要以当前电网的运营情况为基础并且了解区域的供电需求和建设目标，通过对所有的影响因素进行综合分析，能够找到计算储能量相关的数据。

大容量电池储能电站PCS关键技术设计分析

收稿日期：2019-06-10*通信作者大容量电池储能电站 PCS 关键技术设计分析陈湘1，朱国平2，邹伦森1*，雍学模1（1. 中国南方电网调峰调频发电公司鲁布革电厂，云南罗平 655800；2. 中国南方电网调峰调频发电公司深圳宝清电池储能站，广东深圳 518000）摘要：功率转换系统（PCS ）是直流电池和交流电网连接的中间环节，是储能系统能量控制的核心。

级联型（也称为链式或者直挂式）变流器在高压变频调速装置和高压静止无功发生装置中已经成为比较成熟的技术方案。

以深圳宝清电池储能站 PCS 关键技术设计为例，对主要设计思路进行了分析介绍。

关键词：电池；级联型；功率转换系统（PCS ）；大容量；电站；储能系统中图分类号：TM 912.9 文献标识码：B 文章编号：1006-0847(2019)05-240-06Design and analysis of PCS key technology for large capacitybattery energy storage power stationCHEN Xiang 1, ZHU Guoping 2, ZOU Lunsen 1*, YONG Xuemo 1(1. China Southern Power Grid Peak Regulation FM Rower Generation Lubuge Power Plant, Luoping, Yunnan 655800; 2. Shenzhen Baoqing Battery Energy Storage Station of China Southern Power GridPeak Regulation and Frequency Regulation Power Generation Company,Shenzhen Guangdong 518000, China)Abstract: Power conversion system (PCS) is the intermediate link between DC batteries and AC power grid, and is the core of energy storage system control. Cascade converter (also known as chain or direct-connected) has become a mature technical scheme in high-voltage frequency conversion speed regulation device and high-voltage static var generator. Taking the PCS key technology design of Shenzhen Baoqing Battery Energy Storage Station as an example, the main design ideas are analyzed and studied.Keywords: battery; cascade; power conversion system (PCS); large capacity; power station; energy storage system 1 电池储能站简介深圳宝清电池储能站由南方电网调峰调频发电有限公司建设运营，是南方电网大容量锂离子电池储能电站关键技术研发与应用的试点工程，全面应用了南方电网重点科技项目和国家“十二五”、“863 计划”、“先进能源技术领域智能电网关键技术研发（一期）”储能课题的科研成果。

基于用户侧储能系统不同技术路线方案对比研究

基于用户侧储能系统不同技术路线方案对比研究摘要：文章描述了基于用户侧储能系统不同技术路线下的方案对比，粗略分析不同方案在技术上优势，分析适合当下的储能技术路线及投资方向。

此外，对两种技术路线下的成本进行粗略的分析，分析不同方案在成本上的优势。

关键词：储能系统；PCS容量；电池容量；接入设计；成本测算；级联型高压储能；并联型储能（1500Vdc）系统；引言随着社会经济的不断发展，用电负荷的波动性越来越大，电力系统供需不平衡现象日益明显。

高峰电力短缺给当地居民的正常生活和当地经济产业的发展造成了严重的影响，制约了社会经济的发展；低谷负荷一方面给电力系统稳定性控制带来了困难，另一方面也造成了资源的浪费。

随着党中央“碳达峰、碳中和”目标政策的提出，在着力构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系行动计划中，确立了以实施可再生能源替代行动、深化电力体制改革、构建以新能源为主体的新型电力系统为主要方向的重要实施手段与方向。

受自然条件的影响，如风能、太阳能等新能源在实际应用中存在不稳定性。

未来，以新能源为主体的新型电力系统需要适应新型能源不稳定所带来的多种问题，而建设储能系统是解决这类问题的一种重要手段[4]。

从电网侧看，储能系统的建设可以保障电网稳定、供电可靠、运行安全，大幅提升电力系统调峰、调频和调压等能力；从用户侧看，政府鼓励用户储能的多元化发展，通过安装储能可以有效消除昼夜峰谷差值，一方面保证了供电的可靠性和运行的稳定性，另一方面也解决了因高峰负荷需要的输电线路投资大的问题[3]。

