中國儲能網(wǎng)訊：近日，我國在先進電力儲能領域取得重大突破——全球首座50MW/100MWh數(shù)字儲能電站在內(nèi)蒙古三峽烏蘭察布綠色電站順利通過驗收，標志著我國在規(guī)?；娀瘜W儲能技術研發(fā)與工程應用方面邁出關鍵一步。該電站作為“大規(guī)模先進電力儲能關鍵技術研究與示范項目”的核心工程，不僅是目前全球容量最大的數(shù)字儲能電站，也以其動態(tài)可重構電池網(wǎng)絡技術（DRBN，Dynamic Reconfigurable Battery Network）和智能運維系統(tǒng)，為行業(yè)提供了全新的技術路徑與運行范式。
突破固定串并聯(lián)瓶頸，動態(tài)可重構電池網(wǎng)絡技術重塑儲能系統(tǒng)底層架構
傳統(tǒng)儲能系統(tǒng)因電池固定串并聯(lián)存在“木桶效應”，任一電池性能衰減或故障將拖累整簇輸出，且一致性差異導致容量損失與安全風險。DRBN對電池模擬能量流進行離散化和數(shù)字化處理，將電池模擬能量流“格式化”為“能量片”，將傳統(tǒng)的電池單體之間的硬性物理連接改變?yōu)槌绦蚩刂频娜嵝赃B接，從根本上解決電池固定串并聯(lián)的系統(tǒng)架構與電池單體/模塊差異性之間的不匹配問題所引起的系統(tǒng)級短板效應。DRBN通過引入“軟件定義能量”理念，將電池模組作為獨立可控節(jié)點，利用高頻電力電子開關陣列實現(xiàn)毫秒級網(wǎng)絡拓撲動態(tài)重構，動態(tài)改變系統(tǒng)內(nèi)各電池接入和退出回路的時間，結合分層控制架構，由底層數(shù)字能量網(wǎng)卡實時采集電池狀態(tài)數(shù)據(jù)和執(zhí)行控制指令、中層數(shù)字能量集線器實現(xiàn)區(qū)域管理控制、頂層數(shù)字能量交換機負責全局調(diào)度，形成“電池即節(jié)點、能量可尋址”的柔性系統(tǒng)。該技術路線以數(shù)字能量交換系統(tǒng)（DESS，Digital Energy Switching System）為核心裝置，通過智能算法屏蔽電池差異、隔離故障單元，實現(xiàn)充放電過程的動態(tài)均衡與精準管理。實際應用表明，該系統(tǒng)能顯著改善電池均衡性，有效提升電池電壓、溫度等各類性能指標的一致性水平，快速精準定位并隔離異常電池，從根本上突破了傳統(tǒng)儲能系統(tǒng)的安全與能效瓶頸，為規(guī)模化儲能提供了高可靠性、長壽命的底層技術支撐。
圖1 DRBN技術原理示意圖
運行數(shù)據(jù)彰顯技術成熟度，多項指標優(yōu)于行業(yè)水平
自2024年6月并網(wǎng)以來，該數(shù)字儲能電站已穩(wěn)定運行15個月。運行數(shù)據(jù)顯示，電站累計充電量達1516.83萬千瓦時，放電量1390.32萬千瓦時，系統(tǒng)整體能量轉換效率平均值為91.03%，最高達92.26%，顯著高于國家標準對鋰離子儲能系統(tǒng)效率不低于83%的要求。
在經(jīng)濟性方面，該電站展現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)度響應與利用能力。全年等效利用系數(shù)達22.18%，顯著高于2024年電源側儲能行業(yè)平均的16.14%。在參與電網(wǎng)調(diào)峰與電價套利中，電站實現(xiàn)經(jīng)濟收益約810萬元，驗證了數(shù)字儲能在實際運行中具備良好的投資回報潛力。
圖2 數(shù)字儲能電站充放電功率
圖3 PCS交流側能量轉換效率
動態(tài)可重構電池網(wǎng)絡技術實現(xiàn)“系統(tǒng)自愈”，一致性管理成效顯著
該電站核心技術為“動態(tài)可重構電池網(wǎng)絡技術”，通過高頻電力電子開關與智能控制算法，實現(xiàn)電池模組毫秒級動態(tài)投切與路徑優(yōu)化，從根本上解決了傳統(tǒng)儲能因電池一致性差異導致的“木桶效應”。
2024年至2025年運行數(shù)據(jù)縱向對比顯示，系統(tǒng)在一致性管理方面進步顯著：模組壓差平均值下降75%，最大值下降79%；充放電過程中單體最高溫度平均值降低17%，模組溫升平均值降低32%。電壓、溫度、SOC等關鍵一致性指標評分全面提升，模組電流一致性得分更是從96.2提升至99.88，展現(xiàn)出卓越的均衡控制能力。
該技術還支持退役電池梯次利用，降低全生命周期成本，并在系統(tǒng)安全性方面實現(xiàn)“本質(zhì)安全”。運行期間未發(fā)生任何過充、過放、過溫等異常事件，熱失控與內(nèi)短路風險系數(shù)持續(xù)處于安全閾值內(nèi)。
智能運維平臺實現(xiàn)精準預警，故障定位準確率超99%
項目構建了融合邊緣計算與云端智能的數(shù)字儲能運維平臺，實現(xiàn)了儲能系統(tǒng)全生命周期精準監(jiān)控。平臺通過邊緣節(jié)點對電池電壓、溫度等參數(shù)進行毫秒級監(jiān)測，云端構建數(shù)據(jù)湖與算法倉，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)高效處理。
基于多維特征與智能模型，平臺建立了覆蓋熱失控、內(nèi)短路等故障的早期預警體系，可提前數(shù)小時至數(shù)天識別風險。通過拓撲感知故障溯源，能精準定位至故障模組乃至單體電芯，實現(xiàn)從系統(tǒng)告警到元件定位的跨越，定位準確率超99%。
該平臺完成了運維流程數(shù)字化重構，支持遠程預警接收、診斷處置，形成閉環(huán)管理。這一實踐為大規(guī)模儲能電站的無人化值守與預測性維護提供了可靠技術范本，顯著提升運維效率與系統(tǒng)可靠性。
圖10 數(shù)字儲能系統(tǒng)智能運維平臺大屏
驗收結論：具備規(guī)?；茝V條件，為新型電力系統(tǒng)建設提供關鍵技術支撐
項目驗收專家認為，該示范工程成功驗證了數(shù)字儲能技術在安全性、能效與經(jīng)濟性方面的綜合優(yōu)勢，其動態(tài)可重構架構與智能運維系統(tǒng)為大規(guī)模電化學儲能的應用提供了新的解決方案。特別是在提升電網(wǎng)對新能源消納能力、增強系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)性能方面，展現(xiàn)出廣泛的應用前景。
目前，項目團隊已著手推進該數(shù)字儲能技術的轉化與推廣。隨著更多項目落地，這項源自中國的原創(chuàng)技術有望成為推動全球能源綠色轉型、構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐力量。
