2024年构网型储能专题分析：新型电力系统刚需，渗透率有望快速提升

1、 “构网型技术+储能”是新型电力系统刚需

1.1、 新能源快速发展导致区域电网面临多重掣肘

以风电、光伏为代表的新能源装机量与发电量占比持续提升。“双碳”目标下， 国内电源侧低碳化趋势显著，以风电、光伏为代表的清洁电源装机占比持续提升， 根据中能传媒研究院数据，截至 2023 年我国风电与光伏分别实现累计装机 441GW 与 609GW，占国内电源装机总量的比重分别为 15%与 21%，合计占比 36%，相比 2014 年的 9%提升 27pct。此外，风电与光伏占国内总发电量的比重也由 2014 年的 3.6%提升至 2023 年的 18.1%。在能源结构转型大背景下，国内电力装机结构与发电 结构清洁化趋势显著。

国内风电、光伏资源禀赋与当前装机集中于西北、华北等区域。根据中国气象 局数据，我国优质风能资源集中于内蒙古中东部、黑龙江东部、河北北部、山西北 部、新疆北部和东部、青藏高原、云贵高原的山脊地区等地。截至 2023 年，国内累 计风电装机前五分别为内蒙古、新疆、河北、甘肃和山东地区，均位于华北与西北 地区。太阳能方面，我国新疆、内蒙古、西北地区中西部、华北北部、西藏、西南 地区西部等地太阳能资源最丰富，截至 2023 年，国内集中式光伏累计装机前五分别 为河北、新疆、青海、甘肃和内蒙古，同样均位于华北与西北地区。

西北区域用电内需偏弱使得该区域风光利用率整体弱于全国平均水平，带来消 纳问题。目前国内西北地区富庶的风光资源主要通过直流跨区输送的方式来满足中 东部负荷中心的需求，西北地区内部用电需求相比其新能源装机增长不完全匹配， 因此当前有限的外送能力和外送的不及时都在一定程度上导致了西北区域风光等新 能源电力的消纳困难。

风光资源与用电负荷的逆向分布导致国内电网愈发薄弱。呈现“条状”分布的 电网形态和线路长的特性导致电力在集中式并网时缺乏网间调节能力，伴随新能源 接入量的持续提升，局部电网相对较弱。部分网架薄弱、缺乏同步电源支撑的大型 新能源基地，在系统支撑能力不足的情况下，其进行安全可靠外送的难度将进一步 加大。

1.2、 “双高”问题凸显，电网安全稳定运行遇难

新型电力系统高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特性日益凸 显。新型电力系统相比传统电力系统主要发生了两大变化：（1）供电主力电源发生 较大变化。由传统燃煤机组转变为新能源为主体的发电结构，可再生能源接入占比 持续提升。相比稳定输出的火电电源，新能源电源的随机性、波动性和间歇性使得 系统调节难度加大。（2）从发电机主导向变流器主导演变。新能源的并网、传输和 消纳在源网荷端引入了更多电力电子装备，高比例电力电子设备的接入导致电力系 统呈现显著的电力电子化趋势。 “双高”特性的电力系统低惯量、低阻尼和弱电压支撑等特征明显。电力系统 惯量降低、频率和电压调节能力变差容易导致电力电子设备脱网，加剧电力系统安 全稳定运行的影响。并且我国电网呈现交直流送受端强耦合、电压层级复杂的电网 形态，不同电网之间协调难度较大，发生故障后易引发连锁反应。

1.3、 构网型储能是新能源发电渗透率提升下的刚需

电网在一定区域内需要有稳定的电压源来构建稳定的频率。当电网因短路带来 电压跌落时，需要同步发电机转子磁链不能突变，维持机组在一定时间尺度内电势 幅值不随电网电压跌落，提供充足的无功电流，减缓机组附近电压的跌落。 在新型电力系统当中提供电压源的手段包括：（1）增加电机类调节设备提供支 撑，增加抽水蓄能等机组，能够有效提供无功支撑和短时有功支撑，维持电网电压 和频率稳定；（2）增加以构网技术为核心具有电压源特性的电力电子变流器，使得 电力电子装置向电网提供类似同步机的电压、频率支撑能力。

目前主流的跟网型变流器从外部特征表现为电流源特性。目前并网应用当中最 常见的逆变器类型为跟网型逆变器，其控制策略是通过锁相环得到电网的相位来控 制注入电网电流的幅值和相角，输出与电网电压和频率同步。 尽管该技术相对成熟、成本更低，但是跟网型变流器依赖于电网提供稳定的电 压和频率，必须并网运行，自身无法提供电压和频率支持。因此跟网型变流器更多 适用于具有稳定电压源的电力系统当中。

构网型变流器外部特征表现为电压源。它采用与同步发电机类似的功率同步策 略，通过调节输出电压相角和幅值来调节输出的有功和无功功率。构网型变流器可 并网运行，也可以离网运行，储能由于具有相对稳定的能量作支撑且可瞬间自然释 放，是实现构网型技术的天然载体。构网型变流器辅以储能元件或预留备用容量时， 还能为系统提供虚拟惯性和阻尼。

