大型儲能

　　大型儲能裝機規(guī)模通常在 MWh 級以上，大電芯有望成為主流。大型儲能系統(tǒng)是推動 可再生能源大規(guī)模應(yīng)用、建設(shè)新型電力系統(tǒng)的重要設(shè)施，可以起到調(diào)峰、調(diào)頻、備用容 量、平滑出力、緩解電網(wǎng)阻塞等作用，包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能等，通常在幾十甚至上 百 MWh，使用的電芯以大容量方形電芯為主。在儲能應(yīng)用中，280Ah 及以上的大容量電芯 能夠有效降低儲能系統(tǒng)成本，并降低集成難度，優(yōu)勢明顯，正逐步在電力儲能場景替代 原有的 50Ah 和 100Ah 電芯產(chǎn)品。 電力儲能大電芯發(fā)展趨勢明顯。需求側(cè)，大型電力儲能設(shè)施的業(yè)主和投資者對 280Ah 大電芯的關(guān)注度快速上升，華能、中國能建等業(yè)主方在其最新儲能電池招標中均要求單 體容量不低于 280Ah。供給側(cè)，自 2019 年寧德時代推出 280Ah 電芯以來，國內(nèi)已超過 10 家電芯企業(yè)推出 280Ah 電池產(chǎn)品;海辰、中創(chuàng)新航等電芯廠商均加碼擴產(chǎn) 280Ah 電芯。

　　戶用儲能

　　與動力和大儲相比，戶用儲能對電芯技術(shù)的要求相對放寬。戶用場景對電池能量密 度等要求相對較低，影響用戶體驗的主要是產(chǎn)品整體設(shè)計，包括電池管理和全屋能源調(diào) 配等，對電芯性能的要求相對放寬，主要強調(diào)安全性和降本。 封裝路線尚無定型。戶用儲能系統(tǒng)規(guī)模在 10kWh 級別，大圓柱電池(單體容量 10Ah50Ah)，方形(50Ah-300Ah)，軟包(30Ah-80Ah)方案均有公司選用，目前戶儲采用的 電芯封裝路線并無定型。 小電芯或?qū)⒊蔀閼魞χ髁?。當前歐洲戶儲市場正經(jīng)歷低壓向高壓系統(tǒng)的產(chǎn)品迭代。 高電壓平臺可降低電流，從而控制系統(tǒng)發(fā)熱量，提高放電效率。儲能系統(tǒng)容量不變的情 況下，高壓系統(tǒng)對應(yīng)的電芯容量減小。例如，低壓平臺儲能電芯多為 100Ah，高壓平臺逐 漸向 50Ah 過渡。100Ah 以下小容量電池在戶用家儲領(lǐng)域仍有較長的應(yīng)用生命周期。 目前我國主要儲能電池提供商多為動力電池制造商。根據(jù) GGII 統(tǒng)計，2021 年國內(nèi) 儲能電池出貨量 48GWh，其中電力儲能電池出貨量 29GWh，同比增長 339%;而根據(jù)全球 研究機構(gòu) EVTank 與伊維經(jīng)濟研究院共 2021 年全球儲能電池出貨量 66.3GWh，同比增長 132.6%，電力系統(tǒng)儲能是主要增量貢獻。2021 年，全球市場中，儲能電池出貨量排名前 十位的中國儲能技術(shù)提供商，依次為：寧德時代、鵬輝能源、比亞迪、億緯動力、派能 科技、國軒高科、?；履茉?、中創(chuàng)新航、南都電源和中天科技。

　　2.2 儲能變流器(PCS)

　　儲能變流器(PCS)又稱儲能逆變器，是連接儲能電池系統(tǒng)和電網(wǎng)的雙向電流可控轉(zhuǎn) 換裝置，能夠在電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)間精確快速地調(diào)節(jié)電壓、頻率、功率，實現(xiàn)恒功率恒流 充放電以及平滑波動性電源輸出。其不僅能滿足傳統(tǒng)并網(wǎng)變流器對直流電轉(zhuǎn)換為交流電 的逆變要求，還可滿足儲能系統(tǒng)“充電+放電”帶來的雙向變流需求，具有對電池充電和 放電功能，可用于光伏、風力發(fā)電功率平滑、削峰填谷、微型電網(wǎng)等多種場合。并網(wǎng)模 式下，在負荷低谷期，儲能變流器把電網(wǎng)的交流電整流成直流電給電池組充電，在負荷 高峰期，儲能變流器把電池組中的直流電逆變成交流電反送到電網(wǎng)中;離網(wǎng)模式下，儲 能變流器與主電網(wǎng)脫開，給本地的部分負荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的電能。

　　2.2.1 儲能變流器產(chǎn)業(yè)鏈及分類

　　儲能變流器上游主要由 IGBT、印制電路板、電線電纜組成，儲能變流器中游為工頻 升壓型儲能變流器、高壓直掛型儲能變流器。儲能變流器下游為風光電站、光伏電站、 電網(wǎng)系統(tǒng)、變電站等。 儲能變流器上游原材料主要為 IGBT、電容、電阻、電抗器、PCB 等電力電子元器件、 機柜、機箱等結(jié)構(gòu)件和其他輔材，上游行業(yè)市場競爭較為充分，除 IGBT 仍以進口為主外， 其他主要電力電子元器件基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。結(jié)構(gòu)件、輔助材料的成本主要為其材料成本， 主要受大宗商品價格波動影響。 目前，國內(nèi) IGBT 市場主要由英飛凌、三菱電機、富士電機等海外廠商占據(jù)，其中占 比最高的是英飛凌，為 15.9%。

　　儲能變流器(PCS)按照電路拓撲結(jié)構(gòu)和變壓器的配置方式可分為工頻升壓 型和高 壓直掛型。根據(jù)級數(shù)不同又可分為單級和雙級拓撲。 儲能變流器按輸出電壓又可以分為兩電平、三電平、多電平三類。三電平拓 撲結(jié)構(gòu) 又可分為 I 型三電平和 T 型三電平。隨著電平數(shù)的增加，PCS 直流側(cè)的電壓等級和輸出 電能質(zhì)量可以被進一步提高。 隨著直流電壓趨近 1,500V,行業(yè)主流拓撲結(jié)構(gòu)多為三電平 拓撲結(jié)構(gòu)。 工頻升壓型 PCS 根據(jù)級數(shù)又分為單級和雙級 PCS。單級結(jié)構(gòu)簡單且效率高，但 電池 容量和電壓靈活性差。雙級 PCS 提高了電池容量和電壓靈活性，但成本 較高，控制相對 單級 PCS 更復(fù)雜，效率更低。中國現(xiàn)有大容量儲能系統(tǒng)多采用單級 PCS，而超大規(guī)模儲 能電站則采用鏈式結(jié)構(gòu)的高壓直掛型 PCS。 按照應(yīng)用場景的不同，PCS 可以分為儲能電站、集中式、工商業(yè)及戶用四大類，主 要區(qū)別是功率大小。