长远来看，这是推动电力行业高质量发展、实现碳达峰、碳中和目标的必要之举。

本文针对某大工业用户设计开发一套用户侧储能系统，重点描述两种不同的技术路线下的储能方案对比，并对方案成本粗略进行对比计算，分析确定哪种方案投资最优。

1项目概述长远高新基地占地近600亩，建有110kV变电站一座，主变容量2×50MVA，以2回110kV线路（YJLW03-64/110-1×630）接入电网，主接线图如图一所示。

级联型高压大容量储能技术研究进展

级联型高压大容量储能技术研究进展广州智光储能科技有限公司付金建1 2019.04 杭州目录？一、大容量储能系统的特殊性二、构建安全高效的级联型储能系统三、级联型高压储能系统运行数据四、关于智光储能一手机电池事故率远低于储能系统一一大型储能系统的特殊性目录？一、大容量储能系统的特殊性二、构建安全高效的级联型储能系统三、级联型高压储能系统运行数据四、关于智光储能电池系统架构一P 1P a1NP 2P 3P n簇1簇2簇7P 1Pa P N ∑=N i a P P 1)(N N p p p p P N p p p P a =•••====+•••++=2100211*一1、设计小电量的电池包，提高电芯安装容量利用率和安全性电芯安装容量利用率：假定储能电站损耗为零的情况下，储能电站实际能输出的最大电量与电芯安装容量之和的比值（百分值）被定义为电芯安装容量利用率。

由于实际能输出的最大电量在每个循环周期都有所不同，可以取一定循环次数的平均值。

1）电芯安装容量利用率随电芯个数增多而降低，电芯一致性越差，容量利用率越低；2）电芯安装容量利用率随电芯保护电压设定值（放电深度DOD）不同而变化；3）一般而言同一个储能电站，初始运行时安装容量利用率相对较高，随着循环次数增加利用率逐步下降；4）由于电芯随循环次数的增加自身容量逐步下降，容量利用率也受此影响。

输出电量=电芯安装容量*允许的放电深度DOD*电芯安装容量利用率*储能系统效率*电芯衰减系数P 1P a1N Np p p p P N p p p P a =•••====+•••++=2100211*NP 2P 3P n电芯一致性理想条件下的运行通过扩充I 来扩充储能容量P 1P a2012)(P N P P N i a *<∑=N P 2P 3P n 电芯并联实际运行情况：内部环流，损失容量。

并联组数越多，短板效应越明显，电芯容量利用率越低。

——电池并联引起“短板效应”容量下降一1、设计小电量的电池包，提高电芯安装容量利用率和安全性电芯并联后，为避免在充电末端及放电末端电芯端电压差距较大引起的电池安全使用问题，必须降低并联电芯充放电深度DODDOD DOD K1K2——电池并联“短板效应”引起DOD 下降一1、设计小电量的电池包，提高电芯安装容量利用率和安全性。

储能电站5大集成技术趋势

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%。

级联型高压直挂dc-dc电池储能系统及其参数设计方法

级联型高压直挂dc-dc电池储能系统及其参
数设计方法
级联型高压直挂DC-DC电池储能系统是一种集中式储能系统，可以实现对多个直流电源的并联和快速充放电，广泛应用于可再生能源和电动汽车等领域。

其参数设计方法主要包括以下几步：
1. 系统电压设计。

根据应用需求和直流电源参数，确定系统额定电压和工作范围，保证系统安全可靠。

2. 构建拓扑结构。

选择合适的拓扑结构，根据系统能量转换方式和控制要求，确定关键器件和控制策略。

3. 确定电容电感参数。

通过电路分析和仿真，确定电容和电感的取值，保证系统稳定性和动态响应性。

4. 选择开关器件和驱动电路。

根据电路参数和功率要求，选择合适的开关器件和驱动电路，保证系统效率和稳定性。

5. 设计控制算法。

根据系统特性和运行要求，设计优化的控制算法，实现电池充放电和能量管理功能。

6. 系统实现和测试。

根据设计要求和标准，实现电路板布局和元器件选型，进行系统测试和性能评估，确认系统设计是否满足应用需求。

综上所述，级联型高压直挂DC-DC电池储能系统的参数设计需要结合应用要求和电路特性，通过系统设计和测试不断优化，以提高系统效率和稳定性，满足可再生能源和电动汽车等领域的应用需求。

