储能是能源转型战略中不可或缺的一环，近年来储能支持政策频发、技术不断成熟、成本持续下降，储能商业化运作的空间不断提升，前景广阔。本文将主要讲解储能系统的组成、储能系统的集成方式、储能在新型电力系统的作用、储能的市场化应用四个方面。

1储能系统的组成

储能技术主要包括了机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能）、电磁储能（如超导储能、超级电容储能）、电化学储能（如磷酸铁锂、三元锂电池）、化学储能（合成天然气、电解水）、热储能（储热、储能）等等，目前应用最为成熟的就是抽水蓄能，而应用前景最广、热度最高的是电化学储能。

电化学储能系统主要由电池系统、电池管理系统（BMS）、热管理系统、储能变流器（PCS）、能量管理系统（EMS）组成。

1.电池系统

是指将电化学电芯通过一定的技术手段进行串并联形成电池包、电池簇。

目前我国新型储能系统中仍以锂离子电池储能为主，而锂电池主要以磷酸铁锂电池、三元锂电池为主。三元锂电池具有较高的能量密度，主要应用在动力电池上，而磷酸铁锂相对来说安全性较好，在我国的电力储能系统中应用更为广泛。

2.电池管理系统（BMS）

电池管理系统是电池与用户之间沟通的桥梁，安装于储能电池组内，负责对储能电池组进行电压、温度、电流、容量等信息的采集，实时状态监测和故障分析，同时通过CAN总线与PCS、监控与调度系统联机通信，实现对电池进行优化的充放电管理控制。

3.热管理系统

热管理系统简单地讲就是对电池的温度进行实时监控，不断将温度调节至电池最舒适的工作温度以保证系统在高效运行的同时延年益寿。

4.储能变流器

储能变流器又叫功率变换系统，连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置，实际就是储能单元中功率调节的执行设备。

5.能量管理系统

能量管理系统是储能系统的大脑，主要目的是实现能量的实时监控、诊断分析、故障切换、合理调度等。

2储能系统的集成方式

储能系统的集成方式主要方式分为三种：集中式集成方案，智能组串式集成方案、智慧模块式集成方案。

1.集中式集成方案

主要是指将近万颗电芯先串联后并联集中布置，直流汇流后集中并网的方式。

由于这种方式相对而言造价更低，因此目前应用较为广泛，但这种方案在实际运行中容易造成单电池包故障导致整簇电池无法使用、单PCS故障导致整个储能系统无法工作等问题，随着智能组串式和智慧模块式的发展和成本降低，预计集中式方案在后续应用中会越来越少。


2.智能组串式集成方案

主要是应用电力电子技术可控性解决锂电池之间的不一致性、不确定性；该种方案的特点是：

（1）采用分布式空调以控制每个电池簇的温度在合理区间。

（2）电池包内置电池优化器，确保电池持续稳定的高效输入输出，单电池包或单PCS故障不会导致整簇电池或整个储能系统无法工作。

（3）每个电池簇进行并联，单电池簇故障，不会导致整个储能系统无法工作。

（4）不需要在后续运行维护中对电池包进行性能参数标定。

（5）采用智能电池簇控制器，每个电池簇接入1个DC/DC模块，可以将每个电池簇的充放电压做到一致，防止每个电池簇之间形成环流。

该种方式从理论上分析，可靠性、稳定性安全系数会更高，但目前处于起步阶段，并未得到实际大量项目的验证，其可靠性、稳定性有待检验。


①门窗式分布式空调 ②电池包+电池优化器 ③电池簇

④智能电池簇控制器 ⑤直流配电柜+消防系统

3.智慧模块式集成方案

将电池、电池管理系统BMS、变流系统PCS、主动安全系统、智能配电系统、热管理系统融于单个标准化室外机柜（尺寸类似开关柜），单簇成柜，簇间安全隔离，PACK级浸没式消防技术形成一体化可即插即用的智慧能量块系统。

