2023中国储能行业蓝皮书.pdf

CIC 灼识咨询灼识咨询储能行业蓝皮书储能行业蓝皮书目录目录2储能行业蓝皮书：储能行业蓝皮书：23行业规模及竞争格局分析行业规模及竞争格局分析商业商业储能系统分析储能系统分析电化学储能储能行业概览储能行业概览1资料来源：全球能源互联网发展合作组织，灼识咨询“碳中和碳中和”已成国家长期发展战略规划已成国家长期发展战略规划2020年年9月，中国首次明确给出碳中和时间表月，中国首次明确给出碳中和时间表2021年两会，碳中和被首次写入政府工作报告，成为国家长期战略规划碳中和被首次写入政府工作报告，成为国家长期战略规划：到2030年，非化石能源占一次能源消费比重将要达到25%左右；到2060年，非化石能源消费比重将占的80%以上2021年年3月，月，碳中和被首次写入政府工作报告碳中和被首次写入政府工作报告2021年年10月起，逐步完善碳中和月起，逐步完善碳中和“1+N”政策体系政策体系确定了碳达峰10大行动关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见国务院关于印发国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知年前碳达峰行动方案的通知 提出10方面31项重点任务，明确了碳达峰碳中和工作的路线图、施工图 确定了能源绿色低碳转型行动、交通运输低碳行动等碳达峰10大行动顶顶层层设设计计“1”确定了碳达峰10大行动政政策策落落地地“N”“十四五”现代能源体系规划碳排放权交易管理办法高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）科技支撑碳达峰碳中和行动方案 2020年年9月月习近平主席在第习近平主席在第七十七十五五届联合国大会发表讲话届联合国大会发表讲话:力争于力争于2030年前达到峰值，年前达到峰值，争取于争取于2060年前实现碳中和年前实现碳中和“碳中和碳中和”背景下我国能源结构调整成明确趋势背景下我国能源结构调整成明确趋势5%5%5%6%8%13%18%21%29%31%11%19%27%46%47%17%16%15%10%9%54%43%32%8%4%0%25%50%75%100%2025E20202030E2050E2060E据全球能源互联网发展合作组织估计，我国新能源装机总量占比将不断攀升：至2030年碳达峰，我国新能源装机总量占比将达到53%，超过传统能源至2060年碳中和，新能源的装机总量占比将来到87%，成为最主要的电力来源至至2060年碳达峰我国各类电源装机总量占比情况年碳达峰我国各类电源装机总量占比情况预测预测火电光伏水电核电及其他风电传统能源新兴能源传统能源新兴能源“碳中和碳中和”趋势下新兴低碳清洁能源将成为电力供应的核心趋势下新兴低碳清洁能源将成为电力供应的核心占比“碳中和碳中和”自自2020年提出后已成为我国长期发展战略规划，顶层设计逐步完善，随着未来碳达峰、年提出后已成为我国长期发展战略规划，顶层设计逐步完善，随着未来碳达峰、碳中和的目标逐步实现，以新兴低碳清洁能源作为电力供应核心的能源结构成明确趋势碳中和的目标逐步实现，以新兴低碳清洁能源作为电力供应核心的能源结构成明确趋势资料来源：国家能源局，灼识咨询 电力系统需保持发电出力（功率）和用电负电力系统需保持发电出力（功率）和用电负荷（效率）的实时平衡，新能源难达要求荷（效率）的实时平衡，新能源难达要求 风电：日内分布昼小夜大，与日内负荷曲线相反，呈现反调峰特性；季节上夏季出力较小，与用户侧需求曲线不符 光伏：日内受太阳辐射变化，发电水平先增后减，与用户侧曲线存在时滞，同时受气象条件影响较大，增加了出力的随机性；季节上，冬季太阳辐射强度较低，不稳定性较大光伏日出电力具有波动性和不稳定性光伏日出电力具有波动性和不稳定性新能源发电呈波动性和间歇性新能源发电呈波动性和间歇性 随着新能源装机容量的迅速增加，我国部分我国部分优位地区风能、光伏的供电上限大幅抬高，远优位地区风能、光伏的供电上限大幅抬高，远远超出其右端消纳能力，发生弃风、弃光现象远超出其右端消纳能力，发生弃风、弃光现象造成资源的浪费造成资源的浪费 2021年全国弃风率达3.1%，青海、蒙西地区达到10.7%和8.9%；全国弃光率达2%，西藏地区甚至达到19.8%，大量可用资源浪费造成的损失动摇了新能源产业的健康发展新能源发展加压消纳，弃风光频现新能源发展加压消纳，弃风光频现 