在市场需求和政策的双重驱动下，2023年是我国储能行业发展全面加速。一方面，我国能源结构正在向以新能源为主体的新型电力系统转型，风光装机量、发电量占比日趋提高，在能源结构中的占比不断提升。而靠天出力的新能源占比的提升将会对发电侧、电网侧和用户侧均带来冲击和影响，为了保障能源结构的顺利转型，我们需要储能这类灵活性资源进行调节，为此，多地指定“十四五”储能发展目标，多管齐下推动储能发展。同时，我国独立储能项目多处试点，商业模式逐渐清晰，经济性成为驱动行业发展的核心动能，加上碳酸锂价格下降，极大地降低了电化学储能的成本和发展障碍。我国储能发展的必要性和可行性不断显现，预计2023年国内储能项目有望加速落地，业主也将会更加重视安全、性能和成本。
　　储能系统集成环节成长赛道未来可期，充分享受市场规模的快速放量。储能系统集成主要由直流侧发电和交流侧并网两部分构成，起着上承下接的作用。随着储能电站规模的增大，储能系统越来越关注安全、成本和效率，目前储能系统集成多技术路线百花齐放，集中式、组串式、智能组串式、高压级联、集散式、分布式能源块等多种储能集成技术方案各具优势，不断得到下游的实际应用。目前行业参与者众多，竞争各具未定，仍处于充分享受市场规模快速放量获得订单的阶段。
　　通过对各储能集成方案进行比较，我们认为高压级联具有低成本、高效率、高安全性等优势，渗透率有望进一步提升。相比于其他技术方案，高压级联方案在使用效率、系统损耗、占地面积、对于电池保护以及指令相应时间等多方面均有明显优势，更适合大型电站储能场景，随着储能商业模式逐渐理顺，业主更加重视产品性能，高压级联的安全性及性价比优势将会更加明显地凸显，目前我们也看到了以两大电网为首的电力央企发力招标，在电网侧的应用充分表明高压级联系统得到验证确认。基于以上分析，目前高压级联渗透率不足5%，我们预测到2025年高压级联渗透率有望达到10%，未来有年化翻倍的增长空间。
　　高压级联目前代表厂商多为高压技术路线，具有明显的先发优势和技术门槛。由于高压技术难度更高、运行维护难度加大，存在一定安全风险，这也是高压级联的技术壁垒，目前高压级联技术路线厂商相对较少，竞争格局相对较优。代表性厂商包括智光电气、新风光、金盘科技、国电南瑞等，其原有业务大多涉及高压技术路线的电力电子产品，具有技术同源优势，大多已获得高压级联储能订单，产品获得下游认可。
　　风险提示：高压级联产品市场接受度低于预期，公司订单不及预期；行业市场竞争加剧，行业利润低于预期；储能增速不及预期等。

研究报告全文：tablepage产业研究专题报告tablesubject撰写日期2023年3月16日证券研究报告--产业研究专题报告高压级联产业化有望从1到10关注左侧布局机会储能行业系列深度报告二分析师胡鸿宇tablemain华宝财经评论类模板投资要点执业证书编号S0890521090003电话021-20321074在市场需求和政策的双重驱动下2023年是我国储能行业发展全面邮箱huhongyucnhbstockcom加速一方面我国能源结构正在向以新能源为主体的新型电力系统转型风光装机量发电量占比日趋提高在能源结构中的占比不断提升而靠天出力的新能源占比的提升将会对发电侧电网侧和用户侧均带来冲击和影响为了保障能源结构的顺利转型我们需要储能这类灵活性资源进行调节销售服务电话为此多地指定十四五储能发展目标多管齐下推动储能发展同时021-20515355我国独立储能项目多处试点商业模式逐渐清晰经济性成为驱动行业发展相关研究报告的核心动能加上碳酸锂价格下降极大地降低了电化学储能的成本和发展障碍我国储能发展的必要性和可行性不断显现预计2023年国内储能项tableproduct目有望加速落地业主也将会更加重视安全性能和成本储能系统集成环节成长赛道未来可期充分享受市场规模的快速放量储能系统集成主要由直流侧发电和交流侧并网两部分构成起着上承下接的作用随着储能电站规模的增大储能系统越来越关注安全成本和效率目前储能系统集成多技术路线百花齐放集中式组串式智能组串式高压级联集散式分布式能源块等多种储能集成技术方案各具优势不断得到下游的实际应用目前行业参与者众多竞争各具未定仍处于充分享受市场规模快速放量获得订单的阶段通过对各储能集成方案进行比较我们认为高压级联具有低成本高效率高安全性等优势渗透率有望进一步提升相比于其他技术方案高压级联方案在使用效率系统损耗占地面积对于电池保护以及指令相应时间等多方面均有明显优势更适合大型电站储能场景随着储能商业模式逐渐理顺业主更加重视产品性能高压级联的安全性及性价比优势将会更加明显地凸显目前我们也看到了以两大电网为首的电力央企发力招标在电网侧的应用充分表明高压级联系统得到验证确认基于以上分析目前高压级联渗透率不足5我们预测到2025年高压级联渗透率有望达到10未来有年化翻倍的增长空间高压级联目前代表厂商多为高压技术路线具有明显的先发优势和技术门槛由于高压技术难度更高运行维护难度加大存在一定安全风险这也是高压级联的技术壁垒目前高压级联技术路线厂商相对较少竞争格局相对较优代表性厂商包括智光电气新风光金盘科技国电南瑞等其原有业务大多涉及高压技术路线的电力电子产品具有技术同源优势大多已获得高压级联储能订单产品获得下游认可风险提示高压级联产品市场接受度低于预期公司订单不及预期行业市场竞争加剧行业利润低于预期储能增速不及预期等敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券123tablepage产业研究专题报告内容目录1市场及政策双重驱动下2