储能的尽头是AI？头部企业抢夺全球PCS技术制高点

当以电芯为基础的直流系统不断“向大而行”，以电力电子为基础的PCS如何更好的与其适配，使得整个储能设备得以安全高效地运行，并实现与电网的智能对话。

“成本和安全仍是行业两大痛点。”科华数能副总裁、技术中心总经理曾春保介绍说，如何在保证安全的同时，做好全生命周期的运维成本控制是科华数能不断探索的方向。

4月10日，第12届储能国际峰会暨展览会上，科华数能对外发布了全新一代S³-EStation智慧液冷储能系统。该系统包含2.5MW液冷储能变流器、5MW变流升压一体机和5MWh液冷储能电池系统3款全新储能解决方案。

在参展的不少业内人士看来，科华数能此次发布的全新解决方案直击了行业痛点，其有望通过先进技术和AI赋能，在安全、配置、成本、效率、运维等多个维度实现能效的优化提升，灵活布局和全场景应用覆盖能力，同时也望有效满足市场多元化需求，推动储能行业的高质量发展。

大功率下散热困境

解决大功率下的散热难题，是行业当下最大的痛点。

技术的提高使得越来越多的储能系统开始追求大功率，在本次储能展上多家企业也开始进行系统容量大比拼。宁德时代6.25MWh天恒储能系统、远景储能“交直一体”5.6MWh储能系统以及蜂巢能源6.9MWh-20尺短刀液冷储能系统……

储能系统功率的不断突破，百兆瓦甚至吉瓦级电站系统布局越来越紧凑，能量密度越来越高，由此带来的热量也越来越集中，如何快速把热能有效散出去是客户遇到的最大痛点。

北京毕绿新能源技术院在调研中发现，目前行业内储能系统散热主要采用风冷系统，市占率约60%。原因是此前已经投运的储能项目对温控效率要求相对较低，风冷方案基本可满足项目需求；其次，由于成本相对于液冷更低更易被下游接纳。

“储能PCS的液冷与风冷的路线选择上实际是功率与散热需求的平衡。”在新品发布会上，科华数能副总裁、技术中心总经理曾春保在谈到散热方式时指出，2.5MW功率等级下，风冷已基本达到散热极限。

众所周知的是，科华数能在PCS领域连续深耕多年。2023年全年有将近8.5GW的出货量，在国内市场储能PCS出货量排名中，科华数能位居首位，覆盖集中式、组串式、构网型多种PCS技术路线。由于科华数能的独特优势，因此，其对液冷储能的研究和应用也成为整个行业探索的方向。

北京毕绿新能源技术院研究员洪森也认可曾春保的观点，他分析说，在百兆瓦级储能电站场景中，考虑过载能力和场站热堆积及热岛效应，PCS采用液冷散热方式已成为行业发展趋势。

科华数能刚刚发布的S³-EStation智慧液冷储能系统，三大技术革新中最为业内看好的就是其“系统全液冷散热”，系统中2.5MW储能变流器与5MWh液冷储能电池系统均采用液冷散热设计。

储能研究院了解到，相比于传统风冷解决方案，PCS功率模块寿命提升25%，同时保障了变流器具有更好的温升效果，能够在50℃环境温度下不降额运行，电池衰减率降低10%~15%，电池系统寿命可达15年以上。

除了全液冷散热，“系统全站顶部出风”也是上述系统技术革新中的重要一项。系统通过顶出风设计的独特结构实现了热量高效导出，整站环境温度可降低8℃，液冷机组功耗降低25%。同时，顶部出风设计可实现PCS进风口温度降低11.7℃，电气设备使用寿命提升50%，确保设备在高温环境下的稳定运行。

储能与电网的智能对话

高比例风光等新能源的渗透率提升和电力系统的电力电子化，给电网也带来了很大挑战。“除了散热问题外，储能系统两大痛点中的另一个就是如何更好地与电网进行智慧型对话。”曾春保强调说。

“在储能系统不断“向大而行”的当下，行业的痛点不仅仅是散热问题。”洪森分析认为，在强电网、弱电网甚至无电网情况下，新型储能如何适应电网的各种需求也是行业内亟待解决的问题。

S³-EStation智慧液冷储能系统三大技术革新中最后一项就是“全域构网型设计，主动支撑弱电网”的技术。PCS系统采用全域构网型设计主动支撑弱电网，不仅能有效平抑电网波动，还能够在电网故障时迅速恢复稳定，显著减少停电时间，确保电力供应的连续性和稳定性。