居民和第三产业用电占比不断提高，电网也需要从适应工业负荷向适应民用负荷过渡，由于其单体用电规模小、分布零散且运行不规律，单体用电规模小、分布零散且运行不规律，加大了负荷预测的难度加大了负荷预测的难度 随着小型化、多元化的用户终端（如分布式微电网等）在电力系统中的占比不断提升，用电负荷波动性将进一步增大居民及第三产业用电增加负荷波动居民及第三产业用电增加负荷波动2021年我国部分地区弃光率与弃风率年我国部分地区弃光率与弃风率2011-2021年间我国用电量结构变化年间我国用电量结构变化8.9%2.4%2.3%7.3%2.9%2.5%2.4%2.0%1.8%1.7%1.5%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%青海蒙西0.0%19.8%西藏10.7%陕西13.8%蒙东3.5%2.5%宁夏0.6%4.6%山西河北新疆4.1%甘肃1.1%吉林0.9%弃风率弃光率75.0%73.5%72.2%70.4%68.3%67.5%10.9%11.8%12.9%14.0%16.4%17.1%12.0%12.8%13.1%13.8%14.2%14.1%201120132.2%1.9%201920151.8%202120171.8%1.1%1.2%城乡居民生活第三产业第二产业第一产业占比比率05101520253035404578910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21晴天阴雨多云时间/时光伏功率/MW以清洁可再生能源为主的能源结构当前存在一系列挑战，首先其供电过程存在波动性和间歇性，其次会使消纳以清洁可再生能源为主的能源结构当前存在一系列挑战，首先其供电过程存在波动性和间歇性，其次会使消纳端承压，引发弃风、弃光现象，最后也难以解决居民及第三产业用电增加导致的负荷波动问题端承压，引发弃风、弃光现象，最后也难以解决居民及第三产业用电增加导致的负荷波动问题资料来源：灼识咨询利用储能系统解决可再生能源并网波动性与消纳问题利用储能系统解决可再生能源并网波动性与消纳问题储能配置应对尖峰供电，节省电网投资开支储能配置应对尖峰供电，节省电网投资开支AC/DCDC/ACDC/DCDC/ACPwPb储能系统储能系统新能源发电新能源发电变压器变压器变压器变压器电网电网Pout储能在发电侧参与平抑波动的应用模式储能在发电侧参与平抑波动的应用模式 储能系统可以平抑新能源供电的波动性储能系统可以平抑新能源供电的波动性 当新能源发电出力功率Pw因其波动性和间歇性而超过或不达输出所需功率Pout时，可利用储能系统运作的功率Pb对Pw进行负反馈式调整，以满足负荷端需求 用户侧如需进行电力自发自用，储能系统能提高用电可靠性 储能系统可以提供额外储量支撑储能系统可以提供额外储量支撑 对超发电量进行存储，可以在迫急时缓解调峰压力，也可以将其进行外输 一定程度上也能保障来年供电的充裕度 储能配置可以有效促进对新能源发电的消纳，从而减少弃风、弃光等资源浪费现象的发生非尖峰供电：95%最大负荷尖峰供电非尖峰供电时长8705小时，占全年99.37%0-最大负荷1.05亿千瓦全年时长8760小时超超95%最大负荷为尖峰供电，其占全年运行时长仅最大负荷为尖峰供电，其占全年运行时长仅0.63%江苏省2019年尖峰供电仅有55小时，却需投资约420亿元55小时发电方式发电方式发电机组发电机组机组转动惯量与调频能力机组转动惯量与调频能力火电/水电有发电汽轮机组具有转动惯量，可在电网出现系统性波动时起到延缓和调整作用风电有机组转速较慢，转动惯量较小，调频能力一般光伏无无转动设备，不具备转动惯量，自身不可调频 江苏省2019年全年尖峰负荷供电时长仅占0.63%，若进行直接投资扩容以满足最大负荷水平，则支出高达420亿元左右 储能设备配置可提供可靠容量支撑应对突发性尖峰供电，如采用储能设备配置可提供可靠容量支撑应对突发性尖峰供电，如采用500万千瓦万千瓦/2小小时电池储能以解决上述问题，则投资缩减至时电池储能以解决上述问题，则投资缩减至200亿元左右，大幅节省了电网投资亿元左右，大幅节省了电网投资 风电机组转动惯量小，光伏无转动设备，随着风光电源装机容量的提升，电网应对频率突变的响应能力低下。