发布时间：2024-09-10 21:20:20 人气：
电机工程学的分支
电机工程学拥有许多分支学科，以下列出几种最广为人知的学科。很多电机工程师的工作只专注其中某一个分支，有些则会涉及到多个分支学科的交叠。有的领域，例如电子工程和计算机工程，则被认为是相对独立的学科。 电力电子学地上供电网络会用到电线杆。
电力电子学主要涉及电能的生成、输送、配送几个步骤，以及一些相关设备的设计。这些设备包括交流-直流转换器（整流器、斩波器、变频器和逆变器）、变压器、发电机、继电器、特殊高压电等应用技术产品及其他电力电子学器件。大多数政府会投资建设并维护输电网络系统，以将各个大型发电机和各地电能用户连接起来。用户通过将电器连接到电网，就可以以商品的形式获得电能，而不需要自己购买发电机发电。电力电子工程师的工作主要是设计和维护电网及相连的电力系统。这种“上网”设施会给予电网额外的电能，或者会消耗电能，或者兼具这两种运作能力。另外有一类被称为“下网”的电力系统则在某些情况下优于“上网”系统，例如，在不能够连接到电网的行驶车辆上。使用卫星控制电力系统是电力电子学研究的方向之一，凭借实时反馈系统，它可以避免功率波动、降低停电事故的概率。例如，中国的北斗卫星导航系统为电力系统的自动化调度、故障录波器、继电保护、监控系统以及发电厂机组自动控制提供了一个统一授时系统，使各个子系统能够依照准确、统一的时间标准稳定工作。 控制工程
在航天飞行时，控制系统扮演关键的角色。
控制工程主要聚焦于建模复杂动态系统的可能行为和设计控制器来促使动态系统按照理想方式演进。控制工程应用广泛，例如民航飞机的飞行系统与推进系统，汽车的巡航定速系统等。发展出优良的控制理论是提升工业自动化的前提之一。工程师会利用电子电路、数字信号处理器、单片机以及可编程逻辑控制器来实现嵌入式系统。随着科技的发展，控制系统本身越来越小，功率损耗越来越低，但是功能却反而不断提升。
控制工程师在设计控制系统（control system）时经常会使用到反馈这个概念。例如，具有巡航定速功能的汽车会持续监视汽车的速度，并报告给控制系统，然后控制系统根据当前汽车的速度调整内燃机的输出功率。假若控制系统能够定时得到反馈，则可按照控制理论做出适当的反应。 电子工程
各种不同的电子组件
电子工程的范畴涵盖了对由电阻器、电容器、电感器、二极管、晶体管等电子组件构成的电子电路的设计与测试。基本的模拟电路、数字电路是构成任何现代电子信息系统的基本元素。
在第二次世界大战之前，电子工程的研究范围只是局限于各种通信技术、雷达、商用无线电以及早期的电视机技术。战后，随着消费性电子器件开始被发展，这一领域也快速扩展到现代电视机、无线电系统、计算机和微处理器。在1950年代下半叶，“电子工程”这个术语逐渐取代了“无线电工程”。
在1959年集成电路被发明之前，电子电路还是由分立的电子组件经过手工安装组成。这些分立电子电路的缺点是占用空间大、电能效率低、速度有限，但仍时常在某些特别应用区域使用。集成电路可以把大量的微电子组件（主要是微晶体管）集成到约同硬币尺寸的一个小芯片上。这也为制造当今到处可见的高功能计算机和其它电子器件提供了可能性。 微电子学
一片Intel 80486DX2微处理器
微电子学主要研究集成电路中极小尺寸电路的设计和微加工（microfabrication）。这极小尺寸电路也可以单独制为普通电子器件。最常见的微电子器件包括半导体晶体管、电阻器、电容器和电感器，它们可以被加工到微观尺寸。纳电子学更加先进，研究范围亦转向特征尺寸达到纳米级别的器件。现代的电子器件已达纳米级别，100纳米工艺技术在2002年亦已成为业界标准。
微电子器件的制造工艺流程需要对硅（在高频率场合则需要用到砷化镓、磷化铟（indium phosphide）等化合物半导体）晶圆进行物理、化学加工，以使之可以提供理想的电荷传输与电流控制（在微电子学中，并非越高越好）。在研究这些制造工艺时，需要许多化学、材料科学方面的知识，而且必须考虑电子在低特征尺寸下的量子力学效应。基础的半导体器件包括二极管、双极性晶体管、金属氧化物半导体场效应管和金属半导体场效应管等。 信号处理