高压大容量储能PCS及一体机解决方案

高压大容量储能PCS及一体机解决方案9月27日，由国家电网有限公司发起成立的中国综合能源服务产业创新发展联盟、中电联售电与综合能源服务分会联合举办的中国综合能源服务产业高峰论坛暨云博会在北京钓鱼台国宾馆隆重召开。

当天下午，在“储能与综合能源服务”分论坛上，特变电工西安电气科技有限公司微电网产品线总经理黄浪发表了题为《高压大容量储能PCS及一体机解决方案》主旨演讲。

以下是演讲实录：很荣幸在这里汇报特变电工面向能源服务多功能电力装备研发与探索，今天论坛题目是“储能与综合能源服务”，其实我认为储能也是一种服务，储能可以服务客户、也可以服务于电力系统，所以服务对象比较复杂，服务需要电力装备承载的，我今天汇报题目是面向能源服务的多功能电力装备研发与探索。

一、综合能源服务与特变电工首先介绍我们特变电工对电力装备理解。

随着互联网+发展，能源行业从传统向网络时代过渡，以前要求我们企业边际成本递减，网络时代要求边际效益递增，以前重资产折旧，网络时代的话可能数据才是资产，数据资产越多增值越高；另外传统企业投资驱动型的，未来是价值驱动型。

面对能源行业变革，电力设备面向低碳、数字化、去中心化发展。

综合能源服务面向终端客户提供能源解决方案，以经济、绿色、高效的方式满足客户个性化能源需求，承载主体是综合能源系统，这个系统以可再生能源为优先，以电力能源为基础，通过多能互补、供需协同、信息融合、大众参与的系统。

分开拆解的话，第一个能源即服务，能源托管、负荷管理、设备运、能效服务，载体是综合能源系统，像典型以电力为核心，包括冷热燃气等，多能互补、微电网、储能电场都是这个系统，需要能源地方提供合适能源，因地制宜提供定制化能源系统。

综合能源不同企业有不同进入综合能源的方式，包括像传统的资产投入、未来交易的入口、或者服务的入口，不管从哪里进，最终终端都是提供服务，所以综合能源肯定以服务为导向，综合能源载体是系统，系统要装备，装备一定面向服务。

中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究

中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究一、本文概述随着能源结构的转型和电力电子技术的飞速发展，中高压电力电子变换技术在电力系统、新能源发电、工业电机驱动等领域的应用日益广泛。

在这一背景下，功率单元和功率器件的级联关键技术成为了研究热点。

本文旨在探讨中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术，分析其研究现状、发展趋势以及面临的挑战，以期为相关领域的技术研发和应用提供参考。