使用电化学储能为代表的的储能方式，能提供快速响应速率，在电网频率发生系使用电化学储能为代表的的储能方式，能提供快速响应速率，在电网频率发生系统性波动时提供电网惯量支撑，并自动响应进行调频统性波动时提供电网惯量支撑，并自动响应进行调频12储能配置支撑系统惯量，补充电网调频能力储能配置支撑系统惯量，补充电网调频能力常规能源新兴能源储能系统在解决新能源发电所面临的挑战中发挥重要作用，不仅能够平抑新能源并网的波动性，还储能系统在解决新能源发电所面临的挑战中发挥重要作用，不仅能够平抑新能源并网的波动性，还能有效应对尖峰供电，节省电网投资，也能对新能源发电较差的调频能力予以弥补能有效应对尖峰供电，节省电网投资，也能对新能源发电较差的调频能力予以弥补1236资料来源：灼识咨询储能行业按照用户类型划分，可以划分为商业储能以及户用储能，其中商业储能分为表前储能和表储能行业按照用户类型划分，可以划分为商业储能以及户用储能，其中商业储能分为表前储能和表后储能，户用储能为表后储能后储能，户用储能为表后储能户用储能户用储能商业储能商业储能户用储能指小型用户侧储能系统，通常为表表后储能后储能以及便携式储能便携式储能，并主要与户用光伏与户用光伏配合安装配合安装，为小型用户提供与储存电力商业储能指大型工商业用户侧储能系统，既有表前表前也有表后储能表后储能，能够与与电源配合安装电源配合安装与独立安装独立安装，为大型用户提供与储存电力主要储能形式主要储能形式应用领域应用领域使用场景使用场景表前储能表前储能表后储能表后储能表后储能表后储能主要作用主要作用主要类型主要类型发电侧储能发电侧储能电网侧储能电网侧储能工商业储能工商业储能家庭储能家庭储能 热储能 电化学储能 氢储能 电化学储能 氢储能 电化学储能 电化学储能 新能源电站 传统电站 独立储能站 电网变电站 工业园区发储能站 商业楼宇储能站 电力调峰 辅助动运行 系统调频 可再生能源并网 缓解电网阻塞 延缓输配电扩容升级 电力自发自用 峰谷价差套利 容量电费管理 提升供电可靠性 家庭发储设备 小型商户发储设备便携储能便携储能 便携储能设备 电力自发自用 容量电费管理 提升供电可靠性 提升供电可靠性 电化学储能用户侧场景用户侧场景优势优势 技术成熟成熟 使用寿命长寿命长 储存能量大能量大 可靠、经济、寿命周期相对长相对长，技术相对成熟相对成熟，运行灵活反应快捷，效率可以较高 寿命周期相对长相对长，循环循环次数多，次数多，少维护 响应速度快速度快，充放电时间快 效率相对高运行温度区间大 储存能量大，可储存时间长缺点缺点 成本高高 存在高发热量高发热量的问题 应用场合十分局限 选址受地理限制，有难度和局限性 能量密度偏低，有放电损耗 能量密度低，自放电损耗大 效率较低应用应用范围范围 应用非常广泛应用非常广泛 在再生能源发电上有一定作用 抽水应用电力系统调峰填谷、调频、调相、事故备用；压缩空气仅适用大规模风场；飞轮适用于配电系统 超级电容器适合配合其他储能手段 超导在电网应用少，技术难度高 可用于发电，汽车等 正处于产业探索阶段，有部分氢储能项目建成数据来源：灼识咨询目前主要储能技术为机械类储能，而电化学储能有着储能响应速度快、环境适应性强，并可进行双目前主要储能技术为机械类储能，而电化学储能有着储能响应速度快、环境适应性强，并可进行双向调节和分散配置的特点，随着技术成熟，电化学储能越来越多的投入到应用中向调节和分散配置的特点，随着技术成熟，电化学储能越来越多的投入到应用中按照储能技术的不同可分为电化学储能、机械类储能、电磁储能、热储能、化学储能等。其中电化学储能因为技术成熟技术成熟，使用寿命长使用寿命长等优点，应用非常广泛机械类储能机械类储能:抽水、压缩空气、飞轮电磁储能：电磁储能：超级电容、超导热储能：热储能：热能隔热容器氢氢储能：储能：电解水生成氢，也可制成甲烷等储能技术分类储能技术分类电化学储能：电化学储能：二次电池液态电解质1234587.8%10.2%0.0%1.9%0.1%电化学储能热储能化学储能电磁储能机械类储能中国电力储能市场累计装机规模，中国电力储能市场累计装机规模，2021锂离子电池锂离子电池钠离子电池钠离子电池液流电池液流电池铅蓄电池铅蓄电池安全性问题、目前成本较高、电池寿命及均衡问题能量密度低、不能深充深放、循环寿命问题、环保问题环境要求较高环境率温不度高要、求需较辅高助、液转泵功速率度、快能，量组密态度方大式，灵响活技术成熟、性价比较高能量密度高，响应速度 