023年我国储能市场全面加速411市场和政策双重驱动下我国储能发展的必要性和可行性不断显现4111必要性新型电力系统需要储能这类灵活性资源配置政策大力支持储能行业发展4112可行性独立储能商业模式的探索及产业链成本的下降降低了制约储能发展的障碍6122023年我国储能项目加速落地业主更加看重安全性能和成本72储能系统集成环节成长赛道未来可期充分享受市场规模快速放量821储能系统集成由直流侧和交流侧构成起着上下承接的作用822储能系统集成多技术路线百花齐放923储能系统集成参与者众多目前仍处于享受市场规模快速放量的阶段123高压级联产业化应用加速渗透率有望进一步提升1231高压级联相比其他技术方案具有低成本高效率高安全性等优势1232高压级联正逐渐从示范项目阶段进入实际应用阶段未来有较大渗透率提升空间1533高压级联储能集成方案存在一定技术壁垒企业具有先发优势174高压级联相关公司1741金盘科技干变龙头切入高压级联储能打造新增长极1742新风光山东能源集团旗下新能源核心设备供应商高压级联储能业务已形成收入1943智光电气高压级联储能技术先行者传统业务有望扭亏为盈205风险提示21图表目录图1我国风光装机量不断提升4图2我国风光发电量不断提升4图3典型风电发力曲线与用电负荷曲线对比4图4典型光伏发力曲线与用电负荷曲线对比4图5碳酸锂价格走势图万元吨7图6多晶硅均价走势图万元吨7图72022年储能月度中标情况7图82022年2小时储能系统月度报价元Wh7图9储能系统分为直流侧发电和交流测并网8图10储能项目价值量占比8图11储能系统分为直流侧发电和交流测并网9图12电化学储能电站系统构成图9图13低压大功率升压集中式并网系统9图14低压小功率升压分布式并网系统9图15智能组串式储能并网系统10图16高压级联式大功率储能系统10图17高压级联式大功率储能系统11图18分布式能源块11图19阳光电源1500V储能系统解决方案13图20高压级联储能系统单元拓扑结构图15图21金盘科技业务结构单位亿元17图22金盘科技高压级联系统示意图18图23新风光业务结构单位亿元19敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券223tablepage产业研究专题报告图24新风光储能产品业务收入实现快速增长20图25智光电气业务结构单位亿元20图26公司首台商业级5MW3MWh高压级联储能系统21图27公司火储联调9MW5MWh高压级联储能系统21表12022年全国用电量情况5表2国内十四五储能发展规划6表3中国部分区域独立储能电站收益模式6表4储能系统集成代表性厂商12表5储能电站集成技术路线对比14表6高压级联技术储能项目16表72019-2025年国内高压级联渗透率测算16表82022年以来金盘科技储能业务新增协议或订单18敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券323tablepage产业研究专题报告1市场及政策双重驱动下2023年我国储能市场全面加速11市场和政策双重驱动下我国储能发展的必要性和可行性不断显现111必要性新型电力系统需要储能这类灵活性资源配置政策大力支持储能行业发展双碳背景下我国能源结构正在向以新能源为主体的新型电力系统转型风光装机量发电量占比日趋提高在能源结构中的占比不断提升碳中和背景下我国到2030年非化石能源在一次能源消费结构中占比要达到25以上到2060年要实现碳中和目标未来能源结构将会形成以新能源为主体的新型电力系统新能源包含风能太阳能地热能生物质等资源发电现阶段风能太阳能发展空间巨大增速较快根据国家能源局2021年我国风光累计装机占比达到267风光发电量占比117发展动能强劲图1我国风光装机量不断提升图2我国风光发电量不断提升发电装机容量风电发电装机容量光伏发电量风电发电量光伏新能源占比新能源占比70001403500030060001171203000026724325050001009525000206200861894000788020000150300060150001001000020004050005010002000000020182019202020212018201920202021资料来源国家统计局华宝证券研究创新部资料来源国家统计局华宝证券研究创新部发电侧光伏和风电属于不稳定出力电源导致电源侧的波动性持续加大电力系统需要时刻保持平衡稳定大量新能源并网发电造成新能源装机容量比例在电网中不断增大但光伏风电等新能源具有波动性间歇性和随机性等特性风电出力日波动幅度最高可达80出力高峰出现在凌晨前后午后到最低点逆负荷特征更明显光伏日内波动幅度最高可达到100峰谷特征鲜明正午达到当日波峰正午前后均呈均匀回落态势夜间出力为0新能源发电出力的随机性波动性间歇性特征加上占比的不断提升将使得电源侧的平均可控性降低波动程度提高图3典型风电发力曲线与用电负荷曲线对比图4典型光伏发力曲线与用电负荷曲线对比敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券423tablepage产业研究专题报告0904508508508070430807507505041070703039065060650103705506-0113579111315171921230351357911131517192123用电负荷pu左轴用电出力pu右轴用电负荷pu左轴用电出力pu右轴资料来源国家电网索比光伏网华宝证券研究创新