2025全球储能系统集成技术发展趋势及展望——大储篇

根据EESA数据库统计，2017年以来全球储能装机持续高增，近五年（2019-2023）平均增速为93%。2024年全球新型储能市场新增装机约188.5GWh，同比增长80%。其中，中国新增储能装机107.1GWh，约占全球储能新增装机的57%，是推动全球储能市场发展的重要力量。在此背景下，中国新型储能制造业也乘风而起，全球领先。

数据来源：EESA数据库

从应用场景方面来看，2024年中国源网侧储能新增装机38.8GW/98.9GWh，在我国新型储能装机结构中占92.3%（装机能量口径），居主导地位。因此，大储场景下的储能技术演进已成为影响行业发展的关键变量——电网级储能系统正在从简单的能量存储单元，向具备主动支撑、惯量响应等功能的智能电网核心节点演进。这种定位升级对系统集成技术提出了更高要求：在解决储能电芯容量一致性和电力电子设备功率一致性等核心问题的同时，还须实现毫秒级动态响应、多维度安全防护等复杂技术指标的突破。

数据来源：EESA数据库

根据《2025中国新型储能行业发展白皮书 机遇与挑战》，目前源网侧储能项目较多采用集装箱式储能，较少项目使用机柜式储能。当前主流集成技术主要包括集中式、组串式、交直流一体、高压级联等。从系统架构和管理方式来看，集中式方案通过电池多簇并联后与PCS相连，实现大功率、高效率的能源存储和输出，且集中式储能系统大规模调度能力和成本效益突出，多应用于低压大功率场景。组串式储能系统每个储能单元都具备独立控制和管理功能，其分散式架构赋予了组串式储能高度的可扩展性，在灵活性和安全性上优势突出。

在实际项目应用中，组串式储能系统能够根据不同的能源产生和消耗模式进行精准配置，适用于零碳园区、新能源配储、台区储能等多种应用场景，但当前其仍面临较高的投资和运维成本。交直流一体方案通过将以电池单元为核心的直流系统与PCS为核心的交流系统在结构上和应用上进行一体融合，实现了结构的更优更简。高压级联储能系统采用级联式的拓扑结构，直接输出高压电能，无需通过变压器，大幅提升系统效率。

随着技术发展及市场需求的扩大，未来将呈现出以下几大发展趋势：

趋势一，储能系统能量密度持续提升。随着能量密度的提升，储能系统在单体容量提升的同时，还可有效减少占地面积，降低项目的综合投资成本，因此集装箱式储能系统的能量密度提升将是核心方向之一。相较于传统的3.72MWh系统，20尺5MWh集装箱式储能系统已在电源侧、电网侧以及用户侧等多样化应用场景中均展现出广泛的应用潜力。自2024年下半年起，其在招投标市场和项目应用中的占比持续攀升，招标容量已突破 11GWh。随着大容量电芯技术的逐步成熟和量产，未来20尺储能系统能量密度将持续提升，单体容量将从5MWh向6MWh及更高容量发展。

然而，储能系统整体解决方案的完善，不仅依赖电芯技术的突破，还需配套产品的协同发展以及新技术的研发适配，每个环节都需要时间来逐步完善和适应。一方面，储能变流器、电池管理系统及周边配套电气类产品等也需要与电芯技术同步突破和研制。另一方面，产品的认证和行业规范的完善也是一个逐步适应和发展的过程，需要行业各方参与者共同努力，以确保新技术的安全、可靠和高效应用。

趋势二，储能系统高度集成化成大趋势，交直流一体方案成主流。相较于传统储能系统将电池直流舱与PCS交流舱分离、需现场并网调试的设计模式，交直流一体化方案通过电池单元与PCS设备在结构与应用层面的深度耦合，实现了系统性优化。

首先，交直一体储能系统采用短距离标准化线缆连接电池与PCS，可大幅降低拉弧风险，其安全性有了显著提升；其次，高度集成化的设计，简化了现场安装流程，提高了部署效率，使得设备能够快速并网，显著缩短施工周期，更好地适应当前市场环境；最后，通过更多技术的集成应用，如一簇一管理来解决电池不一致性的短板效应，提高能量转换效率，减少故障损失率，并使系统性能显著提高。

趋势三，构网型储能的渗透率有望大幅提升。随着新能源发电占比持续增长，电力系统对稳定性存在着更高要求，构网型储能在应对新能源高渗透率带来的电力系统稳定性挑战方面具有显著优势，能够为电网提供关键的惯性和稳定性支持，因此未来其市场需求将愈加旺盛。

然而，构网型储能技术具有较高成本及技术壁垒：首先，构网型核心挑战在于储能变流器（PCS）的性能，需要构建起支撑电网稳定运行的电压源，并具备短时过载能力，为了构网型储能的短时扩展能力，PCS需要具备较大的容量冗余，这直接增加了系统成本。其次，由于不同电网或地区存在差异化的构网要求，控制算法、仿真建模需不断创新用以适应多样化的电网环境，故持续创新是第二挑战。最后，多台电压源设备运行时，如何有效协调其他设备，解决可能出现的环流、抢功率等问题，也是构网方案面临的技术挑战之一。

趋势四， 高压级联技术加速渗透。高压级联型储能系统采用级联式的拓扑结构，可以无需变压器直接实现高压电能的输出。高压级联型储能系统由功率储能舱、配电舱及控制舱组成，适用于新能源电站、火储调频、独立储能、大型用户侧储能、构网型储能等应用场景。

当前储能电站规模正从百MWh迈向GWh时代，而高压级联储能系统因其无需经过变压器直接接入电网的特性，在大型储能电站方面具有综合效率高、占地面积小、投资收益高等显著优势。此外，高压级联技术在构网时也更具备优势，主要体现在三个方面：第一，其单套系统功率显著高于低压储能方案（通常达十倍以上），在大规模部署中可减少并联设备数量，从而降低协调控制复杂度；第二，高压级联输出滤波为电抗器，相较于低压储能所需的LC或LCL滤波结构，其控制策略更易实现且能有效规避谐振风险；第三，高压级联直接输出电网，无需配置变压器，避免了变压器高压侧和低压侧构网性能存在差异的问题。

苏州精控能源科技股份有限公司是2025年白皮书的核心编撰单位之一，深度参与了白皮书的撰写与修订工作。