抽水储能逆变器储能



各类储能技术度电成本分析

各类储能技术度电成本分析

储能技术在新型电力系统中扮演着至关重要的角色，是新能源消纳以及电网安全保障的必要保障。随着市场需求爆发以及政策鼓励的双重推动，成熟的抽水蓄能、锂电储能呈现爆发性增长，其他新型储能技术也进入了发展快车道。为了更清晰地了解各类储能技术的经济性，以下将对各类储能技术的度电成本进行详细分析。

一、储能度电成本的计算方法

储能的全生命周期成本即平准化储能成本（Levelized Cost of Storage，LCOS），是量化特定储能技术和应用场景下单位放电量的折现成本。LCOS可以概括为一项储能技术的全生命周期成本除以其累计传输的电能量或电功率，反映了净现值为零时的内部平均电价，即该项投资的盈利点。

具体而言，平准化储能成本为投资成本、运营维护（O&M）、充电成本，三者之和除以投资期间的总放电量。鉴于数据的可得性，暂不考虑放电深度和容量衰退、回收成本。计算公式及相关指标如下：

投资成本：包括容量成本和功率成本。容量成本是指储能系统中与储能容量相关的设备和施工成本；功率成本是指储能系统中与功率相关的设备和施工成本。充电成本：是计算度电成本的重要要素，但由于充电成本需要考虑电价本身，各地区差异化较大，很难比较。因此，如果仅从比较各类储能技术的度电成本角度出发，可以统一不考虑其充电成本，只考虑其储存和释放过程的成本。运维成本：主要包括人工费、燃料动力、部件更换等。累计输送电量：要计算储能的度电成本，就要知道储能系统全生命周期可以释放多少度电或循环的次数，这其中涉及到储能系统的系统寿命、年循环次数以及循环效率。

二、各类储能技术度电成本分析

为了对比各类储能技术度电成本的变化趋势，以下对各类技术到2030年的储能容量、能量单元成本、使用寿命、充放电效率等进行假设，并据此测算出各类储能技术的度电成本。

1. 2020年各类储能技术度电成本

从2020年来看，各类储能技术度电成本的排序从低到高分别是：抽水蓄能<锂离子电池<全钒液流电池<铅炭电池<压缩空气<钠离子电池<钠硫电池<氢储能。

抽水蓄能：仍然是当前度电成本最低的方案，显著低于其他储能技术。锂离子电池：与全钒液流电池储能成本相当，是仅次于抽水蓄能的度电成本较低的技术。压缩空气储能、钠离子电池储能：度电成本也处于1元/kWh之下。钠硫电池、氢储能：尚不具备成本优势。

2. 2030年各类储能技术度电成本预测

到2030年，各类储能技术的度电成本从低到高排序或依次为：锂离子电池<抽水蓄能<全钒液流电池<铅炭电池<钠离子电池<压缩空气<钠硫电池<氢储能。

锂离子电池：若其容量成本、功率成本在2020-2030年能实现20%的下降，则到2030年其平准化储能度电成本将有望低于现阶段最经济的抽水蓄能。全钒液流电池：有望实现较大幅度降本，到2030年仍是电化学储能中度电成本较低的技术之一。铅炭电池、钠离子电池、压缩空气储能：度电成本其次。氢储能：度电成本仍然处于较高水平。

三、关于各类储能经济性对比中需要注意的几点问题

关于各类储能技术度电成本的可比性

由于抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能等机械储能物理储能寿命更长，均在30年左右，因此从现阶段看，其度电成本自然会更低。相比之下，电化学储能的系统寿命较短，在度电成本上较机械储能没有明显优势。因此，平准化储能度电成本更适合将各类电化学储能、各类机械储能分别进行对比。

为什么将初始投资成本分为容量成本、功率成本

以大型锂离子电池储能电站为例，100MW/200MWh是比较常见的配置。其中100MW是指对外充放电的功率，200MWh是指容量。一般可以理解为与直流侧相关的部件与时长、容量相关，而交流（即逆变器之后的环节）与功率相关，与时长无关。所以，可以将储能系统各部件的成本大致分为与容量相关、与功率相关两部分，即容量成本、功率成本。