与智能组串式一样，虽说理论上可靠性、稳定性高，但该种方式目前也处于起步阶段，并未得到实际大量项目的验证，可靠性、稳定性有待检验。


3储能在新型电力系统的作用

新型储能系统在电力系统的发/输/配/用的各个环节均具有一定的应用价值，储能的应用非常广泛，不是一个环节，而是对发输配用的全方位融入，主要体现在：

1.发电侧：主要可用于调峰服务、调频服务、系统分备用、发电+辅助服务、电压调节、黑启动等等。

2.输配网：可应用于阻塞管理、延缓扩容升级、应急电源、低电压治理等等。

3.用户侧：可应用于削峰填谷、需求侧响应、备用电源、电能质量改善等等。

4.新能源并网：可有效平抑处理波动、提高新能源消纳、进行微网调节等等。


4储能的市场化应用

储能在电力系统的发/输/配/用上都有一定的应用价值，但是目前也只有在发电侧和工商业用户侧取得了较好的市场化应用效果。储能在发电侧主要是用于调峰调频、黑启动、系统备用等应用场景，市场化运作空间有限，随着储能技术的不断发展，储能系统成本不断降低，同时《关于进一步完善分时电价机制的通知》等行业利好政策频出，工商业用户侧已经具有了一定的盈利空间。

1.储能在工商业用户侧的储能收益模式

储能在工商业用户侧的储能收益模式主要有峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求侧响应。

（1）峰谷套利

指储能系统在谷值电价/平值电价时段充电，然后在峰值电价时段放出，以此方式赚取电价差额，从而减少用户电费开支。

峰谷套利模式是最基本也是较容易实现的收益模式，也是目前技术条件和市场环境下在负荷中心的主要收益模式。

（2）需量电费管理

我国的电价管理目前为两部制电价模式，电费由电度电费+基本电费两部分构成。基本电费主要是指容量或需量电费，可以通过储能系统进行削峰填谷，消除尖峰负荷，平滑用电曲线，减少基本电费。

但是由于目前大多数工商业用户侧的业主方已经非常了解两部制电价模式，业主方可以根据自己的用电功率需求自行向供电局申请调减容量，从而减少基本电费，因此需量电费管理管理模式在储能市场的应用场景越来越少。

（3）动态增容

用户的变压器容量是固定的，当用户出于其需求造成变压器重载运行时，则需要进行变压器扩容。而储能系统可实现容量扩增，明显降低变压器负载率，减少变压器的增容费。

由于大多数工商业用户侧的业主方在厂房建设时会根据实际需求配置合适的变压器容量，变压器容量有一定的富裕度，只有在某些特定行业需要配置储能降低变压器负债率，因此动态增容模式的下的储能应用场景很小，基本不具备市场化运作空间。

（4）需求侧响应

是指电网公司通过调度用户侧储能系统的容量来实现对电网整体负荷供需平衡的调节，稳定电网运行，保障电网安全，并向用户支付一定金额的补偿。

需求侧响应模式收益的关键指标是“完全响应次数”和“出清价格”。

完全影响次数为综合考虑启动次数、申报竞价中标情况、储能充放电倍率等实际情况按照储能系统额定容量等效估算的响应次数，因此完全响应次数受需求侧响应启动次数、申报竞价中标情况两大主要因素影响，同时根据响应启动条件的约定，启动次数还受气候、能源结构、疫情、经济发展情况等多因素的影响，实际上完全响应次数存在非常大的不确定性。

各省市在市场化需求化响应实施细则中对出清限价虽有规定，但每年实施细则会根据市场情况有所调整，比如广东省2022年实施细则出清限价为0.7-3.5元/kW·h，而在2021年实施细则出清限价为0-4.5/kW·h,因此同样存在很大的不确定性。

因此实际的需求侧响虽具备一定的市场化运作空间，但是对于储能投资方而言要实现需求侧响应盈利具备较大的难度。

2.光储互补模式下的储能市场化应用

在工商业用户侧可将储能与分布式光伏有效结合，将项目开发成为光储一体化项目具备较好的经济性和应用场景，可以预言该种模式将成为后续光储市场开发应用的主要模式。

储能和光伏具有天然互补的特性，可有效弥补光伏发电对电网造成的的间歇性、波动性。但如果当在光伏发电高峰时，储能也正是处于放电的模式下，则会影响到分布式光伏的消纳率，从而对光伏的经济性产生一定影响，因此光伏和储能的结合，需要结合光伏的消纳率情况来配置合适的储能功率。

5储能技术前景明朗、未来可期

储能是保证未来风、光等高随机性、间歇性能源在电网系统进行大规模高比例并网装机的根本保证，其市场化应用场景将会越来越广泛，储能也是一个正在走向成熟的一个超级赛道，也将是一个万亿级的大市场，是能源革命进程中充满机遇和幻想、技术迭代快速进步的蓝海、深海。

原标题：新能源的超级赛道：未来可期、正走向蓝海、深海的储能市场