部资料来源国家电网索比光伏网华宝证券研究创新部电网侧风电光伏均不能稳定出力将会影响影响电网运行的稳定性此外新能源发电并网时产生冲击电流会造成电网电压下降的现象影响电网电能质量因此为了应对新能源出力不稳定的现象电网系统需要预留一定的容量当作备用虽然可以增加新能源的接纳能力但会影响电网的经济调度增加经济负担用户侧经济高质量发展背景下第三产业和城乡居民生活用电占比逐渐提升带动用电负荷曲线的峰谷差率扩大一般而言经济发展水平与第三产业和居民生活用电量占比呈同向变化关系我国用电负荷曲线的峰谷差率持续扩大根据国网能源研究院对十四五的分析国网经营区最大负荷增速将高于用电量增速预测2025年最大日峰谷差达到4亿千瓦最大日峰谷差率增至35表12022年全国用电量情况用电量亿千瓦时占比全社会用电量83313其中第一产业102312第二产业56131675其中工业用电55319664第三产业142311710城乡居民生活用电117431410资料来源中国电力企业联合会华宝证券研究创新部为保障能源结构的顺利转型需要储能这类灵活性资源进行调节电源侧灵活性资源需要发挥调峰辅助消纳的重要作用电网侧灵活性资源需要更多的承担统筹送受端调峰安排制定更加灵活的电网运行方式实现跨省跨区共享调峰与备用资源用户侧灵活性资源需要发挥需求响应的作用更好地平衡供需储能作为优质的灵活性资源在电源侧电网侧用户侧均可以发挥调峰调频备用的作用未来将逐渐成为保障新型电力系统发展的刚需为此多地制定十四五储能发展目标多管齐下推动储能发展多地制定十四五储能发展目标25年储能建设规模接近54GW据储能与电力市场公众号统计以2022年我国20个省市自治区发布的十四五期间储能发展规划来看预计到2025年这些区域储能建设规模将接近54GW除规划外我国已有近30个省份规定了保障性规模内的强制配储要求对集中式光伏分布式光伏以及风电的配套建设储能都提出了明确要求整体来看对于已公布强制配储政策的省市地区新能源配储比例多集中在10-20之间储能时长要求多在2小时以上部分省份配置要求高达4小时敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券523tablepage产业研究专题报告表2国内十四五储能发展规划省份2025E2030E政策名称贵州14贵州省能源领域碳达峰实施方案山东510山东省新型储能工程发展行动方案山东省碳达峰实施方案青海6青海省碳达峰实施方案吉林2259吉林省新能源产业高质量发展战略规划20222030年四川2四川省电源电网发展规划2022-2025年宁夏5宁夏回族自治区可再生能源发展十四五规划贵州毕节166十四五新能源发展规划内蒙古5内蒙古自治区碳达峰实施方案山西6十四五新型储能发展实施方案北京07北京市碳达峰实施方案湖南2湖南省电力支撑能力提升行动方案20222025年江西1江西省碳达峰实施方案福建06福建省推进绿色经济发展行动计划2022-2025天津05天津市碳达峰实施方案广西2广西能源发展十四五规划广西可再生能源发展十四五规划安徽3安徽省新型储能发展规划2022-2025年安徽省能源发展十四五规划河南22河南省十四五新型储能实施方案江苏26江苏省十四五新型储能发展实施方案辽宁1辽宁省十四五能源发展规划河北4河北省十四五新型储能发展规划资料来源储能与电力市场公众号华宝证券研究创新部112可行性独立储能商业模式的探索及产业链成本的下降降低了制约储能发展的障碍在政策和市场需求推动下独立储能商业模式逐渐清晰2022年6月7日国家发改委和能源局发布关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知明确独立储能的概念具备独立计量控制等技术条件接入调度自动化系统可被电网监控和调度符合相关标准规范和电力市场运营机构等有关方面要求具有法人资格的新型储能项目可转为独立储能作为独立主体参与电力市场根据储能与电力市场公众号统计2022年建成投运独立式储能项目达45个规模超358GW728GWh分布于16个省市自治区涉及27家开发商随着独立储能项目的多处试点独立储能的盈利模式也不断得到探索现已形成容量租赁调峰辅助收入现货市场交易容量补偿等多种收入来源储能不仅可以通过调幅调频赚取辅助服务费用还可以进入电力市场在低电价的时间段购电进行储能在高电价时间段放电以获得价差各省份先后出台了容量补偿政策如山东河南等这也为储能提供方保障保底收益经济性是储能行业长期可持续发展的根本驱动力表3中国部分区域独立储能电站收益模式容量租赁调峰辅助服调频辅助服一次调频辅电力现货市容量补偿调峰容量市区域务务助服务场场山东山西河南宁夏甘肃敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券623tablepage产业研究专题报告湖南广东内蒙古广西浙江资料来源储能与电力市场公众号华宝证券研究创新部产业链价格的下降极大地降低了制约储能发展的障碍目前碳酸锂价格已经从接近60万吨的高点下降至33万吨左右电化学储能中电芯成本超过60上游原材料碳酸锂价格的下降极大地降低了电化学储能的成本预计2023年随着上游产业产能释放相关政策引导碳酸锂等上游原材料价格有望回落正常区间市场供需逐步平衡进而业主配置储能的意愿将有望提升此外在储能发展前期对下游业主而言储能仍然是被视作额外的成本项在之前高硅料价格下为保障整体的投资回报率配储的积极性不高而目前硅料价格同样也从高位回落指23万吨左右为新能源配储让出成本空间产业端价格的下降正在对储能发展不断释放出积极信号图5碳酸