感光耦合组件上的拜尔滤波器（Bayer filter）可以提供每个像素上光的红、绿、蓝颜色数值。
信号处理是指对信号的分析和控制。信号可以分为模拟信号和数字信号，其中前者随真实信息连续变化，后者则基于代表真实信息的一系列离散数值变化。模拟信号处理一般会涉及音响设备放大或过滤音频信号，电信设备调制和解调电信信号。模拟信号和数字信号能够通过模拟数字转换器、数字模拟转换器相互转化。作为现代多媒体技术的基础，数字信号处理则常常牵涉采样信号的数据压缩、检错（error detection）、纠错（error correction），尤其是线性时不变系统理论、傅里叶变换等基本理论。
信号处理涉及到很多数学理论与大量数学运算。随着通信、控制、广播电视、电力电子学、生物医药工程等方面的发展，信号处理的应用范围不断扩大。虽然随着数字信号处理的迅速发展，很多模拟系统已被数字系统替代，但模拟信号处理仍然是许多控制系统中必不可少的部分。
数字信号处理能够在现场可编程逻辑门阵列、专用集成电路、微处理器上获得实现。在许多现代电子系统与电子产品内部都可以找到专具数字信号处理器功能的集成电路，如标准清晰度电视、高清晰度电视、无线电与行动通信器件、高保真音响设备、杜比声音降躁算法、 全球移动通信系统移动电话、 数字音频播放器、摄影机与数字照相机、汽车控制系统、静音耳机、数字频谱分析仪（spectrum analyzer）、智能火箭导航、雷达、各种各样的图像处理、视频处理（video processing）、语音处理等等。 通信工程
地面上的圆盘式接收天线是卫星通讯系统的重要装备。
远程通信主要关注信息于同轴电缆、光导纤维、自由空间等等沟道的传送。为了实现信息在自由空间中的传送，就需要将信息编码注入频率适合传送的载波里，这过程称为调制。常用的模拟调制技术包括振幅调制和频率调制两种。调制技术的选择会影响系统的成本和性能，通常工程师需要从多方面衡量这两个因素的利弊，以获得最好的效果。
一旦确定了通信系统的信息传播特性，通信工程师就就可以开始设计发送机（Transmitter）和接收机。有时，这两种装置可以组成一个双向通信系统，同时实现发送和接收的功能，此种系统则称为收发器（Transceiver）。在设计发送机时，需要重点考虑的是功率损耗，而这项参数又与其信号强度密切相关。如果发送信号的强度不够高，那么信号很可能会被噪声干扰，所需的信息便不能正确到达接收机。
随着移动电话成为人们日常生活中常见的便携设备，技术人员逐渐为之添加了很多语音通话之外的附加功能，例如短信、Wi-Fi，使得电话也成为了移动互联网设备。这些方便、快捷的服务，都基于通用分组无线服务、EV-DO或3G这类基础通信技术。目前，4G已经处于研究、测试阶段。 雷达测速装置
仪表、传感器利用物体在不同条件下表现出的不同状态来测量物理量，例如压力、温度等。由于电信号能够方便地处理（模拟信号处理、数字信号处理），因此许多现代仪表采用电传感的原理工作。为了制造这些仪表装置，设计人员需要具备良好的物理学基础知识，特别是电磁学、材料科学、半导体物理学等子学科。例如，雷达测速计利用观察者感觉到行进中物体的频率与其波的本身频率的差别（多普勒效应）来实现测速；而热电偶则利用温差电来测量温度。
控制系统通常需要从外部获取信息，并给予外界一定的控制信号。仍以汽车为例，巡航定速系统需要使用速度传感器或速度仪表来监视汽车的运动状态，然后将此信息传递给中央处理器，中央处理器则根据驾驶者预先设定的目标速度和当前速度的差异来决定发动机工作的状态。因此，测量技术是控制工程的一个重要的组成部分，只是它更关注物理量的提取。目前，测量技术正向着小型化、快速化发展，其精度也不断提高。 计算机工程
超级计算机在计算生物学和地理信息系统中起着重要作用。
计算机工程主要是指计算机和计算机系统的设计。它包含了计算机硬件、便携式电子产品、超级计算机等的设计。计算机工程还涉及了硬件系统的软件。然而，计算机工程通常不涉及那些与硬件关联较小的应用软件设计，那些部分通常被视为软件工程的范畴。随着计算机工程的发展，专用集成电路和系统芯片等集成电路的集成规模不断提高，功能也不断增强。
