9月24日,清华大学-中国长江三峡集团有限公司能源电力新技术联合研究院重点项目“大规模先进电力储能关键技术研究与示范项目”50兆瓦/100兆瓦时数字储能示范工程,在内蒙古三峡乌兰察布新一代电网友好绿色电站2#场站通过验收。该项目是全球首座百兆瓦时级数字储能电站,其验收标志着我国数字储能技术实现从科研攻关到规模化工程应用的重要跨越。

项目验收现场合影
技术革新:动态可重构电池网络技术
2020年9月,我国向全世界宣告了“双碳”目标,10月,三峡乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目便获得批复。风电、光伏等新能源装机的快速增长使得储能的调节作用凸显,总装机200万千瓦的示范项目就配套了55万千瓦的储能,该项目也一举成为当时我国最大的风光储一体化示范项目。
据悉,项目以"源、网、储"整体联动为示范,通过风光储一体化建设运行,自主研发应用智慧联合集控中心,创新电网友好型"网-源"协调机制,能有效缓解电网灵活性调节压力,提升地区清洁能源消纳水平。
其中,数字储能电站作为三峡乌兰察布新一代电网友好绿色电站的关键组成部分,于2021年8月开始开展技术攻关。三峡科研院牵头,联合清华大学以及云储新能源科技有限公司组成联合团队,共同攻关“大规模先进电力储能关键技术研究与示范项目”,在乌兰察布绿色电站建设全球首座50MW/100MWh数字储能电站(三峡吉红50MW/100MWh数字储能电站示范工程)。

这座数字储能电站,由46个容量为1.075兆瓦/2.15兆瓦时的储能集装箱构成,包含数字能量交换系统、数字储能集成系统、能量管理与智能运维平台三大核心组件。
由于传统储能系统采用电池固定串并联组合方式,存在着明显的“短板效应”——电池系统的性能取决于最弱的电池单元,这不仅影响整体效率,更埋下了安全隐患。因此,技术团队通过研究毫秒级数字能量交换装置与电池网络智能重构算法,将传统储能系统中电池固定串并组合的连接方式,转变为数字化柔性、可动态重构的电池网络结构,为低成本、长寿命、高安全性数字储能技术规模化应用提供支撑。
清华大学教授、云储新能源科技有限公司创始人、首席科学家慈松表示:“动态可重构电池网络技术,让每个电池模组都成为数字能量管控的节点。系统根据每个电池的实时状态和系统需求,自适应动态重构电池网络物理拓扑,实时屏蔽电池差异性与故障,实现系统最优能量调度。”
这一技术突破意味着,储能系统不再受制于电池一致性的束缚,即使单个电池出现性能衰减或故障,也能将其动态隔离以保证整体正常运行。慈松指出:“动态可重构技术,保障了系统的本质安全。毫秒级的故障检测和微秒级隔离机制,从根本上杜绝了热失控发生和蔓延的可能性。”
示范项目的另一大亮点是基于智能运维需求构建了储能管控云平台,平台汇集海量储能单元的全生命周期数据,建立了定量化的电池健康状态评价指标体系。基于机器学习算法,开发了故障预警与诊断核心模型,提升了系统运行的高效性和可靠性。
慈松指出:“智能运维平台能够发现并精准定位电池模组及单体电池故障,故障定位准确率达到99%以上,大幅降低了人工巡检频率与成本。”
运行实效:数据说话的技术优势
一座电站好不好,最终要靠运行数据来说话。数字储能电站自2024年6月并网以来,已稳定运行超过一年,交出了一份令人瞩目的“成绩单”。
在整整13个月的考核期内(2024年7月至2025年7月),这座电站累计充电量达1516.83万千瓦时,放电量为1390.32万千瓦时。更关键的是其运行效率,能量转换效率平均值为91.03%;年利用系数高达22.18%,显著高于2024年电源侧储能16.14%的行业平均值。
尤为可贵的是,这座数字储能电站展现出了强大的“进化能力”。经过一年的持续海量数据监测与分析、系统调试与优化,其核心性能——电池模组单体一致性得到了显著提升,这背后正是数字储能技术自适应、可优化优势的生动体现。2025年与2024年数据对比显示:代表电池组健康状态的关键指标“模组压差”平均值大幅下降了75%,最大值更是降低了79%。在温度控制方面,充放电过程中的单体最高温度平均值降低17%,模组温升平均值降低32%,意味着电池系统工作在更温和、更安全的环境下,极大地延缓了老化速度,为延长整个电站的寿命奠定了坚实基础。

模组压差统计

充放电过程单体最高温度分布

充放电过程模组温升情况分布
在电网最关心的可靠性与安全性上,数字储能电站的表现同样过硬。其响应调度指令的成功率超过99%,平均响应时间仅1.194秒。更重要的是,长达一年的运行记录显示,数字储能电站未发生过充、过放、过温等异常事件,热失控与内短路风险系数始终维持在安全阈值之内。即使在极端工况下,电池模组的温差控制也表现优异,优于行业常规水平。
这些实实在在的数据共同表明,数字储能电站不仅是一次理论创新,更是一场经过规模化工程验证的实效革命。它让储能系统变得更聪明、更耐用、更安全,为我国大规模发展可再生能源、构建新型电力系统提供了坚实可靠的技术支撑。
行业影响:储能技术的“范式创新”
2024年,该项目入选“国家能源局能源绿色低碳转型典型案例”“国家能源局新型储能试点示范项目”。2025年,该项目入选国家能源局第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单。
数字储能技术的成功示范,为大规模电化学储能的应用提供了新的解决方案。特别是在促进可再生能源消纳、提升电网稳定性方面,这一技术展现出广阔的应用前景。此外,动态可重构技术通过接纳和管理电池差异性,极大放宽了储能系统对电池选型的要求,同时支持退役动力电池无需做单体层面拆解直接梯次利用的新范式,显著降低了全生命周期成本,这将大幅提升储能项目的安全性和经济性。
目前,项目团队已经开始着手数字储能电站技术的转化与推广。随着这套技术在全国更多储能项目中的应用,中国的能源转型将获得更强有力的支撑。
原标题:破局!全球首座50MW/100MWh数字储能电站的“范式创新”
( 来源: 北极星储能网 作者: sunshine )