储能度电成本要降低到多少才有意义

储能的本质是调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。对于风电、光伏等间歇式能源而言，当期发电成本、储能度电成本之和低于火电时，其相比火电则更有优势。例如，若当前储能度电成本可以降低至0.2元/kWh及以下，则光储结合相比火电或具备经济性，而其二者结合提供的电也更加稳定可控。但各地区发电成本、上网电价不同，或存在一定差异性。

锂离子电池放电时长

对于锂电池储能系统而言，充放电时常常与功率、容量相关。以目前的200MWh系统为例，若以100MW功率放电，可以释放2小时；如果以50MW功率放电，放电时长可以达到4小时。如果配置更大容量的电芯也并非不可以，但由于电芯价格较贵，在锂电池储能EPC度电成本占比中近一半，因此增加电池容量必然会导致成本大幅提升。在当前储能收益较小的阶段，做更大容量电芯并不划算。

综上所述，各类储能技术的度电成本受多种因素影响，包括技术成熟度、设备成本、使用寿命、充放电效率等。随着技术的不断进步和成本的持续下降，未来各类储能技术的经济性将进一步提升，为新型电力系统的建设和运行提供更加有力的支撑。

什么是储能逆变器？

储能逆变器是一种电力转换与储存装置。具体来说：

功能描述：储能逆变器的主要功能是将日常的交流市电转换为直流电，为家中的蓄电池充电。当电网停电或电力不稳定时，它会将蓄电池中储存的直流电再转换回220伏的交流电，确保家用电器能够继续运行。

角色定位：储能逆变器类似于一个电力备用系统，为家庭或小型电力系统提供电力保障。在供电不稳定或断电的情况下，它能够确保电力供应的连续性，提高生活的便利性和安全性。

能源管理：该设备在能源管理上具有很高的灵活性，既能利用常规的市电资源，又能在必要时依赖电池储存提供电力。这种灵活性使得储能逆变器在自然灾害或电网故障等紧急情况下尤为重要。

现代生活需求：随着现代生活对电力稳定性的要求不断提高，储能逆变器已成为现代家庭应对电力不稳定性的重要设备之一。选择并安装合适的储能逆变器，可以为家庭提供更加可靠的电力保障。

光伏逆变器、储能逆变器、储能变流器、PCS傻傻分不清楚，带你一文清楚

光伏逆变器、储能逆变器、储能变流器、PCS的区别与联系

一、定义与功能

光伏逆变器

定义：光伏逆变器是将光伏设备（如太阳能电池板）产生的直流电（DC）转换为交流电（AC）的设备。

功能：主要作用是通过光伏设备将太阳能转变的直流电逆变为交流电，可供负载使用、并入电网或存储起来。

储能逆变器

定义：储能逆变器通常指用于储能系统中的逆变器，它能够实现直流电与交流电之间的双向转换。

功能：在充电过程中，将交流电转换为直流电存储到蓄电池中；在放电过程中，将蓄电池中的直流电转换为交流电供负载使用或并入电网。

储能变流器（PCS）

定义：储能变流器（Power Conversion System，简称PCS）是储能系统中的核心设备，用于控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流电的转换。

