大型儲(chǔ)能

　　大型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模通常在 MWh 級(jí)以上，大電芯有望成為主流。大型儲(chǔ)能系統(tǒng)是推動(dòng) 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(chǔ)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(chǔ)能應(yīng)用中，280Ah 及以上的大容量電芯 能夠有效降低儲(chǔ)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(chǔ)能場景替代 原有的 50Ah 和 100Ah 電芯產(chǎn)品。 電力儲(chǔ)能大電芯發(fā)展趨勢明顯。需求側(cè)，大型電力儲(chǔ)能設(shè)施的業(yè)主和投資者對(duì) 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(chǔ)能電池招標(biāo)中均要求單 體容量不低于 280Ah。供給側(cè)，自 2019 年寧德時(shí)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(kuò)產(chǎn) 280Ah 電芯。

　　戶用儲(chǔ)能

　　與動(dòng)力和大儲(chǔ)相比，戶用儲(chǔ)能對(duì)電芯技術(shù)的要求相對(duì)放寬。戶用場景對(duì)電池能量密 度等要求相對(duì)較低，影響用戶體驗(yàn)的主要是產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)，包括電池管理和全屋能源調(diào) 配等，對(duì)電芯性能的要求相對(duì)放寬，主要強(qiáng)調(diào)安全性和降本。 封裝路線尚無定型。戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模在 10kWh 級(jí)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(chǔ)采用的 電芯封裝路線并無定型。 小電芯或?qū)⒊蔀閼魞?chǔ)主流。當(dāng)前歐洲戶儲(chǔ)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(tái)可降低電流，從而控制系統(tǒng)發(fā)熱量，提高放電效率。儲(chǔ)能系統(tǒng)容量不變的情 況下，高壓系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的電芯容量減小。例如，低壓平臺(tái)儲(chǔ)能電芯多為 100Ah，高壓平臺(tái)逐 漸向 50Ah 過渡。100Ah 以下小容量電池在戶用家儲(chǔ)領(lǐng)域仍有較長的應(yīng)用生命周期。 目前我國主要儲(chǔ)能電池提供商多為動(dòng)力電池制造商。根據(jù) GGII 統(tǒng)計(jì)，2021 年國內(nèi) 儲(chǔ)能電池出貨量 48GWh，其中電力儲(chǔ)能電池出貨量 29GWh，同比增長 339%;而根據(jù)全球 研究機(jī)構(gòu) EVTank 與伊維經(jīng)濟(jì)研究院共 2021 年全球儲(chǔ)能電池出貨量 66.3GWh，同比增長 132.6%，電力系統(tǒng)儲(chǔ)能是主要增量貢獻(xiàn)。2021 年，全球市場中，儲(chǔ)能電池出貨量排名前 十位的中國儲(chǔ)能技術(shù)提供商，依次為：寧德時(shí)代、鵬輝能源、比亞迪、億緯動(dòng)力、派能 科技、國軒高科、?；履茉础⒅袆?chuàng)新航、南都電源和中天科技。

　　2.2 儲(chǔ)能變流器(PCS)

　　儲(chǔ)能變流器(PCS)又稱儲(chǔ)能逆變器，是連接儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)間精確快速地調(diào)節(jié)電壓、頻率、功率，實(shí)現(xiàn)恒功率恒流 充放電以及平滑波動(dòng)性電源輸出。其不僅能滿足傳統(tǒng)并網(wǎng)變流器對(duì)直流電轉(zhuǎn)換為交流電 的逆變要求，還可滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)“充電+放電”帶來的雙向變流需求，具有對(duì)電池充電和 放電功能，可用于光伏、風(fēng)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(fù)荷低谷期，儲(chǔ)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(fù)荷 高峰期，儲(chǔ)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(chǔ) 能變流器與主電網(wǎng)脫開，給本地的部分負(fù)荷提供滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量要求的電能。

　　2.2.1 儲(chǔ)能變流器產(chǎn)業(yè)鏈及分類

　　儲(chǔ)能變流器上游主要由 IGBT、印制電路板、電線電纜組成，儲(chǔ)能變流器中游為工頻 升壓型儲(chǔ)能變流器、高壓直掛型儲(chǔ)能變流器。儲(chǔ)能變流器下游為風(fēng)光電站、光伏電站、 電網(wǎng)系統(tǒng)、變電站等。 儲(chǔ)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(jī)柜、機(jī)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(jìn)口為主外， 其他主要電力電子元器件基本實(shí)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(jià)格波動(dòng)影響。 目前，國內(nèi) IGBT 市場主要由英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)等海外廠商占據(jù)，其中占 比最高的是英飛凌，為 15.9%。

　　儲(chǔ)能變流器(PCS)按照電路拓?fù)浣Y(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(jí)數(shù)不同又可分為單級(jí)和雙級(jí)拓?fù)洹?儲(chǔ)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(jí)和輸出 電能質(zhì)量可以被進(jìn)一步提高。 隨著直流電壓趨近 1,500V,行業(yè)主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多為三電平 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 工頻升壓型 PCS 根據(jù)級(jí)數(shù)又分為單級(jí)和雙級(jí) PCS。單級(jí)結(jié)構(gòu)簡單且效率高，但 電池 容量和電壓靈活性差。雙級(jí) PCS 提高了電池容量和電壓靈活性，但成本 較高，控制相對(duì) 單級(jí) PCS 更復(fù)雜，效率更低。中國現(xiàn)有大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)多采用單級(jí) PCS，而超大規(guī)模儲(chǔ) 能電站則采用鏈?zhǔn)浇Y(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(chǔ)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。