中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:2022年,中國(guó)新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目達(dá)7.3GW/15.9GWh,功率規(guī)模同比增長(zhǎng)200%,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)13.1GW/27.1GWh,單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模與以往相比大幅提升,百兆瓦級(jí)大型儲(chǔ)能項(xiàng)目成為常態(tài)。全國(guó)24個(gè)?。ㄊ校┮衙鞔_的”十四五“新型儲(chǔ)能建設(shè)目標(biāo)總計(jì)規(guī)模超60GWh,遠(yuǎn)超國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中設(shè)置的”2025年30GW“的目標(biāo)。
儲(chǔ)能發(fā)展進(jìn)入”大時(shí)代“。大型儲(chǔ)能,是儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展的關(guān)鍵,也是儲(chǔ)能行業(yè)“十四五”高景氣度且確定性較高的細(xì)分賽道。
大儲(chǔ)系統(tǒng)集成五大技術(shù)路線
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈整體圍繞電池開(kāi)展,主要包括上游原材料及零部件的供應(yīng)商,中游核心環(huán)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成,含電池組、儲(chǔ)能變流器(PCS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)四大關(guān)鍵部分以及其他設(shè)備,主要應(yīng)用在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和微電網(wǎng)四大領(lǐng)域,其中發(fā)電側(cè)受益于新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng),是推動(dòng)儲(chǔ)能市場(chǎng)的主要?jiǎng)恿Α?
按電氣結(jié)構(gòu)劃分,大型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成主要是五大技術(shù)路線:集中式、分布式、智能組串式、高壓級(jí)聯(lián)、集散式。
集中式:低壓大功率升壓式集中并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng),電池多簇并聯(lián)后與PCS相連,PCS追求大功率、高效率,目前在推廣1500V的方案。
分布式:低壓小功率分布式升壓并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng),每一簇電池都與一個(gè)PCS單元鏈接,PCS采用小功率、分布式布置。
智能組串式:基于分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu),采用電池模組級(jí)能量?jī)?yōu)化、電池單簇能量控制、數(shù)字智能化管理、全模塊化設(shè)計(jì)等創(chuàng)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)更高效應(yīng)用。
高壓級(jí)聯(lián)式:電池單簇逆變,不經(jīng)變壓器,直接接入6/10/35kv以上電壓等級(jí)電網(wǎng)。單臺(tái)容量可達(dá)到5MW/10MWh。
集散式:直流側(cè)多分支并聯(lián),在電池簇出口增加DC/DC變換器將電池簇進(jìn)行隔離,DC/DC變換器匯集后接入集中式PCS直流側(cè)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集新技術(shù)
安全、成本、效率是儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問(wèn)題。電池?zé)崾Э?,是目前常?jiàn)的儲(chǔ)能電站安全問(wèn)題,監(jiān)控電池狀態(tài)、溫控是關(guān)鍵環(huán)節(jié);電芯一致性影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率;初始投資成本、循環(huán)壽命決定儲(chǔ)能系統(tǒng)成本。
儲(chǔ)能技術(shù)的迭代核心就是要提高安全、降低成本、提高效率。
1500V集中式
隨著集中式風(fēng)光電站和儲(chǔ)能向更大容量發(fā)展,直流高壓成為降本增效的主要技術(shù)方案,直流側(cè)電壓提升到1500V的儲(chǔ)能系統(tǒng)逐漸成為趨勢(shì)。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)核心產(chǎn)品為1500V儲(chǔ)能PCS。1500V電壓升級(jí)源于光伏,據(jù)CPIA 統(tǒng)計(jì),2021年國(guó)內(nèi)光伏系統(tǒng)中直流電壓等級(jí)為1500V的市場(chǎng)占比約49.4%,預(yù)期未來(lái)會(huì)逐步提高至近80%。1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)也將有利于提高與光伏系統(tǒng)的適配度。
據(jù)說(shuō)某廠商產(chǎn)品數(shù)據(jù),1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)在能量密度、成本、系統(tǒng)效率等方面優(yōu)勢(shì)明顯。比如40尺的集裝箱+280Ah的電芯下,1000V的電池最大裝機(jī)容量為3.3MWh,1500V可以提高到4.5MWh,除了PCS、電池、輔助配件成本可以減少外,人工、地基和土地成本也會(huì)大幅下降。
近年來(lái),陽(yáng)光能源、上能電氣、華為、寧德時(shí)代、科陸、南瑞繼保、雙一力儲(chǔ)能、科華恒盛、錦浪科技等企業(yè)相繼發(fā)布1500V相關(guān)儲(chǔ)能產(chǎn)品,搶占儲(chǔ)能市場(chǎng),并且這種趨勢(shì)逐年加速。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年以來(lái), 采用1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)的招標(biāo)項(xiàng)目超9GWh,其中“中核匯能有限公司2022-2023年新能源項(xiàng)目?jī)?chǔ)能系統(tǒng)集中采購(gòu)項(xiàng)目”,采購(gòu)全釩液流及磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)總規(guī)模達(dá)5.5GWh,明確項(xiàng)目擬采用直流1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。從近期招標(biāo)項(xiàng)目數(shù)量來(lái)看,1500V儲(chǔ)能系統(tǒng)已成為各發(fā)電集團(tuán)主流儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓等級(jí)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:能源電力說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)
