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新能源渗透率持续提升的背景下,加快储能配套是实现“双碳”目标的必然选择,未来新型储能会深度参与电力能源体系变革。
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新型储能将深度参与能源变革年3月中央财经委员会九次会议中,习主席提出“构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”。
电力系统发展呈现的以下变化:
发电侧光伏等波动性电源比例提升;
终端电气化带来用电总量的提升;
而旋转机械电机的退出以及逆变器、变流器等电力电子设备的接入造成系统惯量下降。
△传统电力系统与新型电力系统
(图源:CNKI)
电力系统供需、惯量特征的根本性改变直接造成供需平衡更容易被打破,且一旦失衡由于惯量降低频率波动更加剧烈。要维持系统稳定的核心在于提升发电与负荷匹配度,保持系统供需平衡,而储能刚好可以扮演这个角色。
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新型储能的形式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: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。
电化学储能: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。
电磁储能:超级电容储能、超导储能等,主要应用于秒级的工作场景。
△各类储能技术成熟度
(图源:Infineon)
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新型储能的应用场景储能是电力系统中的关键一环,可以应用在“发、输、配、用”任意一个环节。电力即发即用,无法直接存储,配储则可以平滑电力波动性,减少资源浪费。
按应用场景可分为用户侧(自发自用、峰谷价差套利),发电侧(可再生能源并网、减少弃光弃风)、电网侧(电力调峰、调频)、输配侧以及辅助服务(5G基站备用电源)等多种用途。不同用途的电力系统对应储能的应用类型和放电需求也存在差异。
△储能应用场景
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新型储能产业链储能产业链包括电芯、PCS、系统集成等多个环节。
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。
锂电储能系统主要由储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、电芯、电池管理系统(BMS)四部分构成,其中电芯、BMS等构成储能电池系统。
△储能产业链
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新型储能发展进入快车道政策支持、成本下降储能发展进入快车道。
国家层面政策给予储能极高的