功能：由DC/AC双向变流器、控制单元等构成，能够精确控制蓄电池的充放电，实现交流电与直流电之间的高效转换。

二、分类与应用

光伏逆变器

分类：集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。

集中式逆变器：适用于大型地面电站、分布式工商业光伏，一般输出功率大于250KW。

组串式逆变器：适用于大型地面电站、分布式工商业光伏（一般输出功率小于250KW，三相）、户用光伏（一般输出功率小于等于10KW，单相）。

微型逆变器：适用于分布式光伏（一般输出功率小于等于5KW，三相）、户用光伏（一般输出功率小于等于2KW，单相）。

应用：主要用于将光伏系统产生的直流电转换为交流电，供负载使用或并入电网。

储能逆变器

分类：通常根据应用场景和功率大小进行分类，如大储、工商业储、户储等。

应用：在储能系统中，储能逆变器负责将交流电转换为直流电进行充电，以及将直流电转换为交流电进行放电。

储能变流器（PCS）

分类：传统储能变流器、Hybrid储能变流器、一体机。

传统储能变流器：主要使用交流耦合方案，应用场景主要是大储。

Hybrid储能变流器：主要采用直流耦合方案，应用场景主要是户储。

一体机：储能变流器与电池组的集成产品，便于安装和维护。

应用：储能变流器广泛应用于各种储能系统，如地面电站、独立储能电站、工商业储能、户用储能等。

三、联系与区别

联系

功能相似：光伏逆变器、储能逆变器、储能变流器（PCS）都涉及直流电与交流电之间的转换。

应用场景重叠：在某些应用场景下，如户用光伏和户用储能，这些设备可能同时存在并协同工作。

区别

主要功能：光伏逆变器主要用于将光伏系统产生的直流电转换为交流电；储能逆变器则实现交流电与直流电之间的双向转换；储能变流器（PCS）则更侧重于控制蓄电池的充放电过程，实现高效、精确的交直流电转换。

应用场景：光伏逆变器主要应用于光伏系统；储能逆变器主要应用于储能系统；储能变流器（PCS）则广泛应用于各种储能系统，包括地面电站、独立储能电站、工商业储能、户用储能等。

分类与功率：三者根据应用场景和功率大小有不同的分类和功率范围。

综上所述，光伏逆变器、储能逆变器、储能变流器（PCS）在定义、功能、分类与应用等方面存在明显的区别与联系。了解这些区别与联系有助于更好地理解和应用这些设备，以满足不同场景下的需求。

新能源产业链研究储能篇

新能源产业链研究储能篇

储能是新能源领域不可或缺的一环，对于光伏和风电的普及具有至关重要的作用。以下是对储能的详细研究：

一、储能的定义与分类

储能指通过一定方式将能量转换成较稳定的存在形态后进行储存，并按需释放。按照储能作用时间的长短，可以将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。按照储能的原理，可以分为物理储能、电化学储能、电磁储能等。

物理储能：包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能、储氢等，主要应用于数时级以上的工作场景。物理储能的好处是成本低，但坏处是效率低，目前物理储能的新增装机已停滞。其中，抽水储能在全球范围内应用最广泛，但已逐渐面临淘汰边缘。电化学储能：包括钠硫电池、液流电池、锂离子电池等，主要应用于分钟至小时级的工作场景。目前，锂离子电池是电化学储能中技术最成熟、应用最广泛的一种。锂离子电池又分为三元锂电池和磷酸铁锂电池，其中磷酸铁锂电池特性更适用于储能场景，具有循环寿命长、安全性高、成本较低等优势，是目前电化学储能的发展趋势。电磁储能：包括超级电容储能、超导储能等，主要应用于秒级的工作场景。超级电容储能和飞轮储能是秒级储能的主要技术，其中飞轮储能利用高速旋转的飞轮所拥有的惯性来储存能量。

二、储能的刚需性

光伏和风电作为新能源，具有天然的不稳定性。日照强度和风速的变化导致产生的电流时大时小，因此必须配备储能设备来储存能量，并平顺电流波动。储能设备在新能源发电系统中起到了至关重要的作用。

三、储能的盈利模式

储能的盈利模式主要包括发电侧模式、电网侧调峰模式和电网侧调频模式。

发电侧模式：通过将原来无法利用的发电量存储起来，在合适的时机卖出赚取电价收益。目前，由于储能系统成本较高，经济性不高，但随着储能系统成本的进一步下降以及循环寿命的提高，IRR将会大幅度上升。电网侧调峰模式：储能主要依靠提供调峰服务获取补偿收益。由于调峰属于容量型储能场景，且各省关于调峰补偿的规定不同，因此度电成本成为衡量其经济性的重要指标。当前时点下，调峰的度电成本已经低于部分省份的调峰收益，因此调峰市场已经有了一定的经济性。电网侧调频模式：储能主要依靠提供调频服务获取补偿收益。由于调频属于功率型储能场景，因此以里程成本进行测算。当前时点下，磷酸铁锂电池的里程成本已经低于我国ACG市场的竞价范围，因此调频市场已有一定的获利空间。

