如何让储能电站更安全可靠？

2021年储能市场异常火爆，包括山东、山西、新疆、内蒙古、安徽及西藏等十几个省份，相继出台相关文件要求光伏、风电等新能源电站加装储能系统。储能是解决光伏、风电等新能源间歇性及波动性，促进消纳、减少弃风、弃光的重要手段，全面平价时代的临近也让这种优势更加凸显，安全性问题也逐渐被重视。

01-为什么集中式储能存在安全风险呢，我们可以从电能维度的角度去解释。

电压、电流是一维度的，单纯的电压，如果没有电流是没有危险的，比如说10KV，220KV的高压线，我们用一根绝缘体去接触，因为电阻很大，几乎没有电流，所以没有风险。同理，单纯的电流，如果电压很低，低到48V以下，对人体也是没有伤害的。

功率是电压和电流的乘积，是二维的，功率到了一定的程序，就会有危险。光伏系统中，组件、逆变器、开关、电缆都有功率，所以这些设备要加强防护，主要是做绝缘防护和温度防护。

储能蓄电池是电压、电流和时间的乘积，是三维的，它可以将光伏组件几个小时，甚至几天发出来的能量储存起来，在光伏系统中风险程序最高。因为一旦发生事故，蓄电池可能将几天储存起来的能量几秒种内释放出来，功率有可能放大几十倍到几百倍。集中式储能如果发生事故，会相互传递和叠加，风险系数随着电站的容量而加大。

02-储能电站的安全风险在哪里，还可从设备原理和防护角度去解释。

蓄电池分为正负极两个极性，这两极要保持绝缘，负载和蓄电池也要电气隔离，防止传导，因为负载是储能电站控制不了的，这个绝缘和隔离主要依赖绝缘材料和电气开关。但是，绝缘材料和导电材料并不是非常严格，在一定条件下会相互转化，绝缘材料在高温下有可能碳化，变成导电材料，隔离开关在高压下也可能击穿，功率器件开关管，在反向高压，浪涌冲击下，也有可能非正常导通。

电力储能是解决光伏风电等新能源波动性有最效的办法，而光伏风电又是国家达成碳中和目标最关键的方式，从碳中和的主线路径来看，电力行业中，光伏加储能是整个电力探索的主线，所以尽管电力储能遇到一些困难，但国家不会取消，反而会加大力度开发，继续向前推进。

集中式储能，要配置非常强的安全防护措施，成本将会很高；组串分布式储能，采用直流耦合的方式，把储能蓄电池分散，同组串式逆变器放置在一起，这样就可降低储能电站的风险。

目前光伏储能方式有两种：

一种是集中式交流耦合，光伏发电先逆变为交流电，再从交流端通过DC-AC变换进入蓄电池。

另一种是组串分布式直流耦合，光伏发电从直流端通过DC-DC变换进入蓄电池。

目前集中式储能基本上采用交流耦合，因为国内的并网逆变器技术和双向PCS技术都非常成熟。直流耦合主要用于离网电站和小型并网储能项目。

MIN 2500-6000 TL-XH系列户用储能并网逆变器，采用直流耦合的方式，从逆变器直流母线侧引出两根线，先接直流DC-DC变换器，再连接储能电池。

组串式分布式直流侧储能和集中式交流侧储能的对比优势：

1、在光照好时，分布式直流侧储能可以充分利用超配削峰的电能来充电，减少电量损失，交流耦合没有这个功能，超配减少的费用可以弥补加装储能的费用。

2、在光照一般时，分布式直流侧储能，光伏和蓄电池可以同时逆变，让光伏平滑输出，这个实现的难度要比用交流耦合低很多。

3、 直流DC-DC变换器比双向DC-AC变换器成本更低，效率更高。

4、分布式直流侧储能更安全，安全风险程度不会叠加，一个储能电池发生问题，也不会传递到另外一个电池。