核心观点
传统集中式方案1500V替代1000V成为发展趋势。随着集中式风光电站和储能向更大容量发展,直流高压成为降本增效的主要技术方案,直流侧电压提升到1500V的储能系统逐渐成为趋势。1500V储能系统方案直流侧电压为1000V-1500V,以阳光电源方案为例,相比传统方案,电池系统能量密度与功率密度均提升了35%以上,相同容量电站,设备更少,电池系统、PCS、BMS及线缆等设备成本大幅降低,基建和土地投资成本也同步减少,据测算初始投资成本可降低10%以上。但同时,1500V储能系统电压升高后电池串联数量增加,其一致性控制难度增大,直流拉弧风险预防保护以及电气绝缘设计等要求也更高。
分布式方案效率最高,份额有望快速提高。与集中式技术方案对比,将电池簇的直流侧并联通过分布式组串逆变器变换为交流侧并联,避免了直流侧并联产生并联环流、容量损失、直流拉弧风险,提升运营安全。同时控制精度从多个电池簇变为单个电池簇,控制效率更高。
智能组串式方案采用一簇一管理、一包一优化的控制策略,华为首推。智能组串式方案的特点体现在:(1)组串化。采用能量优化器实现电池模组级管理,采用电池簇控制器实现簇间均衡,分布式空调减少簇间温差。(2)智能化。将AI、云BMS等先进ICT技术,应用到内短路检测场景中,应用AI进行电池状态预测,采用多模型联动智能温控策略保证充放电状态最优。(3)模块化。电池系统模块化设计,可单独切离故障模组,不影响簇内其它模组正常工作。将PCS模块化设计,单台PCS故障时,其它PCS可继续工作,多台PCS故障时,系统仍可保持运行。
高压级联方案避免并联,提高系统效率。高压级联方案采用SVG的拓扑结构,通过多电芯串联直接达到6kv/10kv/35kv的交流高压,免去使用变压器。优势体现在:(1)安全性。系统中无电芯并联,部分电池损坏,更换范围窄,影响范围小,维护成本低。(2)一致性。无并联结构避免了电池环流问题,电池簇内部通过BMS实现电芯之间的均衡控制,可以最大程度利用电芯容量,在交流侧同等并网电量情况下,可以安装较少的电芯,降低初始投资。(3)高效率。由于系统无电芯/电池簇并联运行,不存在短板效应,系统寿命约等同于单电芯寿命,能最大限度提升储能装置的运行经济性。系统无需升压变压器,现场实际系统循环效率达到90%。
集散式方案通过直流隔离提升安全性。在传统集中式方案的基础上,在电池簇出口增加DC/DC变换器将电池簇进行隔离,DC/DC变换器汇集后接入集中式PCS直流侧,2~4台PCS并联接入一台就地变压器,经变压器升压后并网。系统中通过增加DC/DC直流隔离,避免直流并联产生的直流拉弧、环流、容量损失,大大提高了系统的安全性,从而提升系统效率。但由于系统需要经过两级逆变,对系统效率有反向影响。
投资建议与投资标
随着国内储能行业装机量快速提升,变流器作为关键设备需求量有望高速增长。建议关注1500V集中式技术方案及分布式方案供应商阳光电源(300274,未评级)、上能电气(300827,未评级),高压级联技术供应商金盘科技(688676,未评级)、新风光(688663,未评级)、智光电气(002169,未评级)。
风险提示
政策风险;供应不足导致原材料短缺的风险;公司项目投运不及预期的风险。