发布时间: 2026-04-16
在国家“双碳”战略背景下,储能产业作为能源结构转型的重要环节得以迅速发展。随着储能应用及场景的多样化发展,储能系统集成技术路线不断深化,其中集中式储能系统、组串式储能系统各自展现出独特的优势与适用场景,对于促进可再生能源的高效利用及确保电力系统的稳定运行发挥着至关重要的作用,成为能源市场关注的焦点。

针对特定应用场景,选择适合的储能系统集成技术路线至关重要。总体来看,组串式储能在户储和工商业领域实现广泛应用,而集中式储能则在大储领域占据主导地位。本文将从经济性、安全、稳定、系统效率等多个维度,对比集中式与组串式储能系统两种解决方案的特点与优劣。
系统结构
集中式储能通常单台设备容量大、体积大,采用集装箱式装配方式。其系统结构为Pack电池串联组成电池簇,多个电池簇在直流侧并联,汇入一个储能变流器转换成交流电,再经由变压器升压后接入电网。

集中式储能系统在大规模储能应用中表现出色,如电网侧储能和大型可再生能源电站的配套储能。
组串式储能一般采用模块化设计,由多个较小容量的储能单元串联而成,每个单元都具备独立的控制和管理功能。这种分散式的架构赋予组串式储能高度的灵活性和可扩展性。

组串式储能系统结构为Pack电池间串联组成电池簇,单个电池簇接一台储能变流器并转换成交流电,多台储能一体柜并联经交流汇流后,接入变压器升压接入电网。
在分布式能源系统中,如家庭屋顶光伏和小型储能电站,组串式储能能够根据不同的能源产生和消耗模式进行精准配置。它可以实现对单个储能单元的精细化管理,从而提高整个系统的效率和可靠性。
系统成本

集中式PCS拓扑结构
集中式储能系统结构相对简单,逆变器数量明显减少,同时系统技术相对成熟,单位造价低,系统的初始投资和维护成本较低。

组串式PCS拓扑结构
组串式储能系统由多个模块化PCS组成,采用更多的优化器和监控设备,接线较复杂,总体的投资成本可能较高。
系统效率
集中式储能系统采用多电池簇在直流侧并联的结构,长期运行会出现电池簇放电深度不一的情况,进而导致簇间环流,引起电池发热、老化。
集中式储能系统簇间不一致性问题会造成木桶效应,即系统整体性能受性能最低簇的制约,单簇容量衰减影响整柜性能,且这一问题会随着时间推移变得愈发明显,造成系统循环寿命降低,全生命周期充放电量及收益大受影响。

组串式储能系统直流侧无并联,实现储能变流器(PCS)一簇一管理,没有环流导致的电芯一致性失配等问题。
组串式储能系统无簇间“木桶效应”,单簇容量衰减只影响某一簇性能,对系统充放电影响较小,系统循环寿命更高,全生命周期充放电量更高,收益率更高,系统效率可提升5%-8%。
安全性
集中式储能系统单体容量较大,一般为3MWh-5MWh,由8-12簇电池串并联构成。单簇出现热失控容易扩散至整柜,且多个电池簇共用一套消防系统的设计也存在安全隐患,一旦发生事故,可能会引发大面积火灾。

储能消防系统
组串式储能系统采用单簇热管理,每个电池簇单独控制充放电,避免环流影响,实现故障隔离。采用一簇一管理的高效热管理系统,均温性好,电池寿命长,系统运行较为稳定。
此外,组串式储能系统消防配置以单簇为最小控制和隔离单元,发生事故时迅速隔离故障区域,并不会影响到其他储能一体柜,最大限度降低事故影响范围,保障人员安全和系统安全。
安全性

储能电池簇
集中式储能系统具有单台设备容量大、体积大、运输难度高,对安装场地要求高等特点,因此适用场景有限;由于多簇管理的设计,新旧电池难以混用,扩容或补电时必须以舱为单位,灵活性较差。
组串式储能系统电池柜采用模块化设计,最小功率50kW起,可任意搭配组成各种功率和容量的系统;单柜体积小,方便运输、安装,适用于工商业用户侧、共享储能、新能源配储、光储柴微网等多种应用场景。
此外,组串式储能系统支持新旧电池混用,可以根据实际需求灵活扩容或者补电,大大提高了系统的灵活性和可维护性。
稳定性
集中式储能系统一个集装箱由一套热管理系统维护,均温性较差,会对系统稳定性造成一定影响。当单个Pack或单簇出现问题,整柜都要停机检查,运维的时间及人力成本大,同时也会大大影响放电收益。

组串式储能系统采用一簇一管理的高效热管理系统,均温性好,电池寿命长,系统运行较为稳定;发生单点故障时,只会影响故障柜体的工作,其他无故障的柜体可正常运行,对整个系统运行影响小。
调试运维
集中式储能系统电池舱本体大,电池舱现场调试复杂,调试周期较长;集装箱内部空间拥挤,缺乏运维通道;当系统出现故障时,一般需要厂家赶到现场维护,系统停机时间长,运维成本较大。
组串式储能单柜体积小,方便运输、安装。系统采用一簇一管理、单簇整体运维的思路,对于复杂的地形和分散的能源布局具有良好的适应性。

三峡滨海储能电站项目,由1080套组串式储能一体柜组成
即使在部分储能单元出现故障的情况下,组串式储能其余单元仍能继续工作,减少了系统整体的停机风险。系统故障时可精准定位到单簇,方便运维人员及时更换备用模块,运维高效便捷。系统支持新旧电池混用,可以根据实际需求灵活扩容或者补电,大大提高系统的灵活性和可维护性。
应用场景

西永综保区储能电站航拍
集中式储能系统在大规模应用和成本效益方面表现出色,适用于电网级的大型储能项目,能够平衡电力市场的波动,提高电网的可靠性和稳定性。
2024年7月,西永综保区100MW/200MWh电网侧集中式储能电站顺利并网,成为重庆2024年首个并网的电网侧大型储能项目。电站每天两充两放,每天最多可放电400MWh(40万度)电量,满足约7万户家庭一天的用电需求,从而有效提升区域电网的保障能力和调峰能力。
组串式储能系统具备较好的灵活性、可扩展性和可靠性,适合分布式能源系统和对灵活性要求较高的应用场景,如工商业用户侧、零碳园区、新能源配储、台区储能等。
2024年6月,江苏滨海200MW/400MWh储能电站项目顺利并网运行,成为全国最大的组串式储能电站。项目采用1080台组串式液冷储能一体柜,一充一放模式下每次放电可达40万度。依靠组串式储能技术发电功率调节灵活、调节速度快的特性,项目能够以独立主体身份参与江苏电网生产运行,精准对接电网调度指令,集成调峰调频、应急备用电源、黑启动能力及需求侧响应等多元化辅助服务功能。