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前言
儲能技術的不斷發(fā)展，為實現(xiàn)可再生能源的高效利用、提升電網穩(wěn)定性以及滿足多元化的能源需求提供了關鍵支撐。以下是儲能行業(yè)的主要技術發(fā)展趨勢。
一、鈉離子電池儲能技術
鈉離子電池儲能技術是近年來興起的一種儲能技術，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。鈉離子電池與鋰離子電池的電化學機理相似，都是通過電能和化學能的相互轉化完成充電、放電過程。在充電時，鈉離子從正極材料中脫出，經過電解質嵌入負極材料；放電時則相反，鈉離子從負極脫出，回到正極，從而產生電流。
鈉離子電池儲能系統(tǒng)具有原料自主可控、安全性好、耐低溫和潛在降本空間大等多項優(yōu)點。鈉離子電池主材料為鈉鹽，相比于鋰資源，具有原材料儲量豐富、易于提取、成本低廉、自主可控等優(yōu)勢。在電池性能方面，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，其在能量密度和循環(huán)壽命方面不及鋰離子電池，但具有更高的安全性和優(yōu)異的高低溫性能。
鈉離子電池存在多種技術路線，整體處于量產驗證和小規(guī)模交付階段，產業(yè)鏈上下游構建尚不完善，實際生產成本高于鋰離子電池。鈉離子電池目前存在多種技術路線，依據(jù)正極材料的不同分為過渡金屬氧化物、普魯士藍/白化合物、聚陰離子化合物三種，目前層狀金屬氧化物路線發(fā)展相對較快。
由于尚無主流的技術路線出現(xiàn)，鈉離子電池上游各原材料的產能尚處于建設階段，行業(yè)內整體產量較小，無法充分形成規(guī)模效應，導致其實際生產成本較當前的鋰電子電池偏高。鋰價的下行對鈉離子電池的發(fā)展形成了一定的擠壓，壓縮了鈉離子電池的市場空間，但長遠看鈉離子電池獨特的物理特性和潛在的降本空間使其仍是極具潛力的新型儲能技術之一。
二、構網型儲能技術
構網型儲能技術是一種新型的儲能技術，對于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性具有重要意義。
構網型儲能本質上是一個含內阻且幅值和相位均受控制的電壓源。通過對其輸出電壓的幅值和相位進行精確控制，能夠實現(xiàn)與電網的有效連接和互動，在電網不穩(wěn)定或斷電時，將化學能轉化為電能，為電網提供穩(wěn)定的電力支持。
構網型儲能系統(tǒng)外部特征表現(xiàn)為電壓源，采用與同步發(fā)電機類似的功率同步策略，可并網或離網運行，能夠確保電網的穩(wěn)定性和安全性，幫助解決電網調峰調頻能力不足、電壓穩(wěn)定裕度低、暫態(tài)過電壓、寬頻振蕩等問題。構網型儲能系統(tǒng)則更適合于新型電力系統(tǒng)，尤其是在新能源比重較高、電網穩(wěn)定性較差的地區(qū)。
西北區(qū)域構網型儲能系統(tǒng)需求迫切。我國西北地區(qū)風光資源豐富，已建設大量的新能源發(fā)電基地，但本地用電需求低，電網架構相對薄弱，對構網型儲能有迫切需求。國家能源局《關于做好新能源消納工作保障新能源高質量發(fā)展的通知》，提到在西北網架結構薄弱的區(qū)域，應用構網型新能源，以提高區(qū)域電網新能源發(fā)電接納率。
三、高壓級聯(lián)技術
高壓級聯(lián)技術是一種在儲能系統(tǒng)中應用的拓撲結構技術，它的主要工作原理是：高壓級聯(lián)技術通過多個儲能單元構成一套大功率、大電流的儲能系統(tǒng)，將電池組通過模塊級聯(lián)的方式，使輸出接入高壓交流系統(tǒng)，實現(xiàn)高壓直流電到交流電的轉換，省去了傳統(tǒng)儲能系統(tǒng)中的變壓器環(huán)節(jié)。
在結構方面，這種級聯(lián)結構可以靈活地根據(jù)實際需求進行擴展和調整，以滿足不同功率和容量的要求。多個儲能單元串聯(lián)，使得系統(tǒng)能夠承受較高的電壓，并且每個儲能單元都可以獨立控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
高壓級聯(lián)式方案具備效率高、容量衰減低、響應時間快、安全性高等優(yōu)勢，更適配于大型長時儲能系統(tǒng)。高壓級聯(lián)技術具備多項優(yōu)勢：
（1）在直流側將電池直接接入變流器，無需升壓變壓器，效率比常規(guī)儲能系統(tǒng)高2%～2.5%，節(jié)省5%～6%的PCS成本；
（2）參與構網時無需低壓儲能的變壓器，不存在變壓器高壓側和低壓側（PCS交流輸出）構網性能差異問題；
（3）儲能系統(tǒng)無電芯/電池簇并聯(lián)運行，不存在短板效率，改善容量衰減問題，提高循環(huán)壽命；
（4）每三相為一組控制單元，縮短了儲能系統(tǒng)的響應時間。
高壓級聯(lián)技術的特點充分適配長時儲能、構網型儲能的要求，未來有望成為新能源電站儲能、獨立儲能的主流技術。高壓級聯(lián)技術要求高，目前還處于技術發(fā)展和推廣期，整體滲透率低。未來伴隨著我國新能源滲透率不斷提升，對儲能的要求逐步提高，長時儲能、構網型儲能占比將顯著提升，高壓級聯(lián)技術有望成為未來的主流技術之一。
