储能解决方案5种不同技术路线对比，附储能商业模式汇总

流程工业 2023-10-07

现阶段存在几种主流的储能解决方案技术路线，不同的技术路线各有优缺点。

简单介绍如下：

1、集中式：电池簇→直流电缆→直流汇流箱→直流电缆→集中式变流器→交流电缆→升压变压器

多个电池簇直接在直流侧的母线并联，直流电汇流后通过储能变流器转换成交流，这种方式是目前应用较广的一种技术路线，优点是控制简单，缺点是电池簇之间电压不一致时会产生环流。代表企业：YG，SN，KH等

2、分散式：电池簇→直流电缆→变流器→交流电缆→交流汇流箱→交流电缆→升压变压器

每个电池簇单独与一个储能变流器串联，多个储能变流器在交流母线侧进行并联，不在直流侧并联。这种方式的优点是可以解决电池簇间的环流问题，每个簇可以单独管理或者故障隔离，缺点是因为变流器数量较多，对系统的稳定性和可靠性要求较高。代表企业：JD

3、集散式：电池簇→DC/DC→直流电缆→单个变流器→交流电缆→交流汇流箱→交流电缆→升压变压器

每个电池簇经过直流变压器（DC/DC）变成一致的电压以后在直流侧进行并联，直流电汇流后通过储能变流器转换成交流。不同于集中式的是集散式在每个电池簇使用了DC/DC。优点是可以解决电池簇间因电压不一样会产生环流的问题。缺点是增加了DC/DC元件，也有能量损耗。代表企业：Tesla

4、组串式: 电池簇→DC/DC→直流电缆→多个变流器→交流电缆→交流汇流箱→交流电缆→升压变压器

和集散式相似，区别在于直流电汇流后通过多个容量较小的变流器转换成交流，而不是通过一个容量较大的变流器进行变流。优点是单个变流器故障不会影响整个储能系统。代表企业：HW

5、高压级联直挂式：电池→H桥（DC/AC功率单元）→H桥级联→三相星型连接。

系统包含多个储能单元，每个储能单元由H桥和独立小电池堆组成，每相由多个储能单元串联至一定的电压直接接入交流电网。优点是无需升压变压器，减小系统损耗，减少占地面积，无电池簇间并联，消除簇间环流问题。缺点是5MW以上才有经济性，只能输出6kV、10kV等电压等级，在工商业应用缺少灵活性。代表企业：ZG、NR、XD

储能商业模式汇总

1、电网侧：调峰调频是储能企业的主要收入来源

储能电网侧应用的补偿费用普遍由发电厂均摊，具体盈利机制各地方有所不同。发电企业因提供有偿辅助服务产生的成本费用所需的补偿即为补偿费用，国家能源局南方监管局在 2017 年出台了《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》及《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》，两个细则制定了南方电力辅助服务的市场补偿机制，规范了辅助服务的收费标准，为电力辅助服务市场化开辟道路。

电网辅助服务主要集中在“三北”地区，华中、南方是重要的辅助服务地区。据国家能源局统计，2018年全国除西藏外参与电力辅助服务补偿的发电企业共4176家，装机容量共13.25亿千瓦，补偿费用共147.62亿元，占上网电费总额的0.83%。

从电力辅助服务补偿费用比重来看，补偿费用最高的为“三北”地区，即西北、东北和华北区域，服务补偿费用占上网电费总额比重分别为 0.61%、1.82%和 3.17%；华中区域占比最低，为0.23%。

2018 年电力辅助服务补偿费用地区分布

调峰、调频与备用是补偿费用的主要组成部分。2018 年调峰补偿费用总额 52.34 亿元，占总补偿费用的 35.5%。

调频补偿费用总额 41.66 亿元，占比 28.2%；备用补偿费用总额 42.86 亿元，占比 29.0%。

前三者占补偿费用的比重超过 90%，是电网辅助服务补偿费用的主要组成。

调压补偿费用为 10.33 亿元，占比 7.00%;其他补偿费用 0.43 亿元，占比 0.29%。

2018 年电力辅助服务补偿费用组成结构

用于电网辅助服务的储能项目中，火电辅助服务装机量最多，补偿费用占比最大。电力生产的构成决定了辅助服务的重要程度，火电作为主要发电单位，辅助服务的重要性不言而喻。

2018 年火电辅助服务产生补偿费用 210.95 亿元，占比高达 80.55%；

风电、水电在 2018 年分别产生补偿费用 23.72 亿元、20.94 亿元，费用占比依次为 9.06%、8%;核电及光伏等使用电网辅助服务产生的补偿费用占比仅为 2.4%。

2018 年电网辅助服务补偿费用占比

部分已投运电网辅助服务项目

2、可再生能源发电并网侧：有效解决“弃光、弃风”问题

储能技术在并网侧的应用主要是解决“弃光、弃风”问题，改善电能质量。我国能源供应和能源需求呈逆向分布，风能主要集中在华北、西北、东北地区，太阳能主要集中在西部高原地区，而绝大部分的能源需求集中在人口密集、工业集中的中、东部地区;供求关系导致新能源消纳上的矛盾，风光电企业因为生产的电力无法被纳入输电网，而被迫停机或限产。

据国家能源局统计，我国弃光、弃风率长期维持在 4%以上，仅2018 年弃风弃光量合计超过 300 亿千瓦时。锂离子电池储能技术能有效帮助电网消纳可再生能源，减少甚至避免弃光弃风现象的发生。

风光发电受风速、风向、日照等自然条件影响，输出功率具有波动性、间歇性的特点，将对局部电网电压的稳定性和电能质量产生较大的负面影响，锂离子电池储能技术在风光电并网的应用主要在于平滑风电系统的有功波动，从而提高并网风电系统的电能质量和稳定性。

在可再生能源并网领域，锂电储能收益主要依靠限电时段的弃电量存储。

储能电站在用电低谷期储存剩余电量，在用电高峰期释放电能，释放电量与指导电价的乘积即为储能电站的收益。目前在青海、辽宁等光照和风电资源较丰富的地区已经有对应储能项目投运。

3、用户侧峰谷套利

峰谷电价的大力推行为储能套利提供可观空间。我国目前绝大部分省市工业大户均已实施峰谷电价制，通过降低夜间低谷期电价，提高白天高峰期电价，来鼓励用户分时计划用电，从而有利于电力公司均衡供应电力，降低生产成本，并避免部分发电机组频繁启停造成的巨大损耗等问题，保证电力系统的安全与稳定。

储能用于峰谷电价套利,用户可以在电价较低的谷期利用储能装置存储电能，在电高峰期使用存储好的电能，避免直接大规模使用高价的电网电能，如此可以降低用户的电力使用成本，实现峰谷电价套利。

文章内容来源碳中和资料库，责任编辑：胡静，审核人：李峥