2000V高压储能系统落地还有多远？

　　储能系统大型集装箱化已经很明显：一个个储能站装机容量可以高达几十MWh、几百MWh，甚至上GWh，对应功率也很大。

　　在这种情况下，电压越高，能耗就越低。一般来讲，1500V高压情况，需要并10kV、35kV的电网，电能则会通过电池存储，并经过逆变器以后再通过变压器并网。在此过程中，一般需要并到高压系统，然后通过电力传输，再传输到终端用户。

　　从2023年开始，光伏逆变器以及光储系统，开始出现从1500V迈向2000V的“征兆”。先是去年7月，阳光电源的2000V高压逆变器投入到陕西孟家湾光伏项目中使用，这是2000V光伏系统在全球范围内的第一次并网验证。

　　而在今年3月，阳光电源发布了光储2000V高压系统技术。众多储能PCS厂商也认为，2000V高压光储时代正在加速到来。

　　据阳光电源测算，相比1500V系统，2000V光伏系统全生命周期投资节省165亿元/100GW;储能系统全生命周期投资节省120亿元/100GWh。

　　在储能极致降本需求下，储能领域的2000V时代正在“狂奔”而来。

　　为什么会是2000V?

　　继1500V高压储能系统成为主流之后，为什么是2000V获得青睐?

　　阳光电源光储集团副总裁李晗指出，从理论上来讲，系统电压越高、功率越高，线损就越小，整体的功率转换效率也就越高，但现实是需要综合考虑安装、运维、产业级的零部件等一系列情况，尤其是在安规方面。

　　“我们发现，如果把系统电压提升到2500V或者3000V，额外投入的成本甚至会超出节省下来的成本。经过综合的测算，我们认为2000V是一个比较合适的电压等级。”李晗如是表示。

　　就2000V的降本来看，逆变器、汇流箱、箱变等设备功率密度随之提升，基础建设、设备运输及后期维护等成本降低，同时由于串联的组件数量增加，直流线缆用量、汇流箱数量、支架用钢量等相应减少。

　　据阳光电源测算，2000V储能系统CAPEX将节省4.5分/W，OPEX将节省7.5分/W，系统效率提升0.4%—0.7%，全生命周期投资节省120亿元/100GWh。

　　2000V高压储能系统挑战有多大?

　　尽管2000V光储高压系统的推进已经打响“第一枪”,但如何走向规模化应用仍面临标准、技术、供应链三大挑战。

　　阳光电源光伏系统标准研究专家杜荣华公开介绍到，当前光伏系统、组件、逆变器、直流线缆等核心设备及零部件的IEC标准仅覆盖1500Vdc，>1500Vdc相关标准仍是空白。同样，储能领域也是如此。

　　而在供应链方面，系统电压等级从1500V到2000V的转变，也意味着从逆变器到连接器每个关键环节都面临这进一步的升级，以适应更高电压环境下电气设备、电气隔离、电弧故障等方面的挑战，保障系统的安全性、可靠性和性能。

　　2000V储能技术处于发轫期。对于率先提出2000V光储系统，李晗也谈到，阳光推动2000伏系统的发展需要全产业链全行业携手努力。目前，阳光电源正从硬件、软件和系统三个层面展开研发，联合行业积极推动2000V高压光储系统标准的制定。

　　储能走向2000V，上游供应链准备如何?

　　从上游来看，符合2000V储能安规器件的发展至关重要，目前正在材料、结构、封装等层级不断提升。

　　在材料研究层级，多晶硅、氮化硅、碳化硅等新材料的应用，以提高器件的开关速度、抗击穿能力和导通特性;

　　在结构层级，如增加JBS(约束区耗尽型结)工艺，减少掺杂，增加结构电场均匀性等措施以提高器件的可靠性和安全性;

　　在封装技术层级，可采用全塑封和全鼓形封装的技术，以提高器件的抗湿敏性和抗震动能力。

　　一定程度而言，储能电压将从1500V提升到2000V，对应储能系统中关键部件的绝缘耐压水平提高，因此2000V储能电压等级将会是电站系统中各关键构件的一个新的挑战，对器件的耐压等级、绝缘强度提出了更高的要求。

　　此外，高电压组串设计及材料的选型提出更高的技术要求。需要通过提升系统电气间隙、爬电距离等安规性能，以及提升线缆绝缘耐压特性。

　　目前，市面上已经有一些厂家推出了2000V安规器件， 如ABB、Infineon、ST、 Mitsubishi及国内头部厂家。

　　其中值得一提的是，在1500V 以及2000V的光伏储能系统中，2000V的碳化硅SiC MOSFET均能使用，近期也有不少厂商推出了2000V的SiC MOSFET产品。

　　英飞凌今年1月推出了多款规格的型号为IMYH200R的2000V SiC MOSFET新品;基本半导体在去年10月发布了第二代SiC MOSFET平台，并表示将推出2000V 24mΩ规格的SiC MOSFET系列产品。

　　未来，随着新材料、新工艺 和新封装技术的应用，2000V安规器件将具备更高的可靠性和性价比，2000V电压储能时代也正加速到来。

　　2000V储能系统对下游产业链影响几何?

　　具体到储能产业链来看，电压等级由1500V提升至2000V后，单串的电芯串数将从极限的416串增加到500串以上，BMS管理难度增大。

　　对比当前正在导入市场的1500V/5MWh储能系统，2000V系统在集成层面的安全、技术挑战进一步加大，集成商的技术壁垒在进一步提高。

　　未来，储能系统集成所需要的整体管控协调能力将会越来越重要。阳光电源也表示，未来储能将会进一步考验电力电子、电化学、电网支撑，以及AI的综合能力，比之新能源车的难度更难。