构网型储能在新型电力系统当中能够确保电网的稳定性和安全性。构网型储能 以电池作为能量载体，以储能变流器作为传递媒介、辅以构网控制核心，来虚拟大 型的同步发电机，为电网提供惯性，帮助解决电网调峰调频能力不足、电压稳定裕 度低、暂态过电压、宽频振荡等问题，确保电网的稳定性和安全性。相比采用跟网 型技术的储能系统其最大差别在于适用于变化快速的电网，是当前“双高”特性显 著的新型电力系统当中的刚需。

2、 构网型储能有望实现从“1-10”发展

2.1、 全国及区域支持政策陆续出台，项目陆续落地

2023 年以来国内多个省份及国家层面均出台相应政策支持构网侧储能发展。国 家层面，2024 年 6 月 7 日，国家能源局发布的《关于做好新能源消纳工作保障新能 源高质量发展的通知》中明确提出在西北网架结构薄弱的区域，应用构网型新能源， 可为电力系统提供转动惯量，提升新能源的瞬间功率支撑能力，提升系统的短路比， 从而允许电网接入更多新能源，构网型储能是当下促进新能源消纳的重要举措。 此外，包括西藏、新疆、内蒙古、福建等在内的省市自治区均出台相应的政策 支持其构网型储能发展并制定相应装机目标。 以西藏为例，该区域电网长期孤网运行，虽然近期与西北电网、西南电网的联 系持续加强，但是当前大部分区域仍然属于弱电网。因此西藏区域陆续出台相应政 策支持自治区内构网型储能发展，其中西藏发改委于 2024 年 4 月发布的《西藏自治 区 2024 年今冬明春电力保供方案》中明确提出建成 140 万千瓦光伏+112 万千瓦时 构网型储能项目、全容量投产 70 万千瓦时独立构网型储能项目等 7 个重点任务。

以新疆、内蒙古代表的西北区域电网呈现“条状分割”的形态，且线路较长， 导致在相应区域新能源在集中并网时缺乏网间调节能力，局部电网越来越弱。新疆 发改委于 2023 年 7 月 10 日发布的《关于组织上报 2023 年独立新型储建设方案的通 知》中明确提出积极探索建设构网型储能，喀什、和田、克州、塔城、阿勒泰、巴 州等地构网型储能比例原则上不低于年度新型储能规模的 20%。内蒙古自治区能源 局于 2024 年 5 月 18 日出台《2024—2025 年新型储能发展专项行动方案》要求大力 发展构网型储能。在高比例新能源外送基地、电网局部支撑较弱地区、分布式新能 源富集地区，大力推动构网型储能项目建设，充分发挥其惯量响应、频率电压支撑 等作用，有力提升新能源大规模高比例接入消纳情景下的电网安全稳定性和供电可 靠性。

2023年至2024年6月，国内构网型储能项目累计实现招标总量2.3GW/7.6GWh。 其中 2023 年全年招标总量 1.3GW/4.6GWh，2024 年前 6 个月累计实现招标 1GW/3.1GWh。国内新疆、西藏、宁夏等西南、西北地区在政策指引落地后均有相 应大项目落地，伴随国内西北、西南等区域新能源电力消纳压力加大，构网型储能 项目量有望持续增加。

2.2、 构网型储能带动储能 PCS 环节量价齐升

超额电流短时过载能力带来构网型储能 PCS 2-2.5 倍超配需求。中关村储能产业 技术联盟团体编制的《构网型储能变流器技术规范》和新疆发改委《关于组织上报 2023 年独立新型储能建设方案的通知》中分别针对构网型储能 PCS 和储能系统提出 了一系列性能指标要求。 其中《构网型储能变流器技术规范》明确要求构网型储能变流器交流侧电流在 200%额定电流下，持续运行时间宜不少于 2s，而新疆发改委要求的 300%额定电流 10 秒短时过载能力。而当前行业主要采取超配 2-2.5 倍 PCS 的方式来满足该性能指 标要求，因此相比跟网型储能项目，构网型储能项目装机占比提升有望带来倍数级PCS 装机需求。

构网型储能 PCS 相比传统跟网型储能 PCS 具有一定溢价。以科华数能分别于 2024年4月 16日和 2024年 6月3 日中标龙源电力的储能变流升压一体舱项目为例， 构网型储能产品项目单价为 0.34 元/W，普通跟网型储能项目单价为 0.234 元/W，作 为具备更多功能能够应对复杂电网形态的构网型储能 PCS 产品相对传统的跟网型储 能 PCS 产品具有一定溢价，就该项目中构网型储能 PCS 一体机相较于跟网型储能 PCS 产品溢价超 45%。