锂价格走势图万元吨图6多晶硅均价走势图万元吨600035500030254000203000152000101000500002021-01-042022-01-042023-01-04202117202217202317资料来源中电联储能与电力市场华宝证券研究创新部资料来源中电联储能与电力市场华宝证券研究创新部市场和政策双重驱动下我国储能发展的必要性和可行性不断显现预计2023年国内储能项目有望加速落地预计2023年随着光伏上游硅料的降价组件价格恢复正常水平集中式光伏装机需求向好占比提升大型光伏电站配储将是我国储能行业发展的重要拉动力叠加我国分布式光伏配储与风电配储的需求预计2023年我国储能需求为15GW319GWh同比增长14631666其中大储需求为133GW285GWh同比增长14461657122023年我国储能项目加速落地业主更加看重安全性能和成本国内储能招标稳步推进月度中标情况方面目前储能招投标主要是以储能系统和EPC总承包形式2022年储能系统招标近150个总规模227GWh储能EPC总承包招标近120个总规模198GWh月度价格方面结合2022年各月的报价水平来看从22年5月起持续稳定在15-16元kWh的范围之内图72022年储能月度中标情况图82022年2小时储能系统月度报价元Wh敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券723tablepage产业研究专题报告140003518120003017100002580002016600015400010152000514001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月13储能系统中标规模MWh左轴EMP总承包中标规模MWh右轴储能系统中标项目数量个右轴EPC中标项目数量个右轴资料来源储能与电力市场华宝证券研究创新部资料来源储能与电力市场华宝证券研究创新部随着储能项目的加速落地业主更加重视安全性能和成本在储能发展的早期在强配储政策下业主配储通常将其作为成本项目并未充分考虑方案的性价比而后续随着储能项目加速落地储能在新型电力系统中的作用将落到实处真正发挥性价比将会成为业主着重考虑的关键因素此外随着技术的不断成熟储能电站的规模不断增大电池容量也不断增大运行的数据也会更大这对安全和效率将会提出更高的要求为此我们认为后续储能产业链上更具安全性高性能高性价比的技术和产品将会更具有竞争力2储能系统集成环节成长赛道未来可期充分享受市场规模快速放量21储能系统集成由直流侧和交流侧构成起着上下承接的作用电化学储能产业链分为上游设备中游储能系统集成及EPC和下游应用端储能系统由电池簇电池管理系统BMS能力管理系统EMS储能变流器PCS消防温控等其他设备构成上游设备中电池和PCS是价值量最大的环节中游包括设备集成EPC并网检测和项目运维下游主要是用于与发电侧传统能源和新能源电网侧电网公司和用户侧工商业和居民储能集成厂商的角色与光伏环节中组件厂商类似在产业链中对接上下游扮演者渠道商的角色此外集成商往往是储能项目的安全第一负责人图9储能系统分为直流侧发电和交流测并网图10储能项目价值量占比资料来源中电联储能与电力市场华宝证券研究创新部资料来源中电联储能与电力市场华宝证券研究创新部敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券823tablepage产业研究专题报告电化学储能系统由直流侧发电和交流侧并网两部分构成直流侧为电池集装箱包括电池温控消防汇流柜等设备交流侧为升压变流集装箱包括储能变流器变压器等设备直流侧的电池产生直流电交流侧的储能变流器将其转换为可供电网输送的交流电再通过变压器将交流电转换为相同频率的另一种电压之后输入电网图11储能系统分为直流侧发电和交流测并网图12电化学储能电站系统构成图资料来源华宝证券研究创新部资料来源阳光电源海博思创华宝证券研究创新部22储能系统集成多技术路线百花齐放储能系统集成多技术路线百花齐放随着储能电站规模的增大需要非常多的电池进行串并联不断升压增大电流提高功率这对电路设计以及直流侧交流侧的拓扑结构优化提出了要求也由此诞生了6种解决方案按照电气结构储能系统可划分为1集中式低压大功率升压集中式并网也称为低压式采用直流侧电池多簇并联的方式在交流测与大功率高效率的PCS相连其结构简单投资成本低是目前最为主流的储能系统方案图13低压大功率升压集中式并网系统资料来源新风光华宝证券研究创新部2分布式低压小功率升压分布式并网也称为大组串每一簇电池都与一个小功率的PCS单元链接在交流侧进行并联后升压变其结构简单投资成本低是目前最具有潜力的储能系统方案图14低压小功率升压分布式并网系统敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券923tablepage产业研究专题报告资料来源新风光华宝证券研究创新部3智能组串式基于分布式储能系统架构采用电池模组级能量优化电池单簇能量控制数字智能化管理全模块设计等创新技术实现储能系统更高效应用图15智能组串式储能并网系统资料来源新风光华宝证券研究创新部4高压级联式电池单簇逆变不经变压器直接接入61035kv以上电压等级电网单台容量可达到5MW10MWh图16高压级联式大功率储能系统敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1023tablepage产业研究专题报告资料来源新风光华宝