四、退役动力电池与储能

随着电动汽车数量的增加，退役的锂离子动力电池数量也大幅增加。退役动力电池的回收利用成为了一个亟需解决的难题。退役动力电池的回收再利用分为梯次利用和拆解回收。梯次利用是指将退役电池进行回收、筛选、再利用于其他领域，典型应用是储能领域，如风光储能、削峰填谷、备用电源、家庭电能调节等。进行梯次利用可以缓解回收压力、降低环境污染、提高资源利用，提升经济效益。

五、储能产业链梳理

电化学储能产业链上游包括电池原材料、电子元器件供应商等；中游主要为电池、电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）、能量管理系统（EMS）及其他配件供应商等；下游包含储能系统集成商、储能系统安装商以及含电网、家庭、工商业、风光电站等在内的终端用户。

电池环节：以宁德时代为首，比亚迪、国轩高科、亿纬锂能、德方纳米等企业也在市场中占据重要地位。储能变流器（PCS）环节：PCS是储能系统与电网或微网实现电能双向流动的核心部件。当前储能PCS行业赛道玩家众多，来自光伏逆变器、不间断电源（UPS）、充电桩（EV charger）、电网侧-输配电设备（PTD、MVD、APF、SVG）等多领域厂商均有意进入PCS行业。逆变器龙头阳光电源、固德威、锦浪科技、盛弘股份、上能电气、科士达等目前PCS出货量领先。能量管理系统（EMS）环节：EMS公司需要了解电网运行特点、核心诉求。因此国内储能EMS相关公司约有16余家，其中上市公司7家，主要为国网系公司。储能系统集成商环节：2019国内新增电化学储能装机功率规模排名前十厂商依次为阳光电源、科陆电子、海博思创、库博能源、猛狮科技、南都电源、上海电气国轩、睿能世纪、南瑞继保。

从成本来看，电池占比近60%，PCS占比20%，BMS占比5%，EMS占比5-10%，其他配件约5%。各企业在储能产业链中从事的环节各不相同，但都在积极推动储能产业的发展。

综上所述，储能作为新能源产业链中的重要一环，具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。随着技术的不断进步和成本的进一步降低，储能将在新能源领域发挥越来越重要的作用。

风力发电电能是如何存储的？是存储在蓄电池里面然后再装换成交流电吗？

风力发电产生的电能主要通过以下方式进行存储，并不完全依赖于蓄电池：

大型风力发电场的电能存储：

直接并网：对于大型风力发电场，电能主要直接并网到变电站，随后通过电网进行分配和使用。这种方式不需要额外的电池储能系统，成本相对较低。

抽水蓄能：另一种常见的大型储能方式是抽水蓄能，它利用电力在用电低谷时将水从低处抽到高处的水库，然后在用电高峰时放水发电。这种方式能够高效地存储和释放大量电能。

家用和小型风力发电系统的电能存储：

蓄电池储能：对于家用或小型风力发电系统，确实会使用蓄电池来存储电能。这些蓄电池可以是铅酸电池、锂电池等，它们能够将风力发电机产生的直流电转换为化学能存储起来，并在需要时再将化学能转换为电能输出。

直流/交流转换：蓄电池存储的电能通常是直流电，而家庭或工业用电通常是交流电。因此，在使用蓄电池存储的电能时，需要通过逆变器将直流电转换为交流电以供使用。

综上所述，风力发电产生的电能存储方式并不完全依赖于蓄电池，特别是对于大型风力发电场。而对于家用和小型风力发电系统，蓄电池储能是一种可行的选择，但成本相对较高。在实际应用中，应根据具体需求和成本效益来选择最合适的电能存储方式。

储能PCS与逆变器的区别

储能PCS与逆变器的区别

储能PCS（储能变流器）与逆变器在现代电力系统中各自扮演着重要的角色，但它们之间存在明显的区别。以下从工作原理、功能、应用领域以及结构四个方面进行详细比较。

一、工作原理差异

储能PCS的工作原理：储能PCS主要实现电能的双向转换和管理。它可以将可再生能源（如太阳能、风能等）产生的直流电转换为交流电，并将这些电能储存到电池或其他储能设备中。当需要时，储能PCS又能将储存的直流电转换回交流电，以供应给负载使用。这种双向转换的能力使得储能PCS在能源管理方面具有独特的优势，能够实现电能的高效利用和调度。

