让“超级充电宝”更智能！华为开启储能系统变革之旅

随着新能源电力装机的快速发展，电力系统面临不断的进化，电力储能技术将成为解决新能源电力稳定供应的关键一环。

作为储能系统最重要的核心部件，电池对于储能容量起着决定性因素。世界上没有两片相同的树叶，而不同电池单元间的差异性也是在所难免。

什么是电池的不一致性？它是指由于受到电池（电芯/电池模组/电池包）在生产和使用过程中所处物理环境（如温度与气压）不同以及化学属性非线性变化的影响，电池与电池之间在容量、内阻与温度等参数上存在差异。

在串联中，各电池模组的荷电状态（SOC，可反映剩余电量）不同，只要有一个电池模组电量充满或放尽，该电池包（PACK）中的全部电池模组都将停止充放电。

而在并联中，各电池模组的电压被强制平衡，当内阻较小的电池模组电量充满或放尽后，其他电池模组也将停止充放电。而这就是所谓的“短板效应”，储能系统的可用电量取决于容量最小的电池包，系统的整体寿命取决于寿命最短的电池包。

不可忽略的是，短板效应会导致固定串并联系统存在“充不满”或“放不尽”的电池模组，严重降低系统有效容量，进而引发系统在安全性、经济性等方面的问题。

解决这一难题的最好办法就是从更精细化的电池包级和簇级管理来降低短板的效应，提升整个储能系统更好放电的能力。值得注意的是，这一次，华为再度站到了行业前沿。

当沉稳的瓦特遇上活跃的比特

伽利略曾说过：“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中探寻。”

而如何将深奥专业的知识普及给大众，也成为华为近年来一直关注的问题。在此背景之下，《比特与瓦特》的系列视频栏目应运而生。

节目中设置了2个生动活泼的角色——“比特”与“瓦特”。两个卡通人物性格截然不同，比特是数字技术、人工智能的化身，他经常提出新趋势与新的解决办法，而瓦特是电力电子技术的化身，它的人设是沉稳、可靠。

当沉稳的瓦特遇到活跃的比特，二者思想的碰撞将会产生怎样的化学反应？

近期，华为推出《比特与瓦特》第六期视频栏目——“能给城市供电的“特大号充电宝”是怎么造出来的？”，让两个卡通人物继续对话行业专家，就华为的智能组串式储能解决方案进行详细解读。

在《比特与瓦特》栏目中，每位专家的观点如同点亮智慧的明灯，将大众从思维局限中解放出来，摆脱“案例教学法有固定流程”的既有思维模式，用全新的视角来探秘华为那些深藏不露的黑科技！

“牵一发而动全身”的难题如何解决？

在沙特红海400MW光伏+1.3GWh全球最大的离网储能项目中，华为通过智能光储发电机解决方案，为沙漠中的“新一代城市”提供100%清洁电力的光储构网，每年可接待百万人次全球游客，树立未来绿色零碳城市的典范。

然而，有一个问题也随之而来：红海新城是全球最大的光储微网项目，储能规模高达1.3GWh。这么大的储能电站，一定会配备大量的储能电池。那么，如何同时有效控制数量如此庞大的储能电池系统呢？

据华为高级专家佘宏武博士介绍，大规模的储能系统，相当于一个巨型的“充电宝”，它是由成百上千个单体电池串并联组成的，由于单体电池本身具有差异，规模越大，电池的短板效应就越明显。关键在于如何通过电池管理充分发挥电芯性能并保障系统安全？

佘宏武博士指出，电池的短板效应是指电池的串并联失配会影响储能系统的可用电量。电池串联失配会导致整个电池簇的可用容量，由容量最小的电池包决定。那么，只要有一个电池包被充满或者放空，整个电池簇的其他电池包容量将无法得到充分利用。

更为麻烦的是，在众多电池组中，如何才能及时知晓是哪个电池出现了问题？

为了解决传统储能方式“牵一发而动全身”的弊端，华为一直着力于打造一种分散式的储能方式，而华为智能组串式储能解决方案也正是在这样的思路下问世。

可以说，华为的黑科技在这方面显现了其独特的优势。它通过电池包优化器实现电池模组级管理，减小电池串联失配的影响。与此同时，再凭借精准的算法对电池包进行可视化监控，实时捕捉异常电池。一旦发现故障异常后，可立即将“问题”电池单独隔离。这样一来，单个电池包充满电或放完电后，就不会影响其他电池包继续充放电。相对于传统方案，华为智能组串式储能系统采用模块化设计，单电池包故障不影响其他电池包的使用，储能电池可用度达到99.99%。

举例而言，华为智能组串式储能解决方案使用的是20尺标准集装箱，额定容量2064千瓦时。华为将2064千瓦时分解成六个电池簇，每个电池簇再继续分成21个电池包。每一簇都有控制器，每一包都有优化器。通过优化器，打破电池包传统的串联模式，可以实现每个电池包单独充放。

实践证明，这样的方式可以有效提升充放电量6%。在此基础上，把每一个电池簇接入智能电池簇控制器中，电池管理系统可以通过智能控制器单独调节每个电池簇的工作电压，让充放电电流保持一致，从根本上避免了偏流的产生。通过单独管理，充放电量又可以提升7个百分点。

值得注意的是，对于关键的散热问题，华为智能组串式储能解决方案也采用了分布式的散热架构。具体而言，每个电池簇独立配置工业空调，这样就可以有效规避集装箱散热效果的差异。一旦一个空调故障，其他空调还可以继续工作，降低散热的影响。而且，冷风和热风的风道也是隔离的，可以避免局部过热造成额外的温升，整个集装箱的温差就可以控制在3摄氏度以内。

简要而言，分散式、模块化的解决方案其实是拆“大桶”为独立的“小桶”，然后在“桶”内各自补短板，最大限度地优化整个系统。只要有这项独门绝技在手，即便故障电池隐藏再好，也无处遁形。

结语

在这个瞬息万变的时代，科技有时会在一夜之间产生翻天覆地的变化。从引领组串式逆变器成为行业主流，到重构智能组串式储能系统架构，华为以领先的技术占位行业的“制高点”，将“智能化、组串式”设计理念融入储能系统，通过智能组串式储能解决方案，让储能系统将变得更高效、更稳定、更安全！