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前 言
近日,全球排名前五的美国储能系统集成商Fluence,推出最新电网级电池储能系统解决方案Smartstack,现已面向全球电网级应用开放商业供应,客户交付计划于2025年第四季度开始。该系统采用 314Ah 电芯,可实现高达 7.5MWh 的存储容量,是一种高密度、交流耦合储能系统。
一、核心组件剖析
(一)Smart Skid(智能滑橇)
Smart Skid 作为 Smartstack 储能系统的核心平台,承担着集中式电气与控制指挥中心的角色。作为集中式电气和控制中心,集成先进的液冷系统、电源控制硬件、PCS、电缆及全面监控功能。
尺寸为7315mm×2200mm×1524mm,重量11吨,支持-20℃至+55℃宽温域运行(可选配-30℃寒冷套件)。采用模块化设计,独立于电池舱,便于运输和维护,同时降低系统复杂性。
采用双回路液冷设计:主回路为乙二醇-水混合液(-30℃低温防冻),通过板式换热器与电池舱间接换热;辅助回路为制冷剂,用于极端高温环境下的应急降温。系统配备智能温控模块,可根据电池SOC动态调整冷却液流量,将电芯温差控制在±2℃以内。
电力电子架构:集成1500V/5MW双向变流器(PCS),采用碳化硅(SiC)模块,开关频率达20kHz,效率提升至98.5%(传统IGBT模块约97%)。支持电网黑启动功能,可在电网失电时自启动并提供电压支撑。
控制中枢:搭载Fluence自主研发的PowerCube 3.0控制系统,基于实时数字仿真(RTDS)技术,实现微秒级响应。支持通过OPC UA协议与第三方EMS无缝对接,兼容IEEE 1547-2018标准,满足电网穿透率要求。
(二)Battery Pod(电池舱)
电池舱位于 Smart Skid 的顶部,是容纳电池单元的关键部件。其尺寸为 1762 毫米×2528 毫米×2550 毫米,重量为 15.5 吨。
电池舱具有以下显著特点:
多供应商电池支持:设计上兼容来自多个供应商的电池单元,这不仅为客户提供更广泛的选择,还能确保在采购过程中获得更具竞争力的价格与性能组合。
可维护性与可升级性:电池舱在维护或技术升级期间,可方便地与替换单元进行交换。这种设计最大限度地提高了系统的可用性,减少了因维护或升级导致的停机时间。
二、技术特点与优势
(一)高能量密度与灵活的模块化设计
Smartstack 系统采用 314Ah 电芯,能量密度比目前市场上的交流储能系统高出约 30%。这种高能量密度设计使得在相同占地面积内能够实现更多的发电,有效降低了土地使用成本,同时为项目选址提供了更大的灵活性,一些原本受限的站点也能够用于存储项目开发。
该系统的模块化架构允许根据不同市场需求进行定制。无论是 2 小时、4 小时,还是更长的 6 小时和 8 小时存储期限,Smartstack 都能灵活配置,满足多样化应用场景的需求。
(二)创新的系统架构与运输优势
Smartstack 的专利设计打破了行业传统的 20 英尺集装箱标准,将电池存储系统拆分为更易于运输的重量和尺寸单元。这种创新的架构显著减少了运输限制和安装复杂性,尤其在欧洲等地区,许多国家对道路上车辆的重量限制为 40 吨,Smartstack 的设计能够更好地适应这些物流要求。
(三)智能控制系统与高可用性
该系统通过本地部署的人工智能提升了系统智能,能够自主优化嵌入式控制,同时提供跨存储组合的完全可见性。这种智能化的控制方式不仅提高了系统的运行效率,还能实时预测与预防潜在故障,结合 Fluence 的一流长期服务协议,保证了高达 99%的系统可用性。
三、应用范围
Smartstack 系统适用于多种电网规模的应用场景:
可再生能源存储:与太阳能、风能等可再生能源发电系统配合使用,平滑功率输出,提高能源利用率,增强电网稳定性。
调频调峰:在电网负荷高峰时段释放电能,低谷时段充电,有效调节电网频率与负荷,保障电网安全稳定运行。
备用电源:为关键负荷提供可靠的备用电源,确保在电网故障或停电期间的电力供应连续性。
四、市场意义与展望
在目前的全球储能市场中,5MWh 产品占据着主流地位。阳光电源、宁德时代等中储企业凭借 314Ah 电芯和 5MWh+系统,在全球储能市场占据主导。Fluence选择在此时推出7.5MWh储能新品的目的或是希望借此扭转当前的业绩亏损局面。在储能技术创新方面,也反映了整个储能行业向更高能量密度、更灵活、更智能方向发展的趋势。