集成电路的规模自出现始，就在不断增大。目前，超大规模集成电路的设计、仿真、验证都逐渐得到电子设计自动化工具的支持。设计师现在可以专注于构建电路系统的逻辑功能，而在计算机辅助下完成布线、布局、版图方面的繁琐任务。主流的硬件描述语言（如Verilog和VHDL）的功能使设计人员能够以类似计算机编程的方式来完成复杂硬件电路的设计。计算机工程专业的从业者需要有良好的电子学基础，同时还应该具备一定的计算机操作和程序设计能力。
电力电子技术
我当时的课程论文。如果采纳需要的话可以给你电子稿。
电力电子技术在分布式发电中的应用 （浙江大学电气工程学院 电子信息工程
3080104394） 摘要：分布式发电以其高效、清洁、灵活的特点被世界各国所重视，成为21世纪电力系统最重要的研究方向之一。本文主要通过电力电子技术对电能的转换，电力电子技术对电能质量的改善等方面介绍了电力电子技术在分布式发电中的应用。关键词：电力电子分布式发电分布式电源电能转换电能质量Applications of Power Electronics in Distributed
Generation Yin Xiang (College
of Electrical Engineering,Zhejiang Unversity,Hangzhou)Abstract: Because of its
high eficiency，cleanness and flexibility，Distributed
Generation (DG)has been paid more attention by many countries in the world and
has become one of the most important research in power system in 21st．This paper briefly introduces the applications Power Electronics in
DG through the power transforming by power electronics and the improvement of power
quality by power electronics.Keywords:Power
Electronics;Distibuted Generation;Distibuted Sources;Power Quality
0 引言分布式发电（DistributedGeneration，DG）技术是未来能源技术即电力领域的重要方向。其具有能源利用率高、提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。尤其是对于人口众多、资源有限的国家来说，分布式发电技术更是进行可持续发展的最佳选择。[1] 尽管分布式发电技术具有极大的应用潜力，但目前仍未被电力部门所广泛接受。这主要是因为在分布式发电技术中存在着数量众多的分布式电源（Distributed Resource，DR）。一方面，这些分布式电源如何通过电能变换接入电网技术上依然不是十分成熟；另一方面，当数量众多的分布式电源接入电网后，配电网根本性的变化使得电网各种 保护定值与机理发生了深刻变化，同时分布式电源的并网运行可能会引起电网电压和频率偏移、电压波动和闪变等电能质量问题。[2]而这些问题中很大一部分恰恰是电力电子技术可以解决的。 1 分布式发电1.1 分布式发电的定义DG是相对于传统集中式供电方式而言的，是指位于或接近负荷的、模块似的与环境兼容的发电设施，他们或接在配电网上或独立运行，经济、高效、可靠地发电。其主要结构如图1所示。
[1]黄胜利 ， 张国伟 孔 力. 电力电子技术在微电网中的应用[J].电气应用，2008,27（9）：55-58.[2]莫颖涛 吴为麟.电力电子技术在分布式发电中的应用[J]. 华北电力术,2004,9:48-54.