证券研究创新部5集散式直流侧多分支并联在电池簇出口增加DCDC变换器将电池簇进行隔离DCDC变换器汇集后接入集中式PCS直流侧进行集中逆变图17高压级联式大功率储能系统资料来源新风光华宝证券研究创新部6分布式能源块将逆变器电池簇EMSBMS等所有功能子单元都集中到一个单独的集装箱里之前主要应用在工商侧储能最近两年才开始应用于大储领域图18分布式能源块敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1123tablepage产业研究专题报告资料来源险峰创公众号华宝证券研究创新部23储能系统集成参与者众多目前仍处于享受市场规模快速放量的阶段目前储能系统集成环节参与者众多竞争格局未定随着新能源占比的不断提升及产业链上游碳酸锂价格的下跌储能发展的必要性和可行性不断提升2023年将成为储能高增长的元年目前储能系统集成的参与企业众多尚处于整个行业享受市场规模快速放量的阶段竞争格局未定整体来看对于储能系统集成厂商的分类包括专业化厂商和一体化厂商专业化厂商占比较小包括海博思创电工时代新源智储等一体化厂商包括从储能产业链上游切入光伏产业链切入高压技术路线的电力电子厂商整体而言储能集成环节仍处于导入期投资也逐渐从主题过渡到业绩后续持续关注订单兑现超预期的公司表4储能系统集成代表性厂商类别公司原主业代表性厂商专业化厂商海博思创电工时代新源智储等光伏逆变器切入阳光电源上能电气等光伏组件切入阿斯特等储能电芯切入南都电源圣阳股份派能科技等一体化厂商储能逆变器切入盛弘股份科华数据等高压技术同联金盘科技新风光智光电气国电南瑞四方股份等其他威腾电气永福股份宝光股份南网科技科陆电子等资料来源公司公告华宝证券研究创新部3高压级联产业化应用加速渗透率有望进一步提升31高压级联相比其他技术方案具有低成本高效率高安全性等优势随着储能项目的加速落地储能在新型电力系统中的作用将落到实处真正发挥业主会敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1223tablepage产业研究专题报告更加重视储能集成的安全性能和成本而这三方面也会成为储能集成技术渗透率提升的关键所在基于此我们对不同储能集成方案的优缺点进行了比较认为高压级联储能集成方案具有低成本高效率和高安全性等优势在中短期内渗透率有望提升目前集中式储能集成方案占主流正通过提高电压等级的方式进行降本增效但仍无法解决电站的安全性问题集中式具有结构简单投资成本低安装运维成本低对运维人员要求不高的优势因此目前占据市场大多数份额但目前集中式项目规模往往不超过20MWh当储能电站的规模放大到百兆瓦以上时就会出现直流拉弧直流侧的并联容量损失并联环流等问题严重影响集中式储能电站的安全和效率就集中式方案本身而言技术正通过直流高压进行降本增效直流侧电压从1000V提升到1500V逐渐成为主流趋势通过将直流侧电压做到1500V通过更高的输入输出电压等级可以降低交直流侧线损及变压器低压侧绕组的损耗提高电站系统效率设备储能变流器变压器的功率密度提高体积减小运输维护等方面工作量也减少有利于降低系统成本但同时1500V储能系统电压升压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图19阳光电源1500V储能系统解决方案资料来源阳光电源官网华宝证券研究创新部随着其他技术方案的逐渐成熟集中式储能集成方案的占比将会有所下降组串式智能组串式高压级联式集散式等其他技术方案各具优势以不同方式解决电池的并联环流容量损失直流拉弧等问题以提高储能电站的安全性1组串式方案采用交流侧并联的方式使得每个储能变流器串联的电池簇规模更小集成度更高模块化更强消除集中式并联环流容量损失直流拉弧风险三大隐患运维简单灵活相比集中式效率提升了4以上对应成本也比集中式更高目前上能电气宁德时代等厂商选择此技术方案2智能组串式的代表性厂商为华为智能组串式对电池兼容性更强能够实现一包一优化一簇一管理对电芯的兼容性比较强但其成本比集中式高15-20技术过于复杂拥有一级直流变换和一级交流变换共两级变换所以效率比较低3高压级联式通过在直流侧将电池直接接入变流器减少了升压环节这使得效率就会提升由于其特殊的拓扑结构并联容量损失并联环流问题也都不存在了最终效率可以做到88-90高压级联技术有待经过多个项目验证代表性厂商包括金盘科技新风光智光电气国电南瑞四方股份等敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1323tablepage产业研究专题报告4集散式通过增加DCDC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额外的DCDC隔离让整个系统多了一层能量损耗整体的效率表现与集中式相当不如组串式代表性厂商为特斯拉5分布式能源块布置更加灵活因为单个机柜可以做的更小在消防上有额外优势但供应链体系不够成熟成本上有劣势之前主要应用在工商侧储能最近两年才开始应用于大储领域表5储能电站集成技术路线对比按电气结构分类优点缺点代表公司项目规模不超过20MWh当放大到百兆瓦规模时就会出现直流拉结构简单投资成本低安装运维阳光电源上能电气科集中式弧直流侧的并联容量损失并联成本便宜对运维人员要求不高华数据等环流等问题严重影响集中式储能电站的安全和效率每个组串式变流器串联的电池簇规模更小集成度更高模块化更强消除集中式并联环流容量损失组串式成本更高上能电气宁德时代等直流拉弧风险三大隐患运维简单灵活与集中式相比