“将储能系统改造为构网型储能，相当于在电力系统中增加了火电机组，加强电网的有效方式。”洪森认为，在新型储能企业价格不断内卷的背景下，构网型技术也意味着产品成本的显著上升。

曾春保回应上述问题时强调，“这关系到提升整个（电网）黑启动的能力，增强整个电网以及光伏加储能等微网的能力，这些能力带来的价值增益将大于初始投资成本的增加。”

“黑启动”指在电力系统因故障停运后，不依赖外部网络的帮助，利用系统内具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复过程。

由于对该领域的看好，华数能是最早从事构网型储能研发设计的企业之一。2018年公司就开始布局研究储能系统的虚拟同步发电机控制策略，并在同年实现了储能变流器电压源模式并网。

三年后，深圳南山热电厂9MW/9MWh黑启动储能项目启动，科华数能为其量身定制储能系统解决方案，包含9MW的储能升压一体系统及关键的黑启动协控设备。2023年，公司又在宁夏百MW级共享储能项目开展构网型储能技术应用，应对宁夏弱网地区实现构网型电力支撑。

AI赋能全栈式安全管控

随着储能单体项目规模越大越来越大，储能的安全管控要求越来越高。不仅如此，由于进入行业的厂家越来越多，也出现了产品或者解决方案参差不齐的现象。科华数能技术支持总监冯晓斌解释说，“未来整个储能系统全栈式高安全管控术将成为一个非常重要的发展趋势。”

2023年11月份，科华数能推出《科华数能新型储能系统全栈式高安全管控技术白皮书》提出，以PCS为核心，围绕电芯、BMS、电池集装箱、场站等多维度安全要求，从系统顶层角度出发提出全栈式高安全管控思路。

本次展会上，科华数能展示了在发电侧、电网侧及用户侧的储能全场景解决方案。零碳园区参展展品中，由科华数能自主研发的S³-EStore工商业液冷储能系统也受到各方关注。系统独创“多级防爆+多级消防+多级绝缘安全防护”，通过智能液冷温控技术和智能簇级管控技术，实现一簇一充放，精细化热管理，大幅提升电池全生命周期可用容量，整体效率高达91.2%。

业内人士表示，全生命周期的智慧管理不仅在设备生产时对其进行数字化管控，更重要的是到了使用现场，也就是真正投入运营时，如何对其进行监督和管控？

“现在最缺的是（对储能系统）全生命周期的智慧化管理。”科华数能技术专员李硕对储能研究院进一步解释说，科华数能最大的优势是运用其独有的大数据AI平台对系统进行跟踪管控。储能智慧运维系统指的是依靠实验室测试与电站实际运行的海量数据，给予自研模型算法库，实现储能电站全生命周期内的健康状态评估、劣化测试与剩余寿命预测。

“随着储能场站从兆瓦时到百兆瓦时再到吉瓦时，对场站智能运维提出了更高要求。”科华数能像一个医生一样，通过将运行中的设备数据与以往平台上健康状态下的设备大数据进行对比，第一时间发现异常情况。李硕认为，“在运营维护中，我们把以往做项目遇到的坑，一个个地告诉你（甲方），即使你之前完全没有储能项目经验。”

科华数能的大数据AI平台之所以优于行业中的其他AI平台，不仅源自其母公司35年来在电力电子技术上的沉淀，更多的是科华数能成立三年多来，在光伏、储能、微网、风电、综合能源服务等领域的案例中拥有的多元化解决方案和丰富的项目经验。截至2022年底，公司全球储能累计装机规模超过6.3GW/5.4Gwh。

依托于全球六大智能制造基地，科华数能给用户提供高品质的产品，同时在全球设立了26个技术中心，100多个直属服务网点，为每一个项目提供高可靠高品质的售后服务支撑。

除了考虑单个项目的智能化管理，科华数能也开始助推储能设备的区域智慧化管理。“在这方面（做全生命周期管理）厂家的能力还是很有限。”李硕介绍说，我们的智能化管理目前还只是局限于单个项目上。我们很想呼吁行业或政府能够推动一个标准或者建立一个平台，以此调动整个区域所有的储能项目，对其进行一个全方位的智慧化管控。