本文将对中高压电力电子变换的基本概念、技术原理以及应用场景进行简要介绍，为后续研究奠定基础。

接着，重点分析功率单元和功率器件的级联关键技术，包括级联拓扑结构、均流控制策略、热管理和电磁兼容等方面的研究现状。

在此基础上，探讨级联技术在提高变换器容量、效率以及可靠性等方面的优势与局限性。

本文还将关注级联技术在应用中面临的挑战，如高电压大电流下的电磁兼容问题、热管理难题以及成本效益等。

针对这些问题，提出一些可能的解决方案和研究方向，以期推动级联技术的进一步发展。

本文将对中高压电力电子变换中功率单元及功率器件的级联关键技术进行总结，并展望未来的发展趋势和应用前景。

通过本文的研究，希望能为相关领域的技术人员和研究人员提供有益的参考和启示。

二、功率单元级联技术在中高压电力电子变换中，功率单元的级联是实现高电压、大功率输出的关键手段。

级联技术通过将多个低电压、小功率的功率单元在电气上串联或并联，从而构建出高电压、大功率的变换器系统。

这种技术不仅提高了系统的电压和功率等级，还有助于提高系统的可靠性和灵活性。

在功率单元级联过程中，需要解决的关键技术包括单元之间的均压与均流控制、热设计与管理、电磁兼容与干扰抑制等。

均压与均流控制是确保级联系统稳定运行的基础，通过合理的控制策略，使各功率单元在工作过程中保持电压和电流的均衡，避免出现过电压或过电流导致的损坏。

热设计与管理则关注于系统在工作过程中产生的热量，通过有效的散热结构和温度监控，确保功率单元在允许的温度范围内工作，防止热失效。

级联型高压直挂dc-dc电池储能系统及其参数设计方法

级联型高压直挂dc-dc电池储能系统及其参
数设计方法
级联型高压直挂DC-DC电池储能系统是一种能够将电能高效储存
并实现高电压输出的系统。

其主要由多个串联的电池单体、直挂型DC-DC变换器、管理控制器等组成。

本文旨在介绍该系统的参数设计方法。

1.电池单体的选取：为确保系统输出高压稳定可靠，需要选取高
能量密度、尺寸适宜、充放电效率高的电池作为单体，如锂离子电池等。

2.电池串联方案的设计：串联电池单体时需考虑单体压差的影响。

为降低单体压差影响，可采用多串联单体并联的方式，如4S2P、5S2P 等。

3.DC-DC变换器参数设计：根据输出电压和电流需求，选取合适
的DC-DC变换器。

变换器参数包括输入电压范围、输出电压范围、输
出电流、拓扑结构等。

4.管理控制器的选取和设计：管理控制器主要用于对电池充放电
过程进行监控和管理，以确保电池充放电过程的安全和稳定。

需要选
取具有高集成度、高控制精度、可靠性好的控制器。

5.系统安全保护措施的设计：电池储能系统具有高压、大电流的
特点，为确保系统安全稳定，需设计相应的保护措施，如过压保护、
过流保护、温度保护等。

通过以上参数设计方法，可以设计出高效、高可靠性的级联型高
压直挂DC-DC电池储能系统。

先进的高压级联型电化学储能技术简介

级联型储能技术简介广州智光储能科技有限公司2019年01月目录1. 传统电池储能的技术痛点 (3)2.级联型储能方案减少电池堆电芯数量 (4)3.级联型储能系统关键技术指标 (4)4.级联型储能方案提升电池利用率 (5)5.级联型储能方案降低电池一致性要求 (8)6.级联型储能方案无滤波即保持高电能质量 (9)7.级联型储能方案毫秒级全功率切换 (9)8.级联型储能方案安全保护设计 (13)9.储能系统布局 (15)10. 关于智光储能 (16)1.传统电池储能的技术痛点传统电池储能电站常以500kW/1000kWh（电池安装容量1200kWh左右）为最小储能单元。

每个储能单元配置一台500kW的PCS和一个安装电量1200kWh的电池堆（通过硬导线串/并联连接在一起，共用AC/DC转换设备的电池单体集合），一般设计直流电压为700V左右，交流电压不到400V，须采用变压器升压以后接入大电网。

传统储能技术具有技术门槛低，配置灵活等优点，但是同时也存在供应商技术水平参差不齐，电池系统安全问题突出，电池并联数量过多，单套系统容量小等缺点。

图1-1 典型的传统电池储能系统拓扑结构从在电网侧已经实施的大规模储能项目应用情况看，传统的电池储能方案主要存在以下技术痛点：1）电池堆内电池单体数量庞大（数千电池单体），单体并联数量多，单体间耦合性强，单体异常时切除电量1MWh以上；2）电池堆内单体SOC离散程度高，电池容量利用率偏低（1MWh使用容量实际需要1.2MWh以上安装容量）；3）电池堆体积大（常规40尺集装箱体积约75m3），堆内温度难以保持一致，电池单体衰减速度差异大，SOH离散速度快；4）堆内电池数量庞大，簇间SOH离散后，“短板效应”突出，电池系统可利用容量衰减快；5）单系统输出电压低、功率小，变压器和高压开关柜多，系统效率偏低、占地面积较大；6）电站内储能系统数量大，系统间协调困难，调度响应时间过长，难以满足电网紧急调度使用需求；深入分析以上痛点可知：电池堆电池单体数量庞大是造成电池问题的根本原因；单系统输出电压低、功率小是造成设备数量庞大，调度响应速度慢的主要原因。

高压级联式储能系统在火储联合调频中的应用及实践

摘要“双碳”目标下，新能源的大量接入给电网的稳定运行带来冲击。

火储联合调频项目作为优质调频资源近年来获得了广泛的研究与应用。

根据广东地区火储联合调频项目投产现状，本工作对目前主要运用于火储联合调频项目的低压并联和高压级联储能系统两种拓扑结构进行分析，结合调频辅助服务市场政策，通过对不同拓扑结构下的功率控制精度、能量转换效率及响应时间等项目开展并网试验研究，对比分析了两者的性能差异。

