2026年电力设备行业：美国储能，市场机制完善，AIDC锦上添花

美国表前储能百花齐放，德州/PJM/加州需求大有可为

1.1. 美国表前储能获利模式包括容量市场+辅助服务+电能量交易

美国表前储能的收入模式较为多元，主要通过电能量市场+容量市场+辅助服务市场 获取利润。其中容量市场是为了确保所在区域电力负荷达到顶峰时能够满足尖峰需 求的灵活性资源，要求区内发电商报出可为电网预留容量的价格，套利主要为在低 谷电价购买能源并存储，然后在高峰电价进行销售。辅助服务市场包括一次调频、 旋转备用、备用电源、负荷管理、负荷跟踪等场景。

1.2. 容量市场——上限最高价格反应边际电力供给机会成本

美国电力市场结构分散。美国不存在全国统一电力市场，而是划分为 10 个区域市 场（如 PJM、ERCOT、NYISO），由区域输电组织（RTO）或独立系统运营商（ISO） 管理。

受到数据中心爆发+机制修改影响，PJM 2025-2027 年容量基础拍卖价格创新高。 PJM 区域通过基础拍卖、增量拍卖和双边市场满足未来的系统容量需求，基础拍卖 通常会在容量交付年份三年前开展，为新建资源留足时间。在基础拍卖之后一般会 有三次增量拍卖，主要是为了满足新增需求。 参与拍卖的是发电资源的“可用自然容量”（unforced capacity, UCAP），而非装机容 量或是铭牌容量。在 2024/2025 及更早的拍卖中，UCAP 的计算仅仅取决于发电资 源的装机容量和历史故障率。而从 2025/2026 交付年开始，UCAP 的评估开始考虑 更多因素：出力时段与系统风险的相关性、出力持续时间限制（储能时长）、以及边 际贡献随渗透率递减等系统效应。 PJM 容量电价通过 VRR 可变资源需求（Variable Resource Requirement）确定出清的 价格和数量，VRR 曲线的横坐标为可用容量，纵坐标为价格，三次拍卖的容量分别 为可靠性需求*99%/ 可靠性需求*101.5%/ 可靠性需求*104.5%，上限最高价格点为 代表性新机组（比如新建的燃气轮机组）的年化投资扣除固定运维成本、年化折旧 以及在能量市场与辅助服务市场获利后的净新进入成本，衡量容量严重短缺时的最 高支付意愿（net CONE）。75%*net CONE 为系统在略高于可靠性要求时的平衡均 价，体现长期边际进入成本。

1.3. 电能量市场——加州等风光+负荷充沛区域储能峰谷套利可观

以加州为例，储能已经成为出力不足&负荷攀升阶段的主力供电电源，储能通过电 能量市场进行峰谷套利。以 2025 年 12 月 18 日美国 gridstatus 数据为例，中午 12 点 加州新能源发电量达到 16GW，晚间低点新能源发电仅为 6.24GW，日内出力波动 接近 10GW。负荷端中午 12 点负荷仅为 22.38GW，晚上需求高峰负荷最高峰达到 27.8GW，净负荷（总负荷扣除新能源出力）日内波动达到 17GW，因此在用电晚高 峰时期储能成为重要的贡献电源，下午 5:20 储能贡献出力占比达到 20%。日内加州 电能量峰谷价差达到 18 美金/MWH，折合成 0.126 元/KWH，峰谷套利在加州、德 州等地区为储能重要的收入来源。

1.4. 辅助服务市场——PJM/ERCOT 等区域调频市场完善

美国储能辅助服务市场较为完善。运行日前一天，PJM 预测并公布系统调频需求， 参与调频服务市场的资源进行申报，申报信息包括所需调频容量、里程报价和意愿 提供的调频容量。实时运行前 1h，PJM 通过辅助服务优化程序（ancillary services optimizer，ASO）计算电能、备用和调频的联合优化，计算得到 1h 的调频资源组合 以及备用。PJM 根据预测的实时市场 LMP 和调频资源的运行成本曲线，计算出每 个机组的机会成本。每台机组的机会成本加上调整后的调频容量报价、调频里程报 价将得到它的排序价格。进入实时调度以后，每 5min 进行一次电能量出清，出清中 预留时前调频中标容量，并确定该调度时段的 LMP。PJM 根据每 5min 的 LMP 重 新计算已中标调频资源的机会成本，在容量报价和里程报价不变的基础上，将机会 成本改为实时出清的机会成本，里程调用率由历史值改为实际值，从而得到新的排 序价格。