图11.2分布式发电的特点DG系统规模和功率较小；高效、经济、可靠、污染小；独立运行或接在配电网上，并位于负荷附近；对于可再生能源分布式发电，输出功率是间断的。DG在被提出和运用之后，一度被视为解决现有大电网结构臃肿、供用电分离的弊病的良药，这一技术由于其固有特点，要想得到进一步推广，还有不小的问题，其相对于传统发电方式自身容量小，能量输出不稳定，这些问题是分布发电自身先天弱点所致，难以独立克服。[3]2 电力电子技术在分布式电源电能变换中的应用2.1 分布式发电中电能变化的基本分类分布式电源根据使用的一次能源不同大致可以分为两种类型：一种是直流源型，如太阳能、燃料电池和蓄电池等；另一种是需要整流的高频交流源型，如风力发电机、微型燃气轮机等。这两种类型的电源最后都需要转换成标准的工频交流电供给负荷或并网。因此，在整个能量的变换过程中使用到了电力电子技术中的AC—DC，DC—DC和DC—AC三种变流技术。2.1.1 AC-DC变换风力发电机、微型燃气轮机等为不稳定的交流电源，需要首先把它们变成直流电，然后再通过逆变技术变成稳定的交流电。通常使用二极管整流技术。 2.1.2 DC-DC变换太阳能、燃料电池和蓄电池等为直流电源，由于它们的电压等级低，所以必须采用DC—DC中的Boost电路升压至合适的电压等级，然后再进行逆变。另外分布式电源具有在功率输出变化时响应时间长的特点，如微型燃气轮机的响应时间在秒级，而燃料电池则需要数分钟，所以在负荷突变或给定功率变化时会出现有功功率的供给不足；太阳能和风力发电具有波动性大的特点，所以系统中需要加入储能单元。储能单元可以选用超级电容器或蓄电池，同样需要采用Boost电路升压至母线电压。反之，当母线电压过高时，需要采用Buck电路降压对储能单元进行充电，所以储能单元往往采用双向DC—DC进行充放电。[4]2.1.3 DC-AC变换通过AC—DC或DC—DC技术把分布式电源变换到合适电压等级的直流电后，需要采用DC—AC把直流电变换为标准的交流电，供给负荷或并网。 2.2 几种具体应用在分布式发电中的电力电子技术分布式发电目前公认的几种常用而且成本较低的系统是以下几种：[5](1)风能发电系统；(2)光电池；(3)微型气轮机；(4)燃料电池。在这些新型分布式发电系统中，电力电子设备在能量的转换中起到极其关键的技术。任何一种形式的分布式发电都要解决分布式电源与电网、用户、储能系统之间的接口能量转换问题。
[3]安明瑞 吴冰冰 乔琨. 分布式发电及其应用综述[J].电源应用技术，2010,13（2）：40-43.[4] 梁有伟，胡志坚，陈允平． 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]． 电网技术，2003，27(12)：71-75．[5]王志群，朱守真，周双喜，等．分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J]．电力系统及其自动化学报，2005，17 (1)：53-58．
2.2.1 风能并网系统中的电力电子技术19世纪末丹麦开始研究风力发电技术。它属于交流性质的DGRs。风力发电技术是将风能转化成电能的发电技术，其输出功率由风能决定。风速作用在风力机的叶片上产生转矩，该转矩驱动轮盘转动，通过齿轮箱高速轴、刹车盘和联轴器再与异步发电机转子相连，从而发电运行。由于自然风速的大小和方向是随机变化的，风能具有不稳定性。如何使风力发电机的输出功率稳定是风力发电技术的一个重要的问题。 对于一个一个异步发电机系统，首先经过二极管整流器的整流，然后经过逆变器逆变，再与交流电网相连；机械频率与转子转差频率之和等于电网的频率，转换器的额定功率决定于所选择的速度范围。当异步发电机运行在额定同步转速之上时，转换系统可以实现功率逆向流动。[6] 2.2.2光伏发电系统中的电力电子技术光伏发电系统是属于直流性质的DGRs，是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频、同相的交流电，并且实现既向负载供电，又向电网发电的一个系统。并网系统的核心是并网逆变器，它同时也应该具有独立光伏发电系统的一些功能和特点。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。光电系统进行能量转换的通用方法是：使用直流一交流(DC-AC)逆变器，将存储在光电池中的直流能量转换为大电网同步的交流电压。[7] 2.2.3燃料电池发电系统中的电力电子技术燃料电池是属于直流性质的DGRs，通过电化学过程将化学能转化成电能，具有效率高、清洁无污染、噪音低、安装便捷经济等特点。燃料电池产生的直流电压经过一个直流一交流(DC-AC)逆变器进行转换，转变为交流电压，其转换过程和光电系统相似直流输电与交流输电相比有许多优势。[8]所以在以上几种发电类型中，电能的传送都是采用直流输电的形式，但是大电网以及人们生活、生产需要的是频率稳定的交流电，所以由电力电子设备组成的整流、逆变电路及其它电力电子接口设备在分布式发电系统的能量转换和传递中起到极其关键的作用。 3 电力电子技术在分布式发电电能质量改善中的应用 3.1 分布式发电(DG)对电能质量不利影响(1)对电压闪变造成影响 电压闪变是灯光照度不稳定而造成的视感，传统电网引起电压闪变的主要原因是负荷的瞬时变化，随着分布式发电的引入，将带来引起电压闪变的其他因素，这些因素主要是以下几个方面：某个大型分布式单元的启动，分布式单元输出的短时剧变，以及分布式单元与系统中电压反馈控制设备相互作用而带来的不利影响。[9](2)给系统带来大量谐波众所周知，电力系统中存在大量的非线性成分从而引入了大量的谐波，谐波的引入对电力系统造成的危害有：增加了电站和用户设备的功率损耗；使敏感负荷或者控制设备发生故障；电网波形中谐波成分比例过大，会使一些电力设备寿命减少。[10]由于电力电子器件大量应用于分布式发电，供电系统中增加了大量的非线性负载，所以不可避免的给系统带来大量谐波，至于带来谐波的幅度和阶次受到发电方式以及转换器的工作模式的影响。