2.3、 储能 PCS 环节技术迭代推动市场增长快于行业装机增速

预计到 2025 年国内储能 PCS 一体机环节市场空间有望达 167.2 亿元。考虑国内 光伏、风电装机增长及配储比例提升，电网侧储能在调峰、调频等需求刺激下，预 计 2024-2025 年国内表前储能装机将分别达 40.1、60.2GW。假定 2024-2025 年国内 构网型储能装机占比分别为 10%与 15%的情况下，国内构网型储能项目装机将分别 达 4.0GW、9.0GW。考虑构网型储能 PCS 需要 2-2.5 倍超配，假设超配比例为 2.2 的 情况下，2024-2025 年国内构网型储能 PCS 出货将分别为 8.8GW、19.9GW。 综合当前构网型储能一体机的售价水平，预计 2024-2025 年构网型储能 PCS 一 体机的市场空间将分别达 27.0、54.7 亿元。加上跟网型储能项目出货，预计 2024-2025 年国内储能 PCS 一体机市场空间将分别达 106.4、167.2 亿元，2023-2025 年年化复 合增速将达 82%，超国内表前储能装机 69.9%的复合装机增速。

3、重点公司分析

3.1、 禾望电气

公司是国内率先将构网型技术应用于风、光、储、氢、SVG 等产品的行业领军 企业。根据公司公众号披露，其于 2023 年 1 月获得全球首张构网型变流器证书，率 先将构网型技术应用到风电变流器、光伏逆变器、储能 PCS、制氢电源、无功补偿 SVG 等产品中，实现了新能源全系列产品构网型技术全覆盖。 在风电领域，公司在甘肃某百兆瓦风场完成全球首个构网型变流器改造项目， 在光伏领域，公司 320-385kW 组串式逆变器已经成功应用该技术并实现了单体 2GW 大型光伏治沙项目成功应用。在储能领域，公司于 2024 年 6 月 3 日成为龙源电力集 团共享储能技术（北京）有限公司电网支撑型（构网型）储能变流升压一体舱框架 采购公开招标第一标段中标候选人。此外公司还是构网型设备的“卖铲人”，开发构 网功能特性检测系统，为各级电科院、检测机构开展对构网型设备的特性测试提供 了专业的测试装备。

强大技术实力带动公司新能源电控业务毛利率持续环比提升。公司涵盖光伏逆 变器、风电变流器和储能变流器业务的新能源电控业务毛利率自 2022Q2 以来持续环 比提升，主要系成本端使用国产 SiC 器件降本叠加产品端具有溢价的构网型产品出 货持续提升。截至 2024Q1，其新能源电控业务毛利率已达 41.2%。

3.2、 科华数据

子公司科华数能 2023 年国内 PCS 出货第一，前瞻布局构网型储能 PCS。作为 国内 2023 年储能 PCS 出货第一，科华数能自 2018 年起布局研究储能系统的虚拟同 步发电机控制策略，并在同年实现了储能变流器电压源模式并网。2023 年，科华数 能在宁夏百 MW 级共享储能项目进行构网型储能技术应用，帮助宁夏弱网地区实现 构网型电力支撑。当年，公司还中标全球最大构网型电化学储能项目即新疆克州 300MW/1200MWh 构网型独立储能项目。

3.3、 国内南瑞

截至 2024 年 6 月国内南瑞子公司南瑞继保累计实现构网储能出货超 1.5GW。 国电南瑞子公司南瑞继保自 2018 年以来首次开展构网型储能实践，经过 6 年探索与 出货，截至 2024 年 6 月成功实现超 1.5GW 构网型储能出货，完成构网型工程超过 40 个。公司还于 2024 年中标沙特 500MW 构网型储能项目，投运后将是全球最大的 构网型储能项目。

3.4、 阳光电源

阳光电源光储构网型控制技术在全球范围内均有成功案例。公司“干细胞构网 技术”以光储构网型控制技术为核心，通过定制化电网技术解决方案，助力新型电 力系统全场景稳定运行，目前公司产品技术已经在全球范围内得到应用，特别在欧美主流市场实现了大范围应用。 2023 年圣诞前夕，因为英国和法国之间的互连器 IFA1 跳闸导致 1GW 的进口电 力损失，电网频率瞬间跌落至 49.3Hz。事故发生 1 秒内，阳光电源在英国门迪运行 的多个百兆瓦级电网侧储能系统及时响应，助力电网频率 5分钟内恢复到正常范围， 避免了大范围的停电事故。

3.5、 盛弘股份

盛弘新能源构网型储能 PCS 产品推向市场。盛弘股份子公司盛弘新能源（原名 盛弘储能）于 2024 年 4 月推出的 PWS1-2500KTL-H 储能变流器具备虚拟同步发电 机、PQ、VF 以及黑启动等功能，兼备构网型 GFM 功能，不仅能够主动支撑电网， 更能灵活参与电力市场服务，精准且快速响应调峰、调频、AGC、AVC 等调度，助 力电网安全稳定运行。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）