逆变器的工作原理：逆变器则主要将直流电转换为交流电。它通常用于将可再生能源发电系统（如太阳能发电系统、风力发电系统等）产生的直流电转换为适合家庭、工业和商业用途的交流电。逆变器通过控制逆变桥中的开关管来实现直流电到交流电的转换，并通过滤波电路来滤除输出交流电压中的高频谐波，提高输出电压的质量。

二、功能差异

储能PCS的功能：储能PCS是一种电力转换系统，主要用于将可再生能源产生的直流电转换为交流电，并将其储存到电池或其他储能设备中。此外，储能PCS还能根据需要，将储存的直流电转换回交流电，以供应给负载使用。因此，储能PCS在能源储存和管理方面发挥着关键作用。它不仅能够实现电能的双向流动，还具备高效的矢量控制算法，能够实现有功、无功的解耦控制，支持多种储能电池。

逆变器的功能：逆变器则主要专注于将直流电转换为交流电。它通常用于将可再生能源发电系统产生的直流电转换为适合家庭、工业和商业用途的交流电。逆变器在太阳能、风能等可再生能源系统中有着广泛的应用。它的主要功能是将直流电转换为交流电，并尽量保持输出的交流电的稳定性和可靠性。

三、应用领域差异

储能PCS的应用领域：

微电网与分布式能源系统：储能PCS能够储存可再生能源产生的电能，并在需要时释放，以平衡电网的供需波动，提高能源利用效率，并增强系统的稳定性和可靠性。

电动汽车充电站：储能PCS能够储存电网中的电能，并在高峰时段或电网故障时提供电力给电动汽车充电，减少了对电网的压力。

工商业用电：储能PCS被用于储存低峰时段的电能，并在高峰时段释放，以降低电费成本，并增强电力系统的稳定性。

电力辅助服务：储能PCS还能够提供调频、调相、无功补偿等电力辅助服务，提高电力系统的整体运行效率。

逆变器的应用领域：

可再生能源发电系统：逆变器是可再生能源发电系统中的核心设备，将直流电转换为交流电以供使用。

UPS电源：在数据中心、医院等关键设施中，逆变器是UPS系统的核心部件，确保电力供应的连续性。

电动汽车与混合动力汽车：逆变器用于将电池组产生的直流电转换为交流电，以驱动电动机。

工业与商业用电：逆变器还广泛应用于工业和商业领域，如电力调节、电力质量改善等。

四、结构差异

储能PCS的结构：储能PCS通常由多个组件组成，包括电池储能系统、双向逆变器、能量管理系统等。其中，双向逆变器是储能PCS的核心部件，能够实现电能的双向流动。储能PCS的结构相对复杂，需要具备高效的控制算法和可靠的硬件设计来确保系统的稳定性和安全性。储能PCS的结构设计主要是为了实现对蓄电池的充电和放电过程的控制，以及进行交直流的变换。它通常由DC/AC双向变流器、控制单元等核心部件构成。

逆变器的结构：逆变器的结构则相对简单，其主要功能是将直流电转换为交流电。逆变器通常由逆变桥、控制逻辑和滤波电路等部件组成。逆变桥是逆变器的核心部分，负责将直流电能转换为交流电能。控制逻辑则是用于控制逆变桥的工作状态，以实现电能的有效转换。滤波电路则用于滤除逆变器输出的交流电压中的高频谐波，提高输出电压的质量。

此外，储能PCS和逆变器在结构上的差异还体现在其接口和通讯方式上。储能PCS通常通过CAN接口与BMS（电池管理系统）进行通讯，以获取电池组状态信息，实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。而逆变器则主要通过电源线和控制线与其他设备进行连接，以实现电能的转换和传输。

综上所述，储能PCS与逆变器在功能、应用领域和结构等方面存在明显的差异。储能PCS主要用于能源的储存和管理，能够实现电能的双向流动，并支持多种储能电池；而逆变器则主要将直流电转换为交流电，并广泛应用于各种电力电子设备中。虽然它们的功能和应用领域有所不同，但都是现代电力系统中不可或缺的部分，为可再生能源的利用和电力系统的稳定运行提供了重要的支持。

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