[6]胡学浩．分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]． 电工技术杂志，2004 (10)：1-5．[7] 张超，王章权，蒋燕君.无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用[J]．电力电子技术,2007，41 (7) ：5-5.[8] 唐西胜． 超级电容器储能应用于分布式发电系统：[博士学位论文][D]． 齐智平：中国科学院电力系统及其自动化，2006．[9] 胡学浩．分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]． 电工技术杂志，2004 (10)：1-5．[10]程华，徐政．分布式发电中的储能技术[J1．高压电器，2003，39(3)：53-56．
3.2 电力电子技术对电能质量的改善电能研究协会(EPRI)为了寻找改善分布式系统性能的先进技术，现已做了大量深入的研究。这种用户电力(CUSTOM POWER)的技术将现代电力电子控制器、分布自动化以及完整的通信结合在一起，为用户终端提供高质量的电能。尽管非常有用，但是CUSTOM POWER 设备应用在分布式系统中的范围很有限。近年来，一些用于快速控制的设备陆续被研制出来，固态断路器(SSB)、静态无功补偿器(STATCOM )和动态电压恢复(DVR)都属于现代电力电子控制器。STATCOM、LTC与机械转换电容三者相互协调可以减少系统电压波动。以STATCOM 为代表的这些用于分布式系统控制的电力电子设备已经得到充分的论证，这些设备不仅可以实现连续控制而且还可以对系统变化作出实时反应。分布式系统中用电力电子设备来控制电能质量，现在应用得还很保守，主要是因为成本太高，只有在非常重要的负荷(如医院)才采用这种方法。最为普遍的电力电子设备是UPS，它在计算机系统中得到非常广泛的应用。[11]由于以后计算机技术将会更加深入到生活和生产中，所以对经济性的电力电子设备的需求将急剧增加，其中一些经济性电力电子设备将用于处理瞬时扰动、电压陷落或其它电能质量问题。 4 结语由于当前发电模式的种种弊端，非可再生能源的枯竭，世界各国对环境保护的重视，分布式发电将成为未来世界最主要的发电模式。从本文对分布式发电的多方面分析可以看出，电力电子技术在分布式发电中有着极其广泛的应用，因此大力研究推广电力电子技术可以为分布式发电技术打开新的突破口，从而进一步促进可再生能源的普及与推广。 参考文献 [1]黄胜利 ， 张国伟 孔 力. 电力电子技术在微电网中的应用[J].电气应用，2008,27（9）：55-58.[2]莫颖涛 吴为麟.电力电子技术在分布式发电中的应用[J]. 华北电力术,2004,9:48-54.[3]安明瑞 吴冰冰 乔琨. 分布式发电及其应用综述[J].电源应用技术，2010,13（2）：40-43.[4] 梁有伟，胡志坚，陈允平． 分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述[J]．
电网技术，2003，27(12)：71-75．[5]王志群，朱守真，周双喜，等．分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J]．电力系统及其自动化学报，2005，17 (1)：53-58．[6]胡学浩．分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]． 电工技术杂志，2004 (10)：1-5．[7] 唐西胜． 超级电容器储能应用于分布式发电系统：[博士学位论文][D]． 齐智平：中国科学院电力系统及其自动化，2006．[8] 张超，王章权，蒋燕君.无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用[J]． 电力电子技术,2007，41
(7) ：5-5.[9] 胡学浩．分布式发电(电源)技术及其并网问题[J]． 电工技术杂志，2004 (10)：1-5．[10]程华，徐政．分布式发电中的储能技术[J1．高压电器，2003，39(3)：53-56．[11]吴靖，江吴．分布式发电的应用及前景．农村电气，2003，(7)：1 9-20.
[11]吴靖，江吴．分布式发电的应用及前景．农村电气，2003，(7)：1 9-20.
碳中和——未来40年最大的机遇（二）