快、循环寿命高蓄、电能容量量与大功、率可分深开度控充制5-15年5-15年10-15年5-20年磷酸铁锂离子电池、三元锂离子电池等由铅及其氧化物制成钠硫电池、钠盐电池、钠空气电池等全钒液流电池、铅酸液流电池等产业化应用，主导地位产业化应用产业化应用，快速发展产业化应用94.6%2.2%1.2%2.0%锂离子电池液流电池铅蓄电池纳基电池中国电化学储能市场累计装机规模，中国电化学储能市场累计装机规模，2021电池电池类型类型使用使用寿命寿命发展发展现状现状主要主要缺点缺点主要主要优点优点数据来源：中国储能网，灼识咨询电化学储能主要技术包括锂离子电池、铅蓄电池、钠离子电池以及液流电池，其中锂电池是目前主电化学储能主要技术包括锂离子电池、铅蓄电池、钠离子电池以及液流电池，其中锂电池是目前主流，钠离子电池及液流电池技术也是目前行业研发的焦点流，钠离子电池及液流电池技术也是目前行业研发的焦点目录目录9储能行业蓝皮书：储能行业蓝皮书：23行业规模及竞争格局分析行业规模及竞争格局分析商业商业储能系统分析储能系统分析电化学储能储能行业概览储能行业概览1储能行业自储能行业自“十二五十二五”规划被写入国家级政府文件规划被写入国家级政府文件后，从研发示范向商业化初期，再走向全面规模后，从研发示范向商业化初期，再走向全面规模化、市场化的过程中，得到全周期的顶层设计支持，政策环境持续向好化、市场化的过程中，得到全周期的顶层设计支持，政策环境持续向好20172011年年3月月第十二个五年规第十二个五年规划纲要划纲要：适应大规模跨区输电和新能源发电并网的要求，加快现代电网体系建设依托信息、控制和储能等先进技术，切实加强城乡电网建设与改造，增强电网优化配置电力能力和供电可靠性储能在我国“十二五”纲要中被首次提及，自此储能成为我国能源生产与消费储能成为我国能源生产与消费革命中的重要研究和创新方向革命中的重要研究和创新方向2016年年12月月能源生产与消能源生产与消费革命战略费革命战略（2016-2030）：推进能源生产智能化，加快开发先进储能系统，建设基于用户侧的分布式储能设备发展储能和电动汽车应用2017年年9月月关于促进储能技术与产业关于促进储能技术与产业发展的指导意见发展的指导意见：十三五期间，实现储能研发示范向商业化初期过度十四五期间，储能产业规模化发展，储能在推动能源变革和能源互联网发展中的作用全面展现进一步加快储能研发创新，将重心放在新型储能的试点运用，推动储能的产业孵化，培育一批未来领军企业“十三五”规划期间孰能是我国重点发展的战略性新兴产业战略性新兴产业2018年年2月月关于提升电力系统调节能关于提升电力系统调节能力的指导意见力的指导意见：加快新型储能技术研发创新，开展在风电、光伏发电配套储能设施试点工作2021年年2月月推进电力源网荷储一体化和多推进电力源网荷储一体化和多能互补发展能互补发展：探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统发展路径 利用存量常规电源，合理配置储能，统筹各类电源规划、设计、建设、运营，优先发展新能源，推进多能互补2021明确新型储能作为市场主明确新型储能作为市场主体并发挥产业推动作用体并发挥产业推动作用积极推动新型储能作为独立储能调度电力市场，向规模化、市场化发展2021年年7月月关于加快推动新型储关于加快推动新型储能发展的指导意见能发展的指导意见：到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3000万千瓦以上，在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用到2030年，实现新型储能全面市场化发展2022年年6月月关于进一步推动新型储能参关于进一步推动新型储能参与电力市场调度运用通知与电力市场调度运用通知：新型储能可作为独立储能参与电力市场充分发挥独立储能技术优势提供辅助服务，由相关发电侧并网主体、电力用户合理分摊2021年年8月月新版新版“两个细则两个细则”：新型储能列为市场主体明确新型储能调度技术指导和管理内容2011新型储能全面规模化、市场化发展新型储能全面规模化、市场化发展储能由研发示范向商业化初期过渡储能由研发示范向商业化初期过渡第一份储能发展的第一份储能发展的“顶层设计顶层设计”出出台台储能产业的政策环境稳中向好储能产业的政策环境稳中向好2021年年3月月第十四个五年规划和第十四个五年规划和2035年年远景目标纲要远景目标纲要：在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业资料来源：灼识咨询资料来源：灼识咨询商业储能方案中目前以电化学储能为主，储能解决方案通常由储能系统集成产品和储能系统软件产商业储能方案中目前以电化学储能为主，储能解决方案通常由储能系统集成产品和储能系统软件产品共同组成，另外储能解决方案的安装建设和运营也是非常重要的环节品共同组成，另外储能解决方案的安装建设和运营也是非常重要的环节电芯电芯电池组电芯 