即将直播：光伏储能电站AI三维设计与仿真关键技术与内容剖析

导读：在 “双碳” 目标引领及政策大力扶持的时代背景下，储能行业正经历着迅猛发展。作为构建新型电力系统的重要技术和基础装备，储能电站的建设对于实现碳达峰碳中和目标起着关键作用。而三维设计与仿真技术，正深度融入储能电站行业发展的各个环节，为其带来前所未有的变革与机遇。

一、储能行业发展现状与趋势

随着全球对清洁能源的需求与日俱增，储能技术成为了能源领域的焦点。我国储能市场发展态势尤为迅猛，据相关数据显示，截至 2024 年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达 7376 万千瓦 / 1.68 亿千瓦时，约为 “十三五” 末的 20 倍，较 2023 年底增长超过 130%，平均储能时长 2.3 小时，较 2023 年底增加约 0.2 小时 。新型储能在电力系统中的地位日益重要，其累计装机量首次超越了抽水蓄能，成为电力系统中继火电之后的第二大灵活性调节资源 。

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从市场规模来看，储能市场呈现出爆发式增长。政策的大力推动，如政府工作报告将 “新型储能” 列为快速发展的新兴产业，国家能源局以试点项目等为抓手，鼓励技术多元化，加速完善标准体系；工信部聚焦高安全、高可靠等方向，推动风光储一体化等新模式落地 。这些政策为储能行业的发展提供了肥沃的土壤。同时，技术的不断进步也为储能市场的扩张注入了强大动力。电化学储能、机械储能、化学类储能以及电磁储能等新型储能技术多点开花，锂离子电池凭借能量密度高、成本较低等优势占据绝对主导地位，截至 2023 年底，已投运锂离子电池储能占比 97.4% 。此外，压缩空气储能、液流电池储能、飞轮储能等技术也实现快速发展，多种新技术落地实施，呈现出多元化发展态势 。

展望未来，储能行业前景广阔。随着新能源装机规模的不断跃升，截至 2024 年底，我国可再生能源装机达到 18.89 亿千瓦，同比增长 25%，约占我国总装机的 56% 。新能源供给和消纳的需求将进一步推动储能行业的发展。据中关村储能产业技术联盟预测，2025 年新型储能新增装机预计在 40.8GW 至 51.9GW 之间，新型储能累计装机将突破 1 亿千瓦 。储能电站将在能源存储、调节电力供需、提升能源利用效率等方面发挥更为重要的作用，成为能源领域不可或缺的一部分。

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二、三维设计与仿真技术在光伏及其储能电站中价值

在储能电站的全生命周期中，三维设计与仿真技术发挥着举足轻重的作用。它依托数字化建模、虚拟仿真及数据融合等先进技术，构建起电站全生命周期的数字化镜像，实现了从规划、建设到运营的可视化、精细化管理 。

在规划设计阶段，三维设计与仿真技术能够帮助工程师对储能电站的选址、布局进行优化。通过地理定位，获取当地气象数据，结合卫星地图描绘建筑和光伏排布进行三维建模，计算阴影损失，预测高精度发电量 。例如利用 archelios 软件，能内置全球 8500 多气象站数据库，基于卫星地图进行三维建筑、车棚、地面及光伏排布建模，实现光伏组件智能排布 。这种精准的设计能够有效提高储能电站的发电效率，降低建设成本。

在施工建设阶段，该技术可以进行施工接线模拟，提前发现施工过程中可能出现的问题，如设备安装冲突、电缆布线不合理等 。通过虚拟仿真，对施工流程进行优化，提高施工效率，确保工程质量。以某大型储能电站建设项目为例，采用三维设计与仿真技术后，施工周期缩短了 15%，工程变更次数减少了 30% 。

 archelios 软件

在运营维护阶段，三维设计与仿真技术为运维人员提供了一个可视化的平台。通过实时数据监测与分析，结合三维模型，能够快速定位设备故障点，制定维修方案 。同时，还可以对设备的运行状态进行预测性维护，提前更换即将损坏的部件，降低设备故障率，提高储能电站的运行稳定性和可靠性。

三、储能电站三维设计关键技术

1、数字化建模技术

数字化建模是储能电站三维设计的基础。它通过对储能电站的各个组件，如电池、变流器、变压器等进行精确建模，构建出一个虚拟的三维模型 。在建模过程中，需要考虑组件的物理特性、几何形状、连接方式等因素。例如，对于电池建模，要准确模拟电池的充放电特性、容量衰减规律等 。目前常用的建模软件有SketchUp、Revit、AutoCAD 等，这些软件具有强大的建模功能，能够满足不同复杂程度的储能电站建模需求 。

2、智能布局优化技术

智能布局优化技术是提高储能电站空间利用率和运行效率的关键。它利用智能算法，根据储能电站的场地条件、设备数量和类型等因素，对设备进行合理布局 。例如，通过优化电池簇的排列方式，可以减少电池之间的连接电阻，降低能量损耗；合理布置变流器和变压器的位置，能够缩短电缆长度，减少投资成本 。在实际应用中，一些软件能够通过输入相关参数，自动生成多种布局方案，并通过模拟分析，推荐最优方案 。这种智能布局优化技术能够有效提高储能电站的性能，降低建设和运营成本。