我国的双碳目标为在2030年前碳达峰，在2060年前实现碳中和，这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言，是要求最高，时间最紧迫的。而目前我国的能源结构中，非化石能源占比仅仅为15.9%，清洁能源（包括水电）发电量占比36%，煤炭占比52%。
为助力实现双碳目标，在能源的供给端，提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比，是实现双碳目标最有效的途径。
但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强，不能持续稳定提供电能，这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。
2.1 储能的必要性
近年来，随着光伏组件的成本进一步下探，无补贴下光伏电站已经可以盈利，大量资本涌入光伏产业，从生产到运营，整个光伏行业规模大幅度增长，但同时也带来了一个问题，那就是光伏只能在白天发电，晚上怎么办？风机只能在有风的情况下转动，没风的时候又怎么办？
每日风速波动较大
随着可再生能源（风电光伏）的用电量占比不断提升，风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用，其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化，影响电能质量（电压、频率、波形），对电网侧和用户侧都有较大的影响。
在10年前，各地电网尚未像现在这般强大时，对于风电、光伏之类的垃圾电，电网公司向来是拒绝的，这也是为何在用电量较少的省份，弃风弃光限电的情况很多。
而将短时超发（用不完）的电储存起来，在没电的时候（晚上或者无风的时候）将这部分电能持续输出上网，就可以避免出现上述情况。
2.2 储能如何盈利
储能以前一直是政治任务，因为挣不了钱啊，但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈，国家就开始往储能行业里加火了。
随后没过几天，又出台了提高分时电价的政策：
文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价，条件具备区域，分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗，都是在鼓励发展储能行业，在技术变革的前夕，政策层层加码，相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。
目前大型电站并网侧的储能电站，在财务测算上，已经能实现盈利，只是以目前峰谷电的差价，盈利能力大概和存定期差不多。
2.3 电网侧储能
电网侧储能的主要作用就是调峰调频，保证用户用电质量，而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。
8月6日，国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函，提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦，相对2020年将增长10倍，远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦，到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着，到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。
大规模的抽水蓄能电站投运，将大大增强现有电网的调峰能力，增加电网对可再生能源的消纳能力，最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。
抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，在各种储能技术中度电成本最低，如上图所示，抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成，连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。
在电网负荷低谷时段，电站利用廉价的谷电，将下水库里的水抽到上水库中储存起来，也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段，电站再放出上水库的蓄水发电，这样就能以高价卖电。
抽水蓄能电站的缺点也显而易见，受地形影响较大，在地形复杂的情况下，建设成本会大幅上升，工期大约持续5-8年，而且电站建成后，由于长距离的管道输送和多个水轮机配合，机械能量损失较高，能量储存效率约70%。
目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司，电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方，几乎由一家央企垄断——中国电建。