效率提高4以上成本比集中式高15-20过于复对电池兼容性更强能够实现一包杂拥有一级直流变换和一级交流智能组串式一优化一簇一管理对电芯的兼华为变换共两级变换所以效率比较低容性比较强只有83-84左右少了升压环节后效率就会提升金盘科技新风光智光由于其特殊的拓扑结构并联容量目前渗透率较低需要经过多个项高压级联式科技国电南瑞四方股损失并联环流问题也都不存在了目验证可靠性和稳定性份等最终效率可以做到88-90但由于系统需要经过两级逆变对通过增加DCDC直流隔离避免系统效率有反向影响额外的直流并联产生的直流拉弧环流集散式DCDC隔离让整个系统多了一层特斯拉科华数据等容量损失大大提高了系统的安全能量损耗整体的效率表现与集中性从而提升系统效率式相当不如组串式供应链体系不够成熟成本上有劣布置更加灵活因为单个机柜可以分布式能源块势之前主要应用在工商侧储能做的更小在消防上有额外优势最近两年才开始应用于大储领域资料来源公司公告华宝证券研究创新部综合来看我们认为高压级联型储能效率更高成本更低更适合于大型电站储能场景级联型储能系统由多个储能单元构成每个储能单元包括1个DCAC功率单元和1个独立小电池堆每个储能单元输出几十至几百伏的交流电压级联型储能系统采用三相星形连接的级联H桥拓扑结构可直接输出0435kV三相交流电压无变压器接入交流电网单系统输出功率可达10MW以上其优势包括敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1423tablepage产业研究专题报告1无需升压变压器效率比常规储能系统高225节省56的PCS成本高压级联储能系统无需经过变压器不仅减小系统损耗提高效率还减少了储能系统的占地面积降低了土地建设施工成本提高了单位建设面积的能量密度2系统无电芯电池簇并联运行不存在短板效应容量衰减情况改善储能系统能够最大限度地减少或消除电池簇的并联情况使得各个电池簇之间相互独立减少或消除电池单体和电池簇的环流现象削弱了储能系统中电池一致性导致的问题提高电池系统的循环寿命降低了生产运行的安全风险3控制简单缩短响应时间高压级联储能系统每三相为一组控制单元不需要根据并联储能单元性能的差异进行协调后再响应指令缩短了储能系统的响应时间图20高压级联储能系统单元拓扑结构图资料来源智光电气华宝证券研究创新部可见通过高压级联结构可以提高单台PCS的功率提高运行效率降低电力电子损耗提高整机响应速度提高整机输出波形质量有效解决传统储能技术存在的技术痛点非常适合大容量储能的应用场合在储能功率越大的应用场合性价比越高未来有望成为新能源电站储能独立储能的主流技术32高压级联正逐渐从示范项目阶段进入实际应用阶段未来有较大渗透率提升空间高压级联正逐渐从示范项目阶段进入实际应用阶段高压级联储能技术现已在电源侧得到应用和验证在电源侧的应用分为火电厂调频新能源电站的柔性消纳和辅助服务对于电源侧的需求由于电站的功率较大因此电池容量也较大此外还要求响应一次调频AGC控制和对电站的协调控制和响应速度要求比较高第三电站的电池的数量比较多运行数据比较大且管理复杂因此希望精简最后成本降低性能提升确保安全性是储能行业的共识面向电源侧的需求高压级联技术可以充分适应这些需求目前成熟的高压储能系统单机功率较大可以做到单机10MW因为不需要协调控制器响应速度特别快单机响应速度可以达到2到3个毫秒单个电池堆的电量非常小电池并联的数量非常少这解决了储能系统的安全性隐患和一致性问题级联型高压储能单模块运行功率可以差异化匹配电量更有保障有效保障可用容量最大化高压级联方案在系统损耗占地面积对于电池保护以及指令相应时间等多方面均有明敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1523tablepage产业研究专题报告显优势目前储能仍然处于发展早期阶段业主配储通常将其作为成本项目并未充分考虑方案的性价比早期项目通常采用大规模普及的成熟方案我们认为随着储能机制的逐步理顺根据优势和性价比的高压方案会逐步推向市场我们也逐渐可以看到高压级联技术已逐渐从实验阶段进入实际应用阶段南瑞继保研制35kV高压级联直挂储能系统顺利并网智光电气联合中国华能清能院上海交通大学联合研制的级联型35kV高压直挂大容量电化学储能系统已经顺利下线预计充放循环效率将超过91单机并网功率容量高可达25MW50MWh新风光为浙江某大型光伏发电项目提供的35KV直挂式一次调频储能电站顺利发运高压级联技术在实践中的应用也充分表明了业主对技术的认可表6高压级联技术储能项目项目时间内容规模5MW10MWh采用磷酸铁锂储能电池预制舱全户外布置建设1500V直流系统和高压级联两套储能系统每套储能系统规模均为25MW5MWh预制舱舱顶配置分布式光伏系统容量50kWp是内蒙古乌兰察布源网荷储电网2021年自治区改进能源建设创新工作的重点示范项目也是内蒙古电力公司首侧储能科技示范项目个电网侧储能示范项目促进了乌兰察布地区源网荷储协调控制新能源消纳电网调峰调频及储能电价机制方面的研究具有十分积极的示范作用南瑞继保研制的35kV高压直挂储能系统在绍兴市上虞区35kV红墟储能电站顺利正式并网运行成为浙江省十四五新型储能示范项目中首绍兴市上虞区35kV红墟2022年个投运的项目也是世界首套35kV高压直挂储能系统投入运行项目储能电站的投运增强了区域电网灵活调节能力为实现双碳目标做出了示范性贡献新风光为本项目提供的35KV高压级联直挂式一次调频储能电站容量浙江284MW966MWh高284MW966MWh具备一次调频功能和无功补偿功能