9月24日,清華大學-中國長江三峽集團有限公司能源電力新技術聯合研究院重點項目“大規模先進電力儲能關鍵技術研究與示范項目”50兆瓦/100兆瓦時數字儲能示范工程,在內蒙古三峽烏蘭察布新一代電網友好綠色電站2#場站通過驗收。該項目是全球首座百兆瓦時級數字儲能電站,其驗收標志著我國數字儲能技術實現從科研攻關到規;こ虘玫闹匾缭。
技術革新:動態可重構電池網絡技術
2020年9月,我國向全世界宣告了“雙碳”目標,10月,三峽烏蘭察布新一代電網友好綠色電站示范項目便獲得批復。風電、光伏等新能源裝機的快速增長使得儲能的調節作用凸顯,總裝機200萬千瓦的示范項目就配套了55萬千瓦的儲能,該項目也一舉成為當時我國最大的風光儲一體化示范項目。
據悉,項目以"源、網、儲"整體聯動為示范,通過風光儲一體化建設運行,自主研發應用智慧聯合集控中心,創新電網友好型"網-源"協調機制,能有效緩解電網靈活性調節壓力,提升地區清潔能源消納水平。
其中,數字儲能電站作為三峽烏蘭察布新一代電網友好綠色電站的關鍵組成部分,于2021年8月開始開展技術攻關。三峽科研院牽頭,聯合清華大學以及云儲新能源科技有限公司組成聯合團隊,共同攻關“大規模先進電力儲能關鍵技術研究與示范項目”,在烏蘭察布綠色電站建設全球首座50MW/100MWh數字儲能電站(三峽吉紅50MW/100MWh數字儲能電站示范工程)。
這座數字儲能電站,由46個容量為1.075兆瓦/2.15兆瓦時的儲能集裝箱構成,包含數字能量交換系統、數字儲能集成系統、能量管理與智能運維平臺三大核心組件。
由于傳統儲能系統采用電池固定串并聯組合方式,存在著明顯的“短板效應”——電池系統的性能取決于最弱的電池單元,這不僅影響整體效率,更埋下了安全隱患。因此,技術團隊通過研究毫秒級數字能量交換裝置與電池網絡智能重構算法,將傳統儲能系統中電池固定串并組合的連接方式,轉變為數字化柔性、可動態重構的電池網絡結構,為低成本、長壽命、高安全性數字儲能技術規;瘧锰峁┲。
清華大學教授、云儲新能源科技有限公司創始人、首席科學家慈松表示:“動態可重構電池網絡技術,讓每個電池模組都成為數字能量管控的節點。系統根據每個電池的實時狀態和系統需求,自適應動態重構電池網絡物理拓撲,實時屏蔽電池差異性與故障,實現系統最優能量調度!
這一技術突破意味著,儲能系統不再受制于電池一致性的束縛,即使單個電池出現性能衰減或故障,也能將其動態隔離以保證整體正常運行。慈松指出:“動態可重構技術,保障了系統的本質安全。毫秒級的故障檢測和微秒級隔離機制,從根本上杜絕了熱失控發生和蔓延的可能性!
示范項目的另一大亮點是基于智能運維需求構建了儲能管控云平臺,平臺匯集海量儲能單元的全生命周期數據,建立了定量化的電池健康狀態評價指標體系;跈C器學習算法,開發了故障預警與診斷核心模型,提升了系統運行的高效性和可靠性。
慈松指出:“智能運維平臺能夠發現并精準定位電池模組及單體電池故障,故障定位準確率達到99%以上,大幅降低了人工巡檢頻率與成本!
運行實效:數據說話的技術優勢
一座電站好不好,最終要靠運行數據來說話。數字儲能電站自2024年6月并網以來,已穩定運行超過一年,交出了一份令人矚目的“成績單”。
在整整13個月的考核期內(2024年7月至2025年7月),這座電站累計充電量達1516.83萬千瓦時,放電量為1390.32萬千瓦時。更關鍵的是其運行效率,能量轉換效率平均值為91.03%;年利用系數高達22.18%,顯著高于2024年電源側儲能16.14%的行業平均值。
尤為可貴的是,這座數字儲能電站展現出了強大的“進化能力”。經過一年的持續海量數據監測與分析、系統調試與優化,其核心性能——電池模組單體一致性得到了顯著提升,這背后正是數字儲能技術自適應、可優化優勢的生動體現。2025年與2024年數據對比顯示:代表電池組健康狀態的關鍵指標“模組壓差”平均值大幅下降了75%,最大值更是降低了79%。在溫度控制方面,充放電過程中的單體最高溫度平均值降低17%,模組溫升平均值降低32%,意味著電池系統工作在更溫和、更安全的環境下,極大地延緩了老化速度,為延長整個電站的壽命奠定了堅實基礎。
在電網最關心的可靠性與安全性上,數字儲能電站的表現同樣過硬。其響應調度指令的成功率超過99%,平均響應時間僅1.194秒。更重要的是,長達一年的運行記錄顯示,數字儲能電站未發生過充、過放、過溫等異常事件,熱失控與內短路風險系數始終維持在安全閾值之內。即使在極端工況下,電池模組的溫差控制也表現優異,優于行業常規水平。
這些實實在在的數據共同表明,數字儲能電站不僅是一次理論創新,更是一場經過規模化工程驗證的實效革命。它讓儲能系統變得更聰明、更耐用、更安全,為我國大規模發展可再生能源、構建新型電力系統提供了堅實可靠的技術支撐。
行業影響:儲能技術的“范式創新”
2024年,該項目入選“國家能源局能源綠色低碳轉型典型案例”“國家能源局新型儲能試點示范項目”。2025年,該項目入選國家能源局第五批能源領域首臺(套)重大技術裝備名單。
數字儲能技術的成功示范,為大規模電化學儲能的應用提供了新的解決方案。特別是在促進可再生能源消納、提升電網穩定性方面,這一技術展現出廣闊的應用前景。此外,動態可重構技術通過接納和管理電池差異性,極大放寬了儲能系統對電池選型的要求,同時支持退役動力電池無需做單體層面拆解直接梯次利用的新范式,顯著降低了全生命周期成本,這將大幅提升儲能項目的安全性和經濟性。
目前,項目團隊已經開始著手數字儲能電站技術的轉化與推廣。隨著這套技術在全國更多儲能項目中的應用,中國的能源轉型將獲得更強有力的支撐。
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