智能組串式
目前業(yè)內(nèi)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要采取集中式,多組電池并聯(lián)將引起電池簇之間的不均衡;組串式可以實(shí)現(xiàn)簇級(jí)管理,提升系統(tǒng)壽命,提高全壽命周期放電容量。比如華為提出“一包一優(yōu)化、一簇一管理”的智能組串式方案,解決集中式系統(tǒng)電池容量衰減、一致性偏差、容量失配等問(wèn)題。組串式系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用趨勢(shì)已見(jiàn)雛形,比如華能黃臺(tái)100MW/200MWh項(xiàng)目,是國(guó)內(nèi)首個(gè)采用組串式PCS架構(gòu)的大型儲(chǔ)能電站(PCS由上能電氣提供);山東德州林洋光儲(chǔ)3MW/6MWh項(xiàng)目也采用該系統(tǒng)架構(gòu)(華為提供整套系統(tǒng))。
高壓級(jí)聯(lián)式
高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能技術(shù)方案,主要應(yīng)用于大型儲(chǔ)能電站。
隨著儲(chǔ)能集成系統(tǒng)容量增加,傳統(tǒng)串聯(lián)升壓方案會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。比如,大容量下所需電芯數(shù)量眾多,安全風(fēng)險(xiǎn)較大;隨著電芯循環(huán)次數(shù)增加,電芯本體差異化逐步體現(xiàn),系統(tǒng)一致性變差;受上述兩因素制約,系統(tǒng)單機(jī)容量通常有限,隨著并聯(lián)設(shè)備增加,二次通信、協(xié)調(diào)控制變得更加復(fù)雜。
在這些挑戰(zhàn)下,大容量下高壓級(jí)聯(lián)方案具備一定優(yōu)勢(shì)。高壓級(jí)聯(lián)方案采用“能量裂解”技術(shù),將大容量電池堆和大功率PCS裂解為小容量電池堆和小功率AC/DC功率單元,采用去并聯(lián)組合,每個(gè)儲(chǔ)能單元輸出幾十到幾百伏電壓,將電池堆離散化,既大幅度降低了電池堆電量,減少了電池堆內(nèi)電池單體數(shù)量,又大幅提高了系統(tǒng)容量,提升系統(tǒng)安全性。 目前國(guó)內(nèi)掌握高壓級(jí)聯(lián)技術(shù)的企業(yè):智光電氣、金盤科技、新風(fēng)光、四方股份、國(guó)電南瑞等。
參考資料:《高壓級(jí)聯(lián)式儲(chǔ)能系統(tǒng)在火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻中的應(yīng)用及實(shí)踐_黃思林》
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商,就是開(kāi)展儲(chǔ)能系統(tǒng)集成業(yè)務(wù),向客戶提供成套儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品的企業(yè)。儲(chǔ)能系統(tǒng)是由儲(chǔ)能技術(shù)本體、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、能量管理系統(tǒng)及其它配件等組成的、滿足客戶實(shí)際需求的一整套儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備。系統(tǒng)集成商根據(jù)終端客戶需求設(shè)計(jì)適用于各場(chǎng)景的儲(chǔ)能系統(tǒng),并負(fù)責(zé)組裝成形,確保高效、可靠運(yùn)行,其業(yè)務(wù)龐雜且涉及電化學(xué)、電網(wǎng)調(diào)度、IT等多領(lǐng)域技術(shù)。
2022年度,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,儲(chǔ)能系統(tǒng)出貨量排名前十位的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商,依次為:海博思創(chuàng)、中車株洲所、陽(yáng)光電源、天合儲(chǔ)能、遠(yuǎn)景能源、平高、華能清能院、融和元儲(chǔ)、新源智儲(chǔ)和中天儲(chǔ)能。全球市場(chǎng)中,儲(chǔ)能系統(tǒng)出貨量排名前十位的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商,依次為:陽(yáng)光電源、比亞迪、海博思創(chuàng)、華為、中車株洲所、南都電源、遠(yuǎn)景能源、天合儲(chǔ)能、采日能源和中天儲(chǔ)能。
作為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié),系統(tǒng)集成商上承設(shè)備提供商,下接儲(chǔ)能系統(tǒng)業(yè)主,成為儲(chǔ)能廠商必爭(zhēng)之地。目前,國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)分散,參與者較多,競(jìng)爭(zhēng)也較為激烈。
專業(yè)系統(tǒng)集成商:
擁有豐富的產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn),擁有電力電子、控制管理、大數(shù)據(jù)分析、熱管理方案等方面的專利布局,如海博思創(chuàng)、科陸電子、派能科技。
PCS廠商(多為光伏PCS企業(yè)):
光伏系統(tǒng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)同源性高,進(jìn)入障礙??;客戶重疊,可通過(guò)新能源配儲(chǔ)等方式快速拓展客戶,如陽(yáng)光電源、華為、科華、上能電氣;
電池廠商:
電芯自研,產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局,降本增利,如寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能;
電力企業(yè):
在傳統(tǒng)電廠集成中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),熟悉電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn),在有效配置儲(chǔ)能系統(tǒng)方面有優(yōu)勢(shì),如許繼、平高。
整體來(lái)看,儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商主要有兩種發(fā)展模式:一是一體化發(fā)展模式,PCS、電池廠商縱向延伸價(jià)值鏈,實(shí)現(xiàn)PCS、電芯等儲(chǔ)能系統(tǒng)主要部件自主生產(chǎn)制造,并由自主設(shè)計(jì)部門完成系統(tǒng)集成服務(wù),競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)品一體化銷售,有利于降本增利;二是專業(yè)集成商發(fā)展模式,專注于本身環(huán)節(jié),定位第三方供應(yīng)商,如海博思創(chuàng)、科陸電子等,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于與部分集成商無(wú)利益沖突,銷售渠道廣,通過(guò)集成商快速鋪開(kāi)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商如下(部分):