电芯电池组BMS消防系统温控系统变压器变流器储能系统集成产品储能系统集成产品光伏光伏风机风机电厂电厂风机逆变器风机逆变器储能系统储能系统集成产品集成产品储能变流器储能变流器电力用户电力用户EMS监控平台监控平台电力电力电网电网/变电站变电站信息信息光伏逆变器光伏逆变器储能系统储能系统EMS监控平台监控平台发发电电侧侧储储能能工工商商业业储储能能商业电化学储能解决方案示意商业电化学储能解决方案示意1122电表电表表前表前表后表后储能系统集成产品储能系统集成产品储能系统软件产品储能系统软件产品商业电化学储能解决方案商业电化学储能解决方案储能设备提供商提供储能系统中某个或者多个硬件设备硬件设备（例如集装箱储能产品）（例如智慧能源管理平台）系统平台提供商会向储能电站提供能能源管理源管理、用量监控用量监控等软件系统软件系统 提供整体解决方案，主要由储能系统集成产品储能系统集成产品以及储能储能系统管理软件系统管理软件组成，会根据场景将微电网内各部分连接在一起形成整体系统安装建设安装建设储能储能运营运营 向用户提供储能站整体安装安装以及建设建设的服务向用户提供储能站运营运营、管理管理及维护维护等系列服务（例如基于绿能管理平台）21112数据来源：灼识咨询商业储能产业链上游为各类硬件设备和软件系统，中游为储能系统提供商、储能系统软件提供商以商业储能产业链上游为各类硬件设备和软件系统，中游为储能系统提供商、储能系统软件提供商以及储能解决方案提供商，下游应用场景包括发电侧、电网侧以及工商业储能及储能解决方案提供商，下游应用场景包括发电侧、电网侧以及工商业储能上游上游中游中游下游下游电池电池储能逆变器储能逆变器电池管理系统电池管理系统储能系统集成产品储能系统集成产品储能系统软件产品储能系统软件产品其他其他如消防等如消防等储能系统运维储能系统运维新能源电站新能源电站传统电站传统电站电网公司电网公司工商业工商业发电侧发电侧电网侧电网侧工商业储能工商业储能储能系统安装储能系统安装 储能产业链上游包括电池组、储能逆变器等硬件设备制造提供商，电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）等软件系统开发提供商。储能产业链中游包括储能系统提供商、储能系统平台提供商以及储能集成方案提供商，其中储能系统提供商主要负责提供储能系统中某个或多个硬件设备的集成；储能系统平台提供商主要负责软件类包括能源管理、电池管理等系统的集成。储能集成方案提供商是综合解决方案商，主要负责整体电站的集成、建设、安装、运维等事项。主要负责硬件设备的集成主要负责硬件设备的集成主要主要提供管理提供管理软件和系统软件和系统 储能产业链下游包括发电侧、电网侧及用户侧三大类应用场景。发电侧应用场景包括新能源电站及传统电站；电网侧应用场景主要为电网公司的使用；工商业储能则主要面向工商业企业等。储能解决方案储能解决方案适用领域适用领域13资料来源：灼识咨询储能系统集成产品常以集装箱作为载体，可依据其分布方式进一步划分为集中式储能系统和分布式储能系统集成产品常以集装箱作为载体，可依据其分布方式进一步划分为集中式储能系统和分布式储能系统，而按照其温控系统差异区分为风冷式储能系统和液冷式储能系统储能系统，而按照其温控系统差异区分为风冷式储能系统和液冷式储能系统大规模储能系统往往与电网配套，以集装箱作为载体，在其中组装了电池系统、能量管理系统（大规模储能系统往往与电网配套，以集装箱作为载体，在其中组装了电池系统、能量管理系统（EMS）、电池管理系统（）、电池管理系统（BMS)、变流器系统、变流器系统(PCS）、温控系统、消防系统）、温控系统、消防系统等，通常我们按其分布方式和温控系统形式以进一步细分等，通常我们按其分布方式和温控系统形式以进一步细分。核心差异核心差异示意图示意图特点特点集中式储能系统集中式储能系统分分布布方方式式电池串联形成电池簇，电池簇并联形成容量2-3MW电池堆，通过500KW-1.5MW的集中式逆变器和电网交互常用于集中式光伏电站等，其所用集中式PCS方案为大功率IGBT模块为基础的变流器储能系统类别储能系统类别电池串联形成电池簇，每簇单独通过逆变器与电网交互，直流侧不并联，交流侧并联，分开控制常用于分布式光伏电站等，使用组串式PCS，功率开关通常采用小电流的MOSFET风冷以空气为电池侧的冷却介质，利用空气对流换热降低电池温度。