10月26日,国家能源局发布2026年1—9月份全国电力统计数据。四天后的新闻发布会上,又公布了一组新型储能数据:截至9月底,全国已建成投运新型储能装机规模1.67亿千瓦、4.35亿千瓦时,同比增长63%;平均储能时长达到2.61小时,同比提升约0.27小时;等效利用小时数约915小时,同比增加约10小时。
几个数字放在一起,能看到储能行业的一个变化:装机规模持续扩大,单位功率对应的储能容量也在增加,系统正在向更长时长发展。
对于电池系统而言,储能时长增加意味着更多能量配置。但对PCS及其电流测量链路来说,真正值得关注的并不只是电池容量,而是运行功率变化、双向电流测量以及长时间电量积分带来的误差问题。
尤其是一个容易被忽略的指标:零点偏移。
平均储能时长的计算并不复杂:
储能时长=储能能量÷储能功率。
按照国家能源局公布的数据:
4.35亿千瓦时÷1.67亿千瓦≈2.61小时。
这意味着全国新型储能的能量配置与功率配置之比,已经达到约2.61小时。
需要说明的是,这只是全国装机规模的平均配置指标,并不代表所有储能电站都按照0.38C倍率运行,更不能直接推导出PCS实际工作电流必然下降。
PCS直流侧电流主要由功率和直流母线电压决定。即使储能系统从2小时配置升级到4小时配置,只要PCS输出功率和直流电压相同,其对应的电流仍可能保持不变。
但在实际运行中,储能系统并不总是工作在额定功率点。调度指令、SOC限制、温度管理以及充放电策略,都可能使PCS长期处于部分负载状态。
这时,电流测量就面临一个问题:当实际工作电流降低,而传感器零点偏移保持在一定范围内时,这个固定偏差在测量值中的占比会越来越高。
因此,长时储能带来的测量挑战,并不是简单的电流变小,而是低功率运行、长时间积分和双向测量等工况,对零点稳定性提出了更高要求。
储能系统PCS直流侧电流测量位置示意图:

注:图示为典型应用原理示意,实际传感器安装位置及母排结构以整机设计为准。
储能PCS直流侧有一个典型特点:电流方向会随着充放电状态发生变化。
充电时,电流沿一个方向流动;放电时,电流反向。
对于存在固定零点偏移的电流传感器,测量值可以简化表示为:
测量电流=实际电流+零点偏移。
假设传感器存在一个正方向的零点偏移:
l 充电时,测量电流比实际值偏大,积分得到的充电量偏高。
l 放电时,实际电流方向反转,同一个正方向偏移会使测得的反向电流绝对值偏小,放电量因此偏低。
这样一来,往返效率计算中的分子变小、分母变大,最终测得的效率就会低于真实值。
这里需要区分电量与能量。电量积分为:
Q=∫I(t)dt
而能量积分为:
E=∫U(t)I(t)dt
实际储能系统的往返效率通常涉及充入和放出的能量,因此还要考虑直流母线电压随工况变化的影响。下面的计算仅用于说明固定零点偏移的影响,假设充放电电压近似恒定,暂不考虑其他测量误差。
以芯森CM5A 2000 H00为例。
其规格书给出的理论增益为0.2mA/A,失调电流最大值为±0.2mA。按照理论增益折算,对应原边电流偏移约为±1A。
假设一台PCS的直流侧额定电流为2000A,真实往返效率为90%,充放电时间相同,零点偏移取1A。
在2小时工况下,假设充电平均电流为1500A,放电平均电流为1350A。由于零点偏移,充电量多计约2Ah,放电量少计约2Ah。按简化模型计算,测得的往返效率约为89.87%。
如果换成4小时工况,在相同总充电量下,平均充电电流降至750A,放电平均电流为675A。此时,充电量和放电量分别多计、少计约4Ah,测得的往返效率约为89.75%。
工况 | 充电平均电流 | 放电平均电流 | 测算往返效率 |
2小时 | 1500A | 1350A | 约89.87% |
4小时 | 750A | 675A | 约89.75% |
同一个1A零点偏移,在4小时工况下造成的效率测量偏差更大。


相同零点偏移下,不同工况的往返效率测量结果
这并不是说所有4小时储能系统都会出现这种情况,而是说明:在总电量相近、工作电流降低的条件下,固定零点偏移对电量积分的相对影响会增加。
它还有一个容易被忽视的特点:这类偏差并不是普通随机噪声,不会因为多测几个充放电循环就必然相互抵消。如果偏移方向和运行工况保持一致,就可能持续影响效率评价。