具备系统规模2022年压级联储能电站大响应速度快能量精确控制双向调节能力强运行效率高占地面积小等优点采用全球首创全液冷热管理35kV高压级联储能系统投资开建的第一四川遂宁100MW200MWh座电网侧共享储能电站是新型电力系统设施的重要组成部分有利于2022年电网侧共享储能电站促进电网削峰填谷维护电力系统安全稳定提高系统灵活性调节能力助力可再生能源开发消纳等国能乐东龙源火储联智光储能中标国家能源集团乐东电厂2350MW机组的火储联合调频项2023年合调频项目目高压级联储能系统采购河北保定高压级联储能由南方电网储能股份有限公司投资建设的我国首个移动式大容量高压2023年电站级联电池储能电站10kV6MW在河北保定正式投入商业运行资料来源苏州市光电产业商会华宝证券研究创新部整体而言目前高压级联渗透率不足5我们预测中短期高压级联渗透率有望达到10我国新能源渗透率不断提升不稳定的风光发电需要灵活性的调节多地制定十四五储能发展目标25年储能建设规模接近54GW再加上碳酸锂价格下跌极大降低了电化学储能的成本同时在政策和市场需求推动下独立储能的商业模式逐渐清晰在此背景下2023年将会是大型储能需求高增长的元年高压级联具备低成本高效率高安全性等优势随着储能商业模式逐渐理顺业主更加重视产品性能高压级联的安全性及性价比优势将会更加明显地凸显目前我们也看到了以两大电网为首的电力央企发力招标这充分表明高压级联系统得到验证确认基于以上分析目前高压级联渗透率不足5我们预测中短期高压级联渗透率有望达到10未来有年化翻倍的增长空间表72019-2025年国内高压级联渗透率测算敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1623tablepage产业研究专题报告20192020202120222023E2024E2025E表前储能需求合计GWh062040138285522885其中高压级联渗透率30507090120高压级联需求合计GWh01072047106yoy4793189113551261表后储能需求合计GWh010206153496172其中高压级联渗透率00051015高压级联需求合计GWh00000103yoy000046471688需求合计GW0722461533196181057其中高压级联渗透率26456378103高压级联需求合计GWh4793191613831269yoy2205125613951666940710资料来源CPIACWEA华宝证券研究创新部33高压级联储能集成方案存在一定技术壁垒企业具有先发优势高压级联方案在技术和运营上都具有较大难度具有进入壁垒1技术方面一方面高压级联方案每一相都是35kv电磁环境恶劣对BMS控制提出更高要求另一方面高压级联方案为交流侧并联选择多个H桥连接ABC三相交流电每一相都有多个H桥串联可靠性降低为了提升可靠性必须进行冗余设计如果某个H桥故障可以切换到旁路电路因此高压级联技术对系统布局和组装的要求较高在业主端的认证周期较长2运营方面35kv储能系统中直流侧和交流侧放在同一位置运行维护的难度加大需要专业运维人员目前高压级联技术路线厂商相对较少竞争格局较优代表性厂商包括智光电气新风光金盘科技国电南瑞等其原有业务大多涉及高压技术路线的电力电子产品具有技术同源优势老玩家也先后获得下游业主的订单认可目前尚无新玩家入场我们认为从技术和运营难度来看具备先发优势的企业短期内难以撼动目前正处于各家积极投标争取订单的阶段4高压级联相关公司41金盘科技干变龙头切入高压级联储能打造新增长极干变龙头切入高压级联储能打造新增长极公司成立于1997年位于海南1998年美国上市2016年美股私有化退市并于2021年科创板上市公司主要产品为干式变压器2021年占比75主要应用于风电轨交高压变频新基建等下游行业是全球干式变压器龙头企业之一公司干变产品应用于风电的市占率达到25轨交配套产品市场份额多年稳居全国第二高压变频产品长期配套外资龙头企业是西门子歌美飒维斯塔斯GE施耐德东芝三菱等跨国巨头的重要供应商其他业务主要围绕新能源为主的相关产品包括箱式变电站电力电子设备一体化逆变并网装置SVG安装工程等图21金盘科技业务结构单位亿元敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1723tablepage产业研究专题报告10014720190219102265494802382770605040193615321665247130201002018201920202021干式变压器开关柜箱变电力电子设备安装工程软件安装资料来源金盘科技公告华宝证券研究创新部公司原业务与储能技术同源客户资源共享开辟高端储能市场一方面公司具有客户协同优势储能业务的目标客户是公司现有业务的长期合作客户如中广核华电华能国电投金风GE西门子VESTAS等另一方面公司现有电力电子设备产品与储能PCS系统集成技术同源公司具备过硬的技术实力和优势公司重视研发创新研发支出从2018年的096亿元增长至2021年的158亿元对应的研发费用率也从44增长至48在同行中始终位于领先水平且公司的中高压级联储能系统是全球范围内首次采用全液冷技术具有突出技术及成本优势低压储能系统亦较同行成本低3图22金盘科技高压级联系统示意图资料来源金盘科技公告华宝证券研究创新部公司现有储能产能39GWh2022年在手订单超过3亿元2021年12月公司发布可转债可行性分析报告拟募资资金不超过1197亿元主要用于桂林储能数字化工厂建设年产能12GWh