结果表明采用高压级联拓扑结构的储能系统具有更优异的功率控制能力、更迅速的响应时间、更高的响应精度及更低的能量损耗，有助于提高火储联合调频项目的综合调频性能，提升在调频市场的竞争力。

基于高压级联储能系统的优点，国能粤电台山发电有限公司根据自身机组容量及调频需求将其运用在机组灵活性改造中，设计了目前国内最大的火储联合调频项目，为后续火储联合调频中高压级联式储能系统控制策略的研究提供支持，也为其他火储联合调频项目的建设提供借鉴。

关键词储能；高压级联；低压并联；火储联合调频；并网检测“双碳”目标下，由于能源的生产、消费和利用呈现新的发展趋势，在此趋势下电力系统的电源结构、负荷特性、电网形态、技术基础及运行特性将发生深刻变化，构建新型电力系统将面临电力电量平衡、系统安全稳定、新能源高效利用等挑战。

由于新能源发电具有波动性及不确定性，会影响电网运行的稳定性，为了保障电网安全稳定运行，电力系统需要更多的灵活调频资源来提升自身调节能力。

火电机组作为我国重要的发电载体承担着主要的调频工作。

火电机组的自动发电控制(automatic generation control，AGC)响应时间长、功率爬坡速度慢、稳态精度低，无法满足当前的调频需求。

电化学储能系统具有调节速率快、响应时间短、调节精度高等优点，属于优质的调频资源，能够有效弥补火电机组调频性能的不足。

图1为某火电厂增加电池储能系统前后AGC跟踪曲线，增加储能系统后，火电机组能有效提高发电单元的调节速率、缩短响应时间、提高调节精度，提升综合调频性能，配合电力调度机构改善电网的频率波动，缓解电网调频资源特别是优质调频资源不足的问题。

高压级联储能系统能量利用率

高压级联储能系统能量利用率全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等的利用越来越广泛，储能系统的重要性也日益凸显。

高压级联储能系统作为一种储能技术方案，因其高效、灵活的特点，逐渐受到人们的关注和青睐。

高压级联储能系统能量利用率是评价其性能的重要指标之一，对于提高能源利用效率、降低能源消耗具有重要意义。

本文将从高压级联储能系统的概念、工作原理、特点和优势以及提高其能量利用率的方法等方面展开讨论。

1. 高压级联储能系统的概念高压级联储能系统是一种将电能转化为储能并在需要时再次转化为电能输出的系统。

它由储能装置、高压直流母线、变换器等组成，能够实现对系统电能的高效存储和释放。

利用高压级联储能系统，可以有效平衡电网负荷波动，提高电网安全可靠性，降低系统对传统调峰设备的依赖程度。

2. 高压级联储能系统的工作原理高压级联储能系统的工作原理主要是通过对储能装置进行充电和放电来实现能量的存储和释放。

在储能装置充电时，将外部电能以直流形式输入储能装置，储能装置将电能转化为化学能进行储存；在需要释放能量时，储能装置将储存的化学能再次转化为电能输出到高压直流母线上，通过变换器变换为交流电并输出给电网或终端用户。

高压级联储能系统通过调节充放电功率和时序等参数，实现对能量的高效控制和利用。

3. 高压级联储能系统的特点和优势高压级联储能系统相比传统的储能方式有着诸多优势，主要表现在以下几个方面：（1）高效性：高压级联储能系统具有高能量密度、高功率密度和高转换效率的特点，能够快速、有效地进行能量存储和释放，提高能源利用率。

（2）灵活性：高压级联储能系统可以灵活地进行充放电控制，适用于不同规模的电能存储和需求场景，具有较强的适用性。

（3）可靠性：高压级联储能系统具有良好的稳定性和可靠性，能够满足复杂的电能调度需求，提高电网安全性。

4. 提高高压级联储能系统能量利用率的方法为了进一步提高高压级联储能系统的能量利用率，可以采取以下一些措施：（1）优化储能装置结构和性能，提高充放电效率和循环寿命，减小能量转化过程中的能量损耗。