中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院，其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院，其一年的营收就在百亿往上，超过了大部分上市公司。
其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%，全球达到了50%，可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。
抽水蓄能电站的主设备为水轮机，在这方面，传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀，比如东方电气和哈尔滨电气，但水轮机作为成熟的发电设备，技术已经较为成熟，在价格上少有溢价。
2.3 电源侧储能
2.3.1 其他储能形式
抽水蓄能电站属于机械储能的一种，其他较为成熟的机械储能方式还有：飞轮储能、压缩空气储能等等。
而根据储能介质不同，储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等，但截至目前，机械储能依旧是其中最成熟，成本最低的储能方式。
电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景，新能源车产业链的核心部件，动力电池就是电化学储能应用的一种，按照介质不同，可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。
化学储能 概念简单，但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来，最常见的就是电解水制氢。
热储能 ，典型的应用就是光热电站，将阳光聚集后，把作为介质的熔盐融化，吸收大量热量，熔盐再继续加热水，形成水蒸气，推动汽轮机发电。太阳下山后，电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电， 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。
某50MW光热电站效果图
电磁储能 ，主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等，其储能效率高，但距离实际应用还相当遥远。
目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主，分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。
2.3.2 电化学储能
目前各地新上的集中式（并网型）新能源电站都要求适配储能，这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用，由于集中式电站的上网电价均是固定的，其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况，主要是增加电站上网电量，提高电站营收。
同时，在电网侧，也有大量的储能电站上马，其作用和抽水蓄能相同，调峰调频，其盈利模式就是对电能的低买高卖。
摘自某券商研报
这部分储能主要以电化学储能为主，而电化学储能中较为有前景的是：锂离子电池和钠离子电池。
以锂离子电池为代表，简单讲一下电化学储能的优劣：
1、成本下降迅速
在政策利好的推动下，这几年锂电的度电成本下降飞快，目前已经有成熟的锂电储能电站应用，在特定电价条件下，储能电站的内部收益率（IRR）可以达到8%，已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。
2、 几乎不受场地条件约束
化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准，而锂电储能因为能量密度相对较低，体积也较小，对场地要求较低，适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。
3、成本下降恐怕进入瓶颈
锂矿资源有限，可以预见，按照目前的速度发展，不远的将来，锂电将会由于上游材料价格的上涨，而进入瓶颈，锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。
4、能量密度提升陷入瓶颈
虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升，但相较于人类对能源的利用量来说，依旧太小，而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长，而是缓慢得正比例提高，锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。
钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低，且钠的储量远大于锂（已探明储量约是锂的420倍），未来有大规模应用的可能，但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低，能量密度较小，还不具备经济性。