3、储能电站仿真关键技术

（1）电气性能仿真技术

电气性能仿真技术是储能电站仿真的核心技术之一。它主要用于模拟储能电站在不同工况下的电气性能，如电压、电流、功率等 。通过电气性能仿真，可以评估储能电站的稳定性、可靠性以及与电网的兼容性 。例如，在储能电站接入电网时，需要通过仿真分析其对电网电压波动、频率变化的影响，确保储能电站的接入不会对电网的安全稳定运行造成不良影响 。同时，电气性能仿真还可以用于优化储能电站的控制策略，提高其运行效率和响应速度 。

（2）热管理仿真技术

热管理对于储能电站的安全运行至关重要，尤其是在电池组密集的情况下，热量的积聚可能引发安全隐患。热管理仿真技术通过模拟电池在充放电过程中的产热情况，以及散热系统的散热效果，优化热管理系统的设计 。通过热管理仿真，可以确定电池组的最佳散热方式，如风冷、液冷或热管散热等，并合理设计散热通道和散热设备的布局 。例如，通过仿真分析，可以确定在不同环境温度和充放电倍率下，电池组的温度分布情况，从而及时调整散热策略，确保电池组的温度在安全范围内，延长电池的使用寿命 。

储能和动力电池热管理仿真策略控制和多面冷却仿真方法

四、三维设计与仿真在储能电站全生命周期应用

1、规划设计阶段

在规划设计阶段，三维设计与仿真技术为储能电站的方案制定提供了科学依据。通过构建三维模型，工程师可以直观地看到储能电站的整体布局，包括建筑物、设备的位置关系 。利用仿真技术，可以对不同的设计方案进行模拟分析，比较其在发电量、成本、安全性等方面的优劣 。例如，通过改变光伏组件的朝向和倾角，利用仿真软件预测发电量的变化，从而确定最佳的光伏组件安装方案 。同时，还可以结合当地的气象数据、电价政策等因素，对储能电站的经济性进行评估，为投资决策提供参考 。

2、施工建设阶段

在施工建设阶段，三维设计与仿真技术有助于提高施工质量和效率。施工人员可以通过三维模型，清晰地了解各个设备的安装位置和连接方式，减少施工错误 。例如，在电缆铺设过程中，通过三维模型可以提前规划电缆的走向，避免电缆交叉和过长的情况 。同时，利用施工接线模拟功能，可以对施工过程进行预演，提前发现潜在问题，并制定解决方案 。此外，三维设计与仿真技术还可以用于施工进度管理，通过将实际施工进度与虚拟模型进行对比，及时调整施工计划，确保项目按时完成 。

3、运营维护阶段

在运营维护阶段，三维设计与仿真技术为储能电站的稳定运行提供了有力支持。运维人员可以通过三维模型，快速定位设备位置，了解设备的运行状态 。结合实时数据监测系统，将采集到的设备运行数据与三维模型相结合，实现设备的可视化管理 。例如，当设备出现故障时，系统可以自动在三维模型上标记出故障设备，并提供故障原因和维修建议 。同时，利用仿真技术，可以对设备的未来运行状态进行预测，提前安排维护计划，降低设备故障率，提高储能电站的运营效率 。

4、archelios典型案例分析

以某大型光储一体化电站项目为例，该项目充分应用了三维设计与仿真技术。在规划设计阶段，通过 archelios 软件进行三维建模和仿真分析，对光伏阵列和储能系统的布局进行了多次优化，最终确定的方案使发电量提高了 8%，投资成本降低了 10% 。在施工建设阶段，利用施工接线模拟功能，提前发现并解决了多处施工问题，施工周期缩短了 20% 。在运营维护阶段，基于三维模型的设备管理系统，使设备故障平均修复时间缩短了 30%，设备利用率提高了 15% 。该项目的成功实施，充分展示了三维设计与仿真技术在储能电站建设和运营中的巨大优势。

五、 archelios 三维设计与仿真公开课

三维设计与仿真技术作为储能电站行业发展的关键支撑，正深刻改变着储能电站的规划、建设和运营模式。随着技术的不断进步和应用的深入推广，相信在未来的储能电站领域，三维设计与仿真技术将发挥更加重要的作用，为实现能源的可持续发展贡献更大的力量。希望广大从业者能够积极关注和应用这一先进技术，共同推动储能行业迈向新的高度。

2025年8月21日20时，我们邀请《archelios光伏及其储能电站三维设计与仿真》图书作者，Trace Software 中国区总经理，仿真秀特邀行业专家王瑞老师做《零基础光储充项目AI设计仿真：archelios光伏及其储能电站三维设计与仿真》线上讲座，支持反复回看。以下是具体安排：

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来源：仿真秀App