风冷方案在主要产品形态是空调机组原材料包括压缩机、风机、换热器、电源模块、变频器、传感器、膨胀阀等液冷以乙二醇水溶液等作为冷却介质，将电芯集成后布置在液冷板上形成PACK单元液冷方案在主要产品形态是冷机。整个液冷系统一般由液冷板、管路、快速连接器、冷机构成控制简单、并网逆变器成熟，可以服务于大规模、大功率、长时间的供电场景但多组电池并联会引起电池簇之间的功用不均衡安装地点灵活，投资压力小，分散式散热减少了线路损耗支持功率较小，容量一般小于10MWh分散布局对于监控等软件系统技术提出了更高要求结构简单便于安装，初期投入低常为步入式结构，有风道和过道排布，占地面积较大各电池间温度调节不均匀，对电池使用寿命有所损害风冷本身无火灾爆炸等风险材料贵，工艺复杂，初期投入大，但功耗低，长期更具经济优势液冷系统与电池包高度集成，节约风道等空间，占地面积小散热效率高且均匀，电池寿命长有漏液风险，存在一定运维成本大型风光电站电网侧独立储能电站大型用户侧储能大型微电网火储和燃储调频小型工商业光储充电站小型微电网小型工商业地面电站等功率密度相对较低的项目大型地面电站等大容量、使用年限长、高能量比项目分布式储能系统分布式储能系统风冷式储能系统风冷式储能系统温温控控系系统统液冷式储能系统液冷式储能系统调度中心EMS监控平台环境监测仪PCS隔离变压器变压器光伏逆变器变压器光伏逆变器直流PCS调度中心EMS监控平台环境监测仪变压器光伏逆变器变压器PCS变压器PCS变压器风电变流器电池簇电池簇电池簇空调空调控制汇流柜消防系统风冷储能集装箱过道电池簇电池簇电池簇电池簇控制汇流柜水冷机组消防系统水冷管道液冷储能集装箱过道过道14资料来源：灼识咨询储能能源管理系统平台作为储能系统配套的信息管理系统之一，需要具备全面的设备监控分析功能储能能源管理系统平台作为储能系统配套的信息管理系统之一，需要具备全面的设备监控分析功能及运维管理功能，通常包含用户终端、应用层及信息层并链接整体储能系统中的通讯层及设备层及运维管理功能，通常包含用户终端、应用层及信息层并链接整体储能系统中的通讯层及设备层储能储能EMS基本架构示意基本架构示意APP终端终端Web终端终端IV曲线诊断系统曲线诊断系统流量费用管理服务流量费用管理服务消息推送服务消息推送服务统计报表服务统计报表服务数据采集数据采集大数据储存平台大数据储存平台数据处理数据处理作业调度平台作业调度平台服务器服务器路由器路由器通讯机通讯机通讯基站通讯基站数据采集器数据采集器其他硬件设备其他硬件设备光伏光伏/风机逆变器风机逆变器储能变流器储能变流器终端终端应用层应用层信息层信息层通讯层通讯层设备层设备层系系统统平平台台EMS（Energy Management System，能量管理系统），是储，能量管理系统），是储能系统的整体决策系统。能系统的整体决策系统。能量管理系统包括电网级的能量管理系统电网级的能量管理系统和微网级的能量管理系统微网级的能量管理系统，储能系统中主要的的EMS系统为微电网级微电网级应用层应用层信息信息层层 主要包括缓存中间件缓存中间件、数据库数据库、服务器服务器 数据库系统：数据库系统：负责数据处理和数据存储，记录实时数据和重要历史数据，并提供历史信息查询 作业调度系统作业调度系统：储能站的整体与局部电量资源的存储、传输进行监控管理，统计载荷用量 终端终端：包括APP、Web。为储能电站内人员提供全流程的监控与与操作系统 应用层主要功能应用层主要功能包括：能量变换决策系统、能源用量及传输的数据采集上传、实时信息监测、整体运维管理分析、电量可视分析、多接入端远程实时控制等能源管理系统能源管理系统 能源管理系统可以帮助储能站进行数据统计，极大的提升运维效率的；同时能够对接大型电网系统，接受电网端的调度;储能站通过储能站通过EMS搭配调度中心，直接参与电网调度、虚拟搭配调度中心，直接参与电网调度、虚拟电厂调度、电厂调度、“源网荷储源网荷储”互动互动源源网网荷荷储储15资料来源：灼识咨询BMS在电化学储能中至关重要，最核心的功能包括感知、管理、保护和通信。在电化学储能中至关重要，最核心的功能包括感知、管理、保护和通信。BMS能够与能够与PCS、EMS、温控、消防系统全面链接，进行信息交互，为储能站实现智能化管理、温控、消防系统全面链接，进行信息交互，为储能站实现智能化管理电源管理系统电源管理系统BMS（Battery Management System，电池管理系统），电池管理系统），是配合监控储能电池状态的系统。