而锂电池的优势在于，随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后，可以继续用作储能电池使用。
在电化学储能领域，宁德时代是当之无愧的绝对龙头，其不但在近期发布了钠离子电池，且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年，增长超过了7倍。
从宁德时代的身上，我们足以预见，未来的电化学储能市场将极为广阔。
2.3.3 化学储能
化学储能主要以制氢储能为主，对于氢储能，比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站，利用光伏制氢，而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料，比如氢制乙烯。
在光照条件不错又富含水资源的区域，化工企业很容易降低制造成本，从而盈利。
此外，还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的，电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的，盈利能力完全取决于自然条件（风/光资源以及运输管道长度）。
关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开，感兴趣的可以看往期文章，在未来新能源+氢储能的分布式电站建设，一定是一个重要的发展方向：
未来尚远——氢能源产业链简析
2.4 用户侧储能
用户侧储能目前以电化学储能为主，随着应用端电动车的普及，用户侧储能的需求缺口会越来越大。
做个简单的计算题：现在很多人都用上了电动车，一台电动车如果使用快充，大概1小时就能达到其电量的75%，而充电桩的功率大约为100-200kw，也就是1小时100度到200度电，在电动车尚没有全面普及前，这点小功率对于电网洒洒水而已。
但要是当一个几十万（百万）人口的十八线小县城全面普及电动车后，几千（万）辆车同时充电的场面，瞬时功率会达到一个恐怖的数值，大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。
因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生，比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。
将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起，不但可以大幅度降低充电站的运营成本（不需要向电网买电），还可以缩短充电站的建设审批时间（不需要获得电网配电许可），不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。
其他用户侧的应用，比如大型设备UPS，工业园区储能电站等，还有很多，就不一一举例了。
储能形式多样，这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。
3.1 电化学储能系统原理
其中PCS：储能变流器，连接电池系统与电网，实现直流和交流电的双向转换。
BMS：电池管理系统，用于电池的充放电管理。
BS：电池组，核心部件，主要成本就在电池上。
EMS：能量管理系统。
电化学储能系统的成本如上图所示，其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重，可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上，其次是PCS储能变流器，而这两项也是储能系统中技术含量最高，壁垒最厚的版块。
3.2 各板块龙头
储能电池代表企业：宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。
宁德时代：无可争议的绝对龙头，中报显示储能业务同比增长7倍以上，在电池领域拥有绝对的话语权。
亿纬锂能：在5G和风光电站储能方面发展迅速，但依旧属于二线电池厂中的第一位。
比亚迪：全产业链覆盖，技术沉淀深厚，海外市场亮眼，但主业是整车，储能业务弹性可能一般。
派能 科技 ：储能业务纯正，专注用户侧储能，目前业绩释放一般。
PCS（储能逆变器）：阳光电源、固德威、锦浪 科技
阳光电源：储能逆变器和储能系统双龙头，在全球逆变器市场都处于龙头地位。
固德威：和派能 科技 类似，专注于用户侧储能逆变器市场。
锦浪 科技 ：逆变器领域的新秀，发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场，后市可期。
系统集成：盛弘股份。
EPC：永福股份，垃圾，就是个破设计院，要不是宁德时代入股，就是个渣渣。
今天文章写得有点长，产业链部分简单了些，储能截止目前是在政策扶持下，刚刚能够实现国企投资需求的水平（大概就比定期强一点的收益率），离全面爆发尚远。
如果要投资储能领域，最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器，至于其他，尽量别碰。
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