同一个零点偏移,为什么会让充电量和放电量同时产生误差?
注: 这张图采用“充电为正、放电为负”的符号约定。正向 +1A 偏移会使充电测量值偏大、放电电流绝对值偏小。图中曲线是原理示意数据,不是CM5A实测波形。
除了初始零点偏移,温度变化也是需要考虑的因素。
储能电站常见的运行方式是谷时充电、峰时放电。夜间充电、白天放电的运行安排,使传感器及其周边电路可能经历不同的温度环境。
电流传感器的零点并非在所有温度下都完全不变。器件内部磁路、电子电路以及安装环境的温度变化,都可能影响最终输出。
但这里不能简单认为温度越高,零点偏移就一定越大,也不能预设温漂方向。
如果夜间充电和白天放电期间的零点变化恰好使充电量高估、放电量低估,那么温度变化就可能进一步放大效率测量偏差;反之,也可能部分抵消。
因此,判断温漂不能只看一个室温测试数据,还需要结合传感器全温域特性、现场温度曲线和充放电电流数据进行验证。
对于长期运行的储能系统,零点稳定性应当成为测量链路误差预算中的独立项目,而不是简单归入一个精度百分比。
储能系统在出厂、安装和调试阶段,通常会按照规定的测试条件进行性能验证。
IEEE 2030.3-2016为电力系统应用储能设备及系统提供了测试程序框架,涉及型式试验、生产试验、安装评估、现场调试和定期试验等环节。
但实验室测试与长期运行监测并不是同一回事。
设备投运后,站内电流传感器承担控制、保护和运行分析等任务。其测量结果还会经过信号调理、ADC采样、数字滤波及后续能量积分。
即使传感器本身具有较好的额定点精度,也不能直接代表整条测量链路的实际精度。
例如,传感器零点偏移可能造成电流积分误差,采样电阻温漂可能改变输出比例,ADC的偏置和量化误差也会进一步影响最终结果。
还需要明确一个边界:储能电站对外电量结算通常依赖关口侧计量装置,PCS内部传感器主要服务于设备控制、保护和运行分析。两者的测量目的和精度管理要求不同,不能直接混为一谈。
因此,站内测量数据更适合用于趋势分析和运行诊断,而要判断效率是否真正下降,还需要结合系统级能量计量及其他损耗因素进行综合分析。
截至2026年9月底,全国新型储能等效利用小时数约915小时。
这个数据反映的是统计期内的等效利用水平,而不是设备实际只运行了915小时。储能系统可能长时间处于低功率运行、待机或辅助设备运行状态。
这也带出另一个容易被忽略的问题:效率统计的时间窗口。
如果只截取充放电窗口计算往返效率,变压器空载损耗、温控系统和其他辅助用电可能被排除在外;如果按照更长的自然时间窗口核算,辅助用电就可能对系统综合效率产生影响。
因此,电池直流侧往返效率、PCS转换效率和包含辅助用电的系统综合效率,需要明确各自的测量边界。
对于长期运行的测量链路而言,还有一个共同要求:零点必须保持稳定。
因为跨日、跨月比较的不只是某一次充放电的结果,还包括不同时间段的累计电量。如果零点缓慢漂移,系统效率变化与测量链路变化就可能混在一起,增加运行诊断的难度。
回到器件本身,储能PCS直流侧的双向大电流测量,不能只看额定电流和额定点精度,还需要关注量程、零点、温漂、磁失调以及动态响应。
以芯森CM5A 2000 H00为例。
该型号采用闭环霍尔补偿原理,原边额定电流为±2000A,原边测量范围为±3850A,最大稳态原边电流为2000A。选型时需要区分测量范围与允许长期运行的电流范围,并结合实际峰值和故障工况进行核对。

零点方面,规格书给出的失调电流最大值为±0.2mA,理论增益为0.2mA/A,折算到原边约为±1A。同时,规格书还分别给出了±0.2mA的失调电流温漂和磁失调电流指标。
这些指标不能简单相加,但都值得纳入系统误差预算。尤其是储能系统存在频繁充放电和磁工作状态变化的情况,不能只看初始失调,还应关注长期运行中的零点稳定性。
在动态性能方面,CM5A 2000 H00的响应时间为0.5~1μs,带宽为150kHz,可以为PCS动态电流测量提供相应的性能基础。
隔离方面,该型号交流隔离耐压为6kV有效值(50Hz、1分钟),瞬态耐压为23kV(1.2/50μs),原副边电气间隙为27.1mm,爬电距离为29.1mm。具体绝缘适用性仍需结合整机电压等级、污染等级和绝缘配合要求进行验证。
当然,传感器只是整个测量链路的一部分。采样电阻、信号调理、ADC及数字处理环节,同样会影响最终测量结果。真正可靠的效率监测,需要在整机层面完成验证。
储能系统从2小时走向2.61小时,再向更长时长发展,改变的不只是电池容量配置,也让运行期测量和能效评价面临新的要求。
对于双向大电流测量,有三个问题值得重视:
第一,不能只看额定电流下的精度。低功率运行时,固定零点偏移占实际工作电流的比例可能明显增加。
第二,不能认为双向测量中的零点误差会自动抵消。在特定偏移方向和充放电工况下,它可能持续造成充电量高估、放电量低估。
第三,不能只关注初始零点。温度变化、磁工作历史和后级采样链路,都可能影响长期测量稳定性。
储能系统的效率评价,最终依赖的是一整条测量链路。从传感器到信号调理,再到采样和能量积分,每个环节都需要有明确的误差预算。
长时储能时代,电池容量在增加,测量系统也需要更加关注那些看似很小、却会随着时间不断累积的误差。