区别于电动车的BMS系统，储能BMS相对更加庞大，一个完整的储能系统BMS由BMS从控单元，电池主控单元及BMS总控单元组成。表现形态为系统搭配电路板测量功能测量功能 对电池参数的测量和估算对电池参数的测量和估算，包括电压电压、电流电流、温度温度等基本参数、状态的监测，以及SOC、SOH等电池状态数据的计算 SOC（State of Charge，电池剩余容量）电池剩余容量）BMS中最重要的参数。SOC算法属于BMS核心控制算法，主流的SOC估算方法有开路电压法、电流积分法、卡尔曼滤波法和神经网络法并结合修正策略来获得高精度的SOC SOH（State of Health，电池健康状态）电池健康状态）用电池容量或内阻变化来表示，用容量时即通过电池运行过程数据估算出当前电池的实际容量，与额定容量的比值即为SOH，准确的SOH会提高电池衰减时其他模块的估算精度。电源管理系统的核心功能电源管理系统的核心功能通讯管理功能通讯管理功能 BMS一端与电池相连，另一端与PSC和EMS相连接，使得储能站能够实现整体的电池信息互通管理功能管理功能 电池的不一致性会影响电池组的性能电池的不一致性会影响电池组的性能，在串联成组的电池组系统中，整个电池组系统的容量由容量最小的单体决定。BMS的管理功能能够通过均衡技术均衡技术来解决整体电池模组的不一致性解决整体电池模组的不一致性，包括电芯生产的不一致性，电化学反应的不一致性 均衡技术主要包括：量耗散型单向均衡量耗散型单向均衡（被动均衡）和能量转移型双向均能量转移型双向均衡衡（主动均衡）保护功能保护功能 BMS监控与电气系统硬件匹配，针对电池的不同表现情况，区分不同的故障等级（轻微故障、严重故障、致命故障），并且在不同故障等级情况下采取包括限功率采取包括限功率或直接切断高压直接切断高压等不同的处理措施处理措施BMS基本架构示意基本架构示意SOC估算估算故障管理故障管理SOH估算估算充电管理充电管理均衡控制均衡控制其他管理其他管理通信接口通信接口BMS主控单元主控单元BMS从从控单元控单元BMS从从控单元控单元BMS总控单元总控单元以太网以太网CANEMSPCS 总控：总控：电池阵列管理单元,对整个储能电池堆的电池进行集中管理 主控主控：电池簇管理单元,负责收集从控单元信息,并采集电池簇信息 从控从控：电池单体管理单元,采集单体电池信息显示终端显示终端 显示终端：显示终端：显示电池运行状态及其他相关信息；用户能够设置相关限制调整 可再生能源并网可再生能源并网,稳定电力输出稳定电力输出 解决可发电再生资源地理分布的不均匀地理分布的不均匀（风力发电集中于北方，光伏发电集中于西部）协助电力使用时间段转移电力使用时间段转移（风力/太阳能在特定时间段产出）稳定电力输出频率稳定电力输出频率,解决日内波动的不可预测性发电侧场景发电侧场景电网侧场景电网侧场景工商业储能场景工商业储能场景 辅助供需实时平衡辅助供需实时平衡削峰填谷削峰填谷，大程度解决峰谷时段发电量与用电负荷不匹配的问题 协助二次调频协助二次调频改善火电机组的AGC（自动发电控制）能力，从而获得更多的AGC补偿收益 电力自发自用电力自发自用工商/家庭通过电储能设备搭配光伏发电设备，自建发储配套，减少电网负荷减少电网负荷 峰谷差价套利峰谷差价套利谷价时为储能设备充电，峰价时减少点网端购电，通过差价节省成本节省成本/开销开销 提升供电可靠性提升供电可靠性保障工商业活动供电稳定性供电稳定性，加强应多突发状况的能力 输配电扩容升级输配电扩容升级提供额外的容量额外的容量支持，增加电量本地消纳，减少输电系统的建设成本 减少电网阻塞减少电网阻塞提供额外的通道额外的通道，减少电网阻塞保障电力系统的安全稳定运营火力发电火力发电商业单位商业单位工业单位工业单位光伏发电光伏发电风力发电风力发电变电站变电站供电线缆供电线缆储能机组储能机组储能机组储能机组储能机组储能机组数据来源：中国储能网，灼识咨询储能应用场景多样，其三大核心应用场景为发电侧、电网侧以及工商业储能，在不同场景下，储能储能应用场景多样，其三大核心应用场景为发电侧、电网侧以及工商业储能，在不同场景下，储能在市场上体现的价值也有所不同在市场上体现的价值也有所不同17资料来源：灼识咨询典型储能系统解决方案包括交流耦合储能方案、直流耦合储能方案以及分布式储能方案，覆盖应用典型储能系统解决方案包括交流耦合储能方案、直流耦合储能方案以及分布式储能方案，覆盖应用场景包括大型风光电站、大型光伏电站、小型工商业、光储充电站等，为下游需求方提供各类具有场景包括大型风光电站、大型光伏电站、小型工商业、光储充电站等，为下游需求方提供各类具有适配性的储能方案适配性的储能方案交流耦合储能方案交流耦合储能方案直流耦合储能方案直流耦合储能方案分布式储能方案分布式储能方案 