2022-08-13
周工

储能站用35kV汇流方案的架构优势

储能站用35kV汇流方案的架构优势

在大型储能电站的规划会议上,一个经常被提出的技术问题是:我们如何更高效、更经济地将分散的储能单元聚合起来,接入中高压电网?传统的低压并联方式在容量攀升时,会面临电缆成本剧增、线路损耗放大、并网点数量过多等一系列挑战。这时,将35kV中压汇流方案引入储能电站的设计,就从一个备选项变成了一个颇具吸引力的优选项。这不仅仅是电压等级的提升,更是一种系统性的架构革新。

让我们先看一个现象。一个百兆瓦时级别的储能电站,若采用常规的400V或690V低压汇流,意味着需要数量庞大的储能变流器(PCS)集群,通过低压电缆并联后,再经由多台升压变压器接入35kV或更高电压的电网。这个过程中,低压侧的大电流会导致显著的线损,尤其是在部分负载运行时,效率折损更为明显。根据行业估算,在同等输送功率下,采用35kV汇流可比低压方案减少约60%的电力电缆使用量,同时,因为减少了升压变压器的数量和低压侧母线的复杂度,系统的整体损耗可以降低1.5%到3%。对于一个生命周期长达15年的储能电站而言,这累计的电量收益和运维成本的节省,是相当可观的。

储能电站电气架构对比示意图

海集能在为全球客户提供大型工商业储能及微电网解决方案时,就深刻实践了这种架构思维。我们不只是提供储能柜,更是从系统集成的顶层设计出发,思考如何让整个能源系统更“聪明”、更“扎实”。比如,在南通基地的定制化产线,我们就曾为东南亚一个岛屿微电网项目,设计了一套基于35kV环网柜的储能汇流系统。该项目需要将分布在岛屿不同位置的四个储能单元(总计约40MWh)高效接入同一段35kV母线。如果每个单元单独并网,不仅线路路径复杂、成本高,而且对电网的冲击点分散,不利于调度。我们采用了集中式35kV汇流站方案,将四个单元的35kV输出就近汇集,再一点接入电网主环网。这样做的优势立竿见影:

  • 投资成本优化: 高压电缆总长度减少了约45%,土建和电缆沟工程随之简化。
  • 运行效率提升: 实测系统循环效率比原低压分散接入方案提升了2.1%。
  • 控制与调度简化: 电网调度机构只需对一个并网点进行功率指令下发,内部功率分配由我们集成的能量管理系统(EMS)协调完成,响应更快、更精准。
  • 可靠性增强: 汇流站配置了完善的保护与测控系统,相当于为整个储能阵列增加了一个“智能枢纽”,故障隔离和恢复供电的能力大大加强。

从这个案例中,我们能获得什么更深层的见解呢?我认为,35kV汇流方案的核心优势,在于它实现了“聚合”与“简化”的辩证统一。它将物理上分散的储能资源,在电气上进行了高效聚合,从而在系统层面实现了简化——简化了电网的连接关系,简化了控制逻辑,也简化了长期运维的复杂度。这非常契合海集能所倡导的“交钥匙”一站式解决方案理念。我们从电芯选型、PCS匹配,到系统集成和智能运维,全链条的掌控能力,使得我们能够大胆地在系统架构层面进行优化,而不仅仅是堆叠设备。在连云港的标准化基地,我们也已将这种中压汇流的预装式变电站模块化,能够快速部署,满足不同客户的需求。

当然,任何技术方案都有其适用边界。35kV汇流更适合于中型及以上规模的集中式储能电站、风光储一体化基地,以及有多个分布式储能节点需要聚合的微电网。对于小型工商业场景,低压方案可能更具经济性。这就需要我们作为解决方案提供者,具备精准的场景分析能力和全系列产品覆盖能力。海集能深耕储能领域近二十年,我们的技术团队一直在做的,就是根据客户的具体电网条件、气候环境(比如极寒或高温地区我们的系统会有不同的设计考量)和商业模式,去推荐最合适、最具全生命周期价值的架构。

说到这里,或许你会问,这种架构上的优化,其价值最终如何量化,并传递给电站的投资方和运营方呢?除了前面提到的损耗降低,它是否还能在参与电力市场辅助服务、提升电站可用性等方面,带来更多隐性的收益?这确实是一个值得所有行业参与者共同深入探讨的问题。

作者简介

周工———专长站点能源综合管理平台与能效优化方案。
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汇珏科技集团创立于 2002 年,以通信设备制造与储能系统集成为核心业务。旗下子公司海集能新能源成立于 2005 年,专注数字能源解决方案、站点能源产品及 EPC 服务,主营基站储能、储能电池等,广泛应用于工商业、户用、微电网及通信基站等场景。

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