武汉储能数字化工厂建设年产能27GWh和储能系列产品研发公司储能产品已获得下游客户的认可2022年在手订单超过3亿元未来发展潜力十足公司于2023年3月13日披露2023年1-2月的订单情况公告显示公司各业务板块订单依然保持快速增长已获得订单531亿元其中包含储能系列产品订单340亿元已超过2022全年所获得的储能系列产品订单总额呈现高速增长的发展趋势表82022年以来金盘科技储能业务新增协议或订单时间合作公司协议或订单内容20221六安能量双河新能源有限公司约定六安新能源公司未来所有涉及采购储能的项目将公司作为项目首选敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1823tablepage产业研究专题报告供应商六安新能源公司为国家电力投资集团有限公司的控股子公司其储备有200MW渔光互补光伏电站项目拟配套建设88MWh储能系统项目中标中广核海南白沙邦溪100MW光伏项目储能设备采购项目项目20224天津瑞源电气有限公司中标金额为649992万元公司主要负责项目50MWh储能设备30台的生产安装现场实施及售后服务保障负责向海南交控能源有限公司乐东县莺歌海100MW光伏发电项目供应20226海南牛路岭电力工程有限公司50MWh30台中高压直挂级联储能系统产品合同金额697000万元中国能源建设集团浙江省电力负责向国家能源集团浙江公司能源发展公司海南省临高县100MW农光20229设计院有限公司互补光伏发电项目供应成套储能设备中标金额超7000万元资料来源公司公告华宝证券研究创新部42新风光山东能源集团旗下新能源核心设备供应商高压级联储能业务已形成收入山东能源集团旗下新能源核心设备供应商高压级联储能业务已形成收入公司为山东国企背靠山东能源前身为国营汶上无线电厂1992年研发变频调速器步入电机变频节能领域2002年改制成立山东风光电子研发电网无功补偿装置SVG2004年股份改制成立山东新风光于2021年科创版上市公司区域优势明显山东省新能源发展迅猛风光装机占比均超过30公司作为山东省省级新能源投资平台下属上市公司未来将受益于山东省风光储能产业发展其传统主业为高压SVG和变频器2021年SVG营收占比61主要应用于新能源并网冶金电力矿山化工水泥等传统业务主要起到改善电能质量的作用新能源占比超过80SVG行业竞争相对分散2021年行业增速下滑竞争加剧头部企业主动降价争夺份额预计23年随着光伏装机增加行业恢复增长小容量产品占比提升毛利率有望触底回升变频器营收占比33变频器是把电压和频率固定不变的交流电变成电压频率可变的交流电的装置主要应用于电力传统工业领域公司以高压变频器为主22年开始布局中低压变频器有望带来增长图23新风光业务结构单位亿元100014032033051017908019119202297706050405593030134544201002018201920202021SVG变频器轨道交通能量回馈装置储能系统资料来源新风光公告华宝证券研究创新部敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券1923tablepage产业研究专题报告高压级联技术源于SVG订单收入高速增长新风光高压级联型储能PCS与SVG技术同源采用级联H桥电路拓扑的方式将低电压功率单元级联形成高电压提高单台PCS功率降低电池储能系统总体损耗提高可靠性及其他性能采用该技术方案在10kV电压等级情况下单台储能变流器可以做到25MWPCS的运行效率可以达到99左右由于单台即可满足大容量的要求因此不需要通过并联多台的方式来扩容故不会导致谐振均流等问题公司储能系统高压级联PCS技术储备早技术水平先进并于2021年开始投放市场获得营收032亿元全面参与到发电侧储能用户侧储能等领域2022年前三季度公司储能产品收入107亿元全面储能产品订单预计完成45亿元图24新风光储能产品业务收入实现快速增长1210714001255123511159120010000806880006600040324000220000002021A2022H12022Q1-Q3储能产品收入亿元毛利率资料来源新风光公告华宝证券研究创新部43智光电气高压级联储能技术先行者传统业务有望扭亏为盈高压级联储能技术先行者传统业务有望扭亏为盈公司成立于1999年主要从事数字能源技术及产品综合能源服务整体解决方案战略投资及产业投资业务2007年公司在深交所中小板上市业务范围覆盖至智能电网节能技术新能源接入控制技术等领域2015年公司延伸业务范围对岭南电缆完成了并购2020年至今公司获批组建广东省大功率电力电子技术工程实验室旗下的智光用电服务云平台和智光工业互联网平台正式上线发布了基于大数据的智光综合能源服务能效管理APP公司聚焦综合能源技术电力电子技术数字技术及应用储能规模化等领域持续增强新型电力系统关键业务积极战略投资南网能源粤芯半导体等企业公司是全国最早将高压级联拓扑用于储能PCS的企业之一2014年公司研制的高压级联储能系统在南方电网深圳宝清储能电站正式投运此外公司推出组串式储能PCS产品适应工商业储能场景需求就公司传统业务而言有望扭亏为盈2021-2022年电线电缆业务受铜等大宗材料价格大幅上涨影响出现亏损拖累公司扣非净利润公司积极调整客户结构提高顺价能力目前公司电缆低价订单基本消化完毕2023年有望扭亏图25智光电气业务结构单位亿元敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券2023