储能系统集中布局，易于运行管理和电网调度，灵活度较高，在白天负载较多晚上负载较少的区域效用更好方案特点方案特点应用场景应用场景 可应用于大型风光电站、火电机组快速调频、电网侧独立储能电站、大型用户侧储能、大型微电网等组件组件汇流箱汇流箱光伏逆变器光伏逆变器电池系统电池系统储能变流器储能变流器EMS电网电网监控等监控等方案特点方案特点应用场景应用场景方案特点方案特点应用场景应用场景组件组件汇流箱汇流箱光伏逆变器光伏逆变器电池系统电池系统+DC/DCEMS电网电网监控等监控等 能量损耗低，设备投资少，在白天负载较少晚上负载较多的区域效用更好，当负载较小而储能已满，组件可以向电网供电 可应用于大型光伏电站直流耦合、直流微电网等 适用于大型储能系统，可参与电网调频调峰 分布式储能系统接入位置灵活，既可以与外部电网并网运行，也可独立运行，分布式储能系统是能源系统的必要辅助 可应用于小型工商业、光储充电站、小型微电网等 模块化储能系统，对于不同场景具有适配性组件组件光伏逆光伏逆变器变器储能系统储能系统EMS 监控等监控等电网电网负载负载交流配交流配电柜电柜电表电表方案示意方案示意方案示意方案示意方案示意方案示意ACDC通讯通讯18资料来源：CNESA，灼识咨询中国电化学储能市场潜力巨大，中国电化学储能市场潜力巨大，随着电力市场的逐渐完善，储能相关技术持续发展，同时上下游产随着电力市场的逐渐完善，储能相关技术持续发展，同时上下游产业链配套日趋完善，储能市场预计仍将保持快速增长业链配套日趋完善，储能市场预计仍将保持快速增长2016-2026年中国电化学储能市场规模，以累计装机量计年中国电化学储能市场规模，以累计装机量计GW0.270.391.071.713.275.519.0114.5623.2636.7357.38020406080202020182016201720192023E20212022E2024E2025E2026E+82.8%+59.8%年均复合增长率年均复合增长率2016-20212021-2026E82.8%59.8%23.3%2.5%20215.5174.3%工商业储能场景电网侧场景发电侧场景预测2021年中国电化学储能市年中国电化学储能市场分类，以累计装机量计场分类，以累计装机量计中国电化学储能累计装机规模目录目录19储能行业蓝皮书：储能行业蓝皮书：23行业规模及竞争格局分析行业规模及竞争格局分析商业商业储能系统分析储能系统分析电化学储能储能行业概览储能行业概览120市场中主要有三类企业提供储能系统解决方案，它们分别依托储能系统集成产品、储能系统软件产品以及储能市场中主要有三类企业提供储能系统解决方案，它们分别依托储能系统集成产品、储能系统软件产品以及储能系统安装建设服务切入储能系统解决方案领域系统安装建设服务切入储能系统解决方案领域代表公司代表公司依托储能系统软件产品的厂商依托储能系统软件产品的厂商依托储能系统集成产品的厂商依托储能系统集成产品的厂商依托储能系统安装建设的厂商依托储能系统安装建设的厂商基本介绍基本介绍切入储能系切入储能系统解决方案统解决方案业务的形式业务的形式特点特点 储能系统价值量最高部分的供应者储能系统价值量最高部分的供应者，可围绕自身产品特性进行专有化的储能系统解决方案设计，进一步放大产品价值 核心技术巩固护城河核心技术巩固护城河，对下游议价能力较强 BMS或EMS软件服务商，依赖数字化对系统寿命和运行效率赋能，从而与优秀资源接洽，由下游带动参与完整解决方案设计 厂商软件设计广泛适用于各储能产品，选择以储能系统解决方案作为载体之一落实 单一或某些电气器件起家，逐步延伸生产链至全系统产品及配套软件、运营服务 只生产部分核心器件，通过采购方式补充系统集成产品所缺失的部分 始终专注于储能系统集成产品提供，进行全产业链的研发制造布局 各类型风光电站EPC承包商，将储能系统解决方案设计纳入整体电站的建设体系当中，为客户提供从设计到落地的全套服务 中标电站EPC总包项目后，再进行招标与专业性更强的单位协同完成解决方案 以信息技术研发公司为主，专注于储能系信息技术研发公司为主，专注于储能系统内某一部件（如电池管理系统）或系统统内某一部件（如电池管理系统）或系统整体（如调度系统）进行软件开