1.5. 美国大储需求方兴未艾

CAISO 储能装机一骑绝尘，德州/PJM 伴随光伏装机提升，储能仍然大有可为。目 前美国存量储能项目集中于加州/德州/PJM 区域，主要由于几大核心电力区域市场 机制完善+新能源发展迅速：（1）根据 Wood Mackenzi，加州截至 2025M4 累计储能 装机达到 12.419GWH，加州储能经济性较好，主要由于存量光伏装机规模大，负荷 震荡，因而电能量市场峰谷价差充分，加州储能项目 30%收入来自电能量市场；（2） ERCOT 德州区域截至 2025M4 累计储能装机约为 8.13GWh，德州目前主力电源依 然为天然气+煤电等，但由于德州用电负荷较大，调频机制完善，因此储能主要收入 来自于调峰调频；（3）PJM 市场主要依赖于调频和容量电价，新能源和储能潜在发 展潜力较大。Wood Mackenzie 此前保守估计（未考虑数据中心）2024/2025 年美国 储能新增装机容量分别为 36.3/ 48.7 GWh，分别同比+31.0%/ 34.2%。

AIDC 进一步打开美国储能空间

2.1. AI 掀起数据中心建设热潮

AI 快速发展掀起 AIDC 建设热潮。AI 成为下一轮互联网大厂竞争的核心阵地，北 美科技巨头进行史无前例的“算力军备竞赛”。为了在通用人工智能（AGI）的竞争 中占据主导地位，微软、谷歌、亚马逊、Meta、甲骨文（联合 OpenAI）等头部科技 公司的资本开支指数级增长，其中绝大部分将直接用于购置 GPU 芯片及建设配套 的数据中心基础设施。根据 US data center pipeline Q3 2025 数据显示，截至 10 月中 旬，美国数据中心项目规划装机容量达到 245GW。

2.2. AIDC 储能有望量价齐升

根据目前项目梳理，当前数据中心储能主要应用于匹配燃气轮机调峰调频。长期来 看我们认为 BESS 有望与 UPS/燃气轮机/柴油发电价协同成为核心的灾备电源，并 且美国电网系统算电错配趋势下，光伏+长时储能有望成为核心的基础电源。

2.2.1. 储能支持燃气轮机调峰调频

储能快速响应可以支持燃气轮机黑启动过程中电力供给。典型的数据中心存在九种 不同的电能质量问题，包括电压暂降、过电压、谐波、频率波动和电网断电故障等， 目前燃气轮机作为主电源亦或是灾备电源均需要机架外储能起到辅助调峰调频的 作用。储能电站自带能量（电池荷电状态通常保持在高位），其逆变器可以依靠自身 电量快速建立电压和频率稳定的“孤岛电网”，整个过程可在分钟级内完成。电压和 频率控制精准，可以提供一个非常稳定、高质量的“样板电网”，为被启动的机组创 造良好的并网条件。响应速度极快，能够瞬时补偿负荷投切时产生的波动，保持小 电网的稳定。 燃气轮机控制策略复杂，运营过程中电压/频率/功率震荡，储能起到稳定作用。燃气 轮机主控系统的功能是确保燃气轮机能够高效、稳定以及安全运行，主要具有如下 控制功能:自动负荷调节(ALR)、转速控制(GOVERNOR)、负荷控制(LOAD LIMIT)、 温度控制、燃料限制控制、燃料分配控制、燃料压力控制、燃气温度控制、压气机 进口导叶(IGV)控制和燃烧室旁路阀控制。在不同的燃料温度、转速、启动节点、燃 料压力等限制下，燃气轮机的输出稳定性并不均一，数据中心对于电能质量要求较 高，因此需要储能进行调峰调频。

2.2.2. 储能长期有望整合 UPS+柴油发电机/燃气轮机，成为灾备电源

储能有望整合 UPS 停电及时接管+柴油发电机长时断电支持的功能，目前 UPS 电 源+柴油发电机/燃气轮机起到灾备电源作用，储能系统兼具大容量、环保和供电瞬 时性的优势，长期有望成为核心的灾备电源选择。 传统的 UPS 解决方案通过两个主要组件保护数据中心设备免受这些问题影响：UPS 系统和备用柴油发电机。在数据中心内部，机架级 UPS 在出现电能质量问题时可以 提供几分钟的运行时间，而集中式 UPS（通常以 1 兆瓦为单位模块化构建）可提供 5-12 分钟的续航时间。如果电力问题或断电持续时间超过 UPS 系统所能覆盖的范 围，柴油发电机将提供更长时间的备用电源。对于高功率密度且具有周期性的人工 智能工作负载，BESS 可以在电力中断时像 UPS 一样立即接管，同时提供长达 4 至 8 小时的备用电源，从而取代柴油发电机的需求。

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