比特伽利略：电力储能系统的“短板效应”及解决方案

随着新能源电力装机容量的快速发展，电力系统面临不断演进，电力储能技术将成为解决新能源电力稳定供应问题的关键一环。

电池作为储能系统最重要的核心部件，其储能容量起着决定性因素。 世界上不存在两片相同的叶子，不同电池单元之间的差异也在所难免。

什么是电池不一致？ 是指电池在生产和使用过程中，由于物理环境（如温度、气压）不同以及电池（电芯/电池模组/电池组）化学性能非线性变化而导致电池之间的容量差异。 内阻、温度等参数存在差异。

串联时，各个电池模块的荷电状态（SOC，反映剩余电量）不同。 只要其中一个电池模块充满或耗尽，电池组（PACK）中的所有电池模块就会停止充电。 释放。

并联时，各电池模块的电压被迫平衡。 当内阻较小的电池模块充满或耗尽时，其他电池模块也会停止充放电。 这就是所谓的“短板效应”。 储能系统的可用功率取决于容量最小的电池组，系统的整体寿命取决于寿命最短的电池组。

不容忽视的是，短板效应会导致固定串并联系统出现电池模块“充电不足”或“无法放电”的情况，严重降低系统的有效容量，从而造成安全、经济等方面的问题。以及系统的其他方面。

解决这一问题的最佳途径是通过更加精细化的电池包级和集群级管理来降低缺点的影响，提高整个储能系统更好的放电能力。 值得注意的是，这一次，华为再次站在了行业的前列。

当平静的瓦特遇见活跃的比特

伽利略曾说过：“科学的真理不应该在古代圣贤尘封的书籍中寻找，而应该在实验和基于实验的理论中探索。”

如何向公众普及深刻、专业的知识也成为华为近年来一直关注的问题。 在此背景下，《比特与瓦特》系列视频专栏应运而生。

节目中有两个活泼的角色——“比特”和“瓦特”。 这两个卡通人物有着完全不同的性格。 比特是数字技术和人工智能的体现。 他经常提出新的趋势和解决方案，而瓦特则是电力电子技术的体现。 他的性格沉稳可靠。

当冷静的瓦特遇到活跃的比特，他们的心灵碰撞会产生怎样的化学反应？

近日，华为推出“比特与瓦”第六期视频专栏——“如何打造一款能为城市提供电力的“超大充电宝”？”，让两位卡通人物继续与行业专家畅谈华为智能手机电话。 组串储能解决方案详解。

在《比特与瓦特》栏目中，每一位专家的意见都像智慧的灯塔，将大众从思维的局限中解放出来，摆脱了现有的“案例教学法有固定流程”的思维模式，用一种新的思维方式来解决问题。透视华为隐藏的黑科技！

如何解决“一招牵一发而动全身”的问题？

在沙特阿拉伯红海全球最大的400MW光伏+1.3GWh离网储能项目中，华为采用智能光储发电机解决方案，为“新一代城市”提供100%清洁电力光储网络“ 在沙漠里。 它将接待来自世界各地的数百万游客，并为未来的绿色和零碳城市树立典范。

但问题也随之而来：红海新城是全球最大的光储微电网项目，储能规模高达1.3GWh。 如此大型的储能电站必须配备大量的储能电池。 那么，如何同时有效控制如此大量的储能电池系统呢？

华为高级专家佘洪武博士表示，大规模的储能系统相当于一个巨型“充电宝”。 它是由成百上千个单电池串联、并联而成。 由于单体电芯本身的差异，规模越大，电池的缺点就越明显。 关键是如何通过电池管理充分发挥电芯性能并保证系统安全？

佘洪武博士指出，电池的短期效应意味着电池的串并联不匹配会影响储能系统的可用功率。 电池串不匹配导致整个电池簇的可用容量由容量最小的电池组决定。 那么，只要有一个电池组充满或空了，整个电池簇中其他电池组的容量就不会被充分利用。

更麻烦的是，在众多的电池组中，我们如何才能及时知道哪块电池出现了问题呢？

为了解决传统储能方式“一根头发丝影响全身”的缺点，华为一直专注于打造去中心化的储能方式，华为智能组串储能解决方案正是基于这一理念而诞生。 。

可以说，华为的黑科技在这方面展现出了其独特的优势。 通过电池组优化器实现电池模块级管理，减少电池串联不匹配的影响。 同时采用精准算法对电池组进行可视化监控，实时捕捉异常电池。 一旦发现异常故障，可以立即隔离“问题”电池。 这样，单个电池组充满电或放电后，不会影响其他电池组的继续充放电。 与传统解决方案相比，华为智能组串储能系统采用模块化设计。 单个电池组故障不影响其他电池组的使用，储能电池可用率达到99.99%。

例如，华为智能组串储能解决方案采用20英尺标准集装箱，额定容量为2064千瓦时。 华为将这2064千瓦时分解为6个电池簇，每个电池簇又分为21个电池组。 每个集群都有一个控制器，每个包都有一个优化器。 通过优化器，可以打破电池组传统的串联模式，每个电池组可以独立充电和放电。

实践证明，该方法可有效提高充放电容量6%。 在此基础上，每个电池簇都连接到智能电池簇控制器。 电池管理系统可以通过智能控制器独立调节每个电池组的工作电压，保持充放电电流一致，从根本上避免偏置电流。 的生产。 通过分开管理，充放电容量可再提升7个百分点。

值得注意的是，针对关键的散热问题，华为智能组串储能解决方案也采用了分布式散热架构。 具体来说，每个电池组独立配置工业空调，可以有效避免集装箱散热效果的差异。 一旦一台空调出现故障，其他空调可以继续工作，减少散热的影响。 而且冷风和热风的风道也是隔离的，可以避免局部过热造成额外的温升。 整个容器的温差可以控制在3摄氏度以内。

简单来说，去中心化、模块化的解决方案，实际上就是将“大桶”拆解成独立的“小桶”，然后弥补每个“桶”中的短板，最大限度地优化整个系统。 只要你有这个绝活，无论故障电池隐藏得有多好，也无处可藏。

结论

在这个日新月异的时代，技术有时可以在一夜之间产生巨大的变化。 从引领组串式逆变器行业成为主流，到重构智能组串式储能系统架构，华为凭借领先的技术占领了行业的“制高点”，将“智能、组串式”的设计理念融入到能源领域。存储系统。 能源系统，通过智能组串储能解决方案，储能系统将变得更高效、更稳定、更安全！

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