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电化学储能产业蓬勃发展，重塑电力格局
在全球 “双碳” 目标推动下，新能源产业迅猛发展，电化学储能作为其中关键支撑迎来重大机遇。截至2024年12月底，中国新型储能装机仅占新能源装机的5.09%，与传统电网应用需求差距显著，在 “源、网、荷、储” 发展中相对滞后，但发展势头强劲。
2025 年 1 月 23 日国家能源局发布会数据显示，电化学储能产业发展蓬勃。2024 年，新型储能（以电化学储能为主）高速增长，累计装机规模达 7376 万千瓦 / 1.68 亿千瓦时，突破 7000 万千瓦，约为 “十三五” 末的 20 倍，较 2023 年底增长超 130%。平均储能时长延长至 2.3 小时，较 2023 年底增加约 0.2 小时。2024 年新增装机量为 4237 万千瓦 / 10113 万千瓦时，首次突破 100GWh，与 2023 年全球储能装机量相当，约是美国装机量（38GWh）的 3 倍。这表明其在全球能源体系中地位日重，正成为推动能源转型的核心力量。
从应用场景看，电化学储能广泛分布于电源侧、电网侧和用户侧。电源侧，新能源发电的随机性和间歇性问题突出，如风电并网影响电能质量与电网稳定，配置储能可平抑波动、提升消纳能力。电网侧，储能能提高电网安全稳定水平，缓解高峰供电压力，延缓输变电设施投资。用户侧应用多元，工商业用户可利用峰谷电价差降成本，户用储能能实现家庭用电自给自足。
值得注意的是，2024 - 2025 年，储能与光伏、风电融合趋势明显。在用户侧，光储充、风储一体化项目落地，“光储充换检” 等车网互动场景兴起，满足电动汽车充电需求，参与电网调峰调频。在工业领域，储能为企业提供电力保障、降本增效，在偏远地区和海岛，储能与分布式能源结合构建微电网实现自给自足。
新型储能自 2022 年爆发后，行业平均中标价格因产业链成熟、原材料降价、资本涌入及市场饱和、竞争同质化等因素快速下降。
CNESA 预测，2025 年中国新型储能新增装机预计在 40.8GW - 51.9GW 之间，平均约 45GW。随着新能源装机量增加，储能调节与保供价值将提升。在电力市场，随着机制完善，储能参与市场服务将向 “一体多用、分时复用” 模式演变，提高利用效率与经济效益。
电化学储能系统技术进步：创新驱动，迈向高效安全
大电芯、叠层技术、智能监控、远程关断、主动消防等技术将被广泛应用到储能领域，低成本和高可靠性或许才是储能市场竞争的关键要素。
电芯技术升级：高容量、高安全
电芯是电化学储能系统的核心，其技术进步对系统性能提升至关重要。近年来，电芯技术不断突破，呈现高容量、高安全的发展趋势。
在容量提升方面，电芯的容量持续增大。早期，常见的电芯容量为 280Ah，如今主流提升至 314Ah。部分领先企业推出 500 - 690Ah 大容量电芯，甚至有 1130Ah 超大电芯。大容量电芯提升了储能系统能量密度，降低单位储能成本。如长时储能电池（1130Ah）体积能量密度已达 400Wh/L，相较常规储能电池（280Ah）能量密度提升 15%，直流侧降本超 25%。随着常规储能电池由 280Ah 向 300 + Ah 发展，标准 20 尺集装箱容量将超过 8MWh。
系统直流侧最大电流超过3000A(单路) / 6000A(两路并联)，直流拉弧、并联环流等问题日趋严重，对高电压、大容量、高可靠性、低成本的直流电器需求进一步增长。
新结构锂电池、钠离子电池、固态电池等新型电芯技术不断涌现。例如固态电池采用固态电解质，解决了液态电解质泄漏、易燃等隐患。2024 - 2025 年，钠离子电池在能量密度、循环寿命和安全性方面取得重大突破，海辰储能、比亚迪储能、宁德时代预计 2025 年量产交付；固态电池凭借高安全、长寿命特性，在储能领域应用进一步拓展，有望成为未来储能装机重要力量。
此外，高精度多物理量传感采集预警及热失控管理算法广泛应用，通过内部集成传感器实时监测电芯参数，异常时及时预警并采取措施。液冷技术普及和浸没式技术探索，为电芯散热提供高效方案，确保温度稳定，提升系统安全性。
变流器技术发展：高效转换，智能控制
变流器（PCS）在电化学储能系统中承担着交直流转换的关键任务，其技术进步对于提高储能系统的效率和智能化水平至关重要。
在功率提升方面，PCS 功率不断增大，早期多为 1.7MW，如今 2.5MW 较为常见，并朝 3.5MW + 发展，可满足大规模储能项目需求，增强在电力系统中的调节作用。
目前，20 尺液冷集装箱式储能系统成标配，5MWh 单体规模为主流，少数突破 6MWh，甚至可达 7 - 8MWh。1P104S（104 个电芯串联）/DC330V 设计的大电池 PACK 最常见，逐渐成为 5MWh + 储能系统主流设计，也有 2P52S 的 PACK 设计。系统设计有直流出舱连接 PCS（集中式、组串式）和交直流一体等型式。
转换效率是衡量 PCS 性能的重要指标之一。新建储能电站转换效率因技术改进不断提高。通过优化电路设计、采用高效功率器件和先进控制算法，PCS 能更有效转换电能，减少损耗。随着光储系统向高压、高频、高效发展，碳化硅将受更多青睐，可大幅提升开关器件及 PCS 整体工作效率。
智能化升级是 PCS 技术发展的重要趋势。借助先进控制算法和通信技术，PCS 智能控制能力增强。可与其他储能设备协同运行，根据电网实时需求灵活调节，高峰放电、低谷充电。还能实现远程监控管理，运维人员可实时掌握运行状态，及时处理故障，提高运维效率和可靠性。
电化学储能新热点：构网型储能
新能源高速发展与并网、消纳、安全之间存在挑战，部分头部企业通过“智能化+构网技术” ，以“重构电压稳定、重构频率稳定、重构功角稳定” ，提升电网对新能源的消纳能力，使光风储发电机像传统同步发电机一样，支撑电网稳定运行，让光风储从跟随电网走向支撑电网，与传统储能方案相比，可提升新能源接入能力40%。
未来三年，光伏累计装机量将超过常规电源成为全球第一大电源。而储能作为灵活性资源，在新型电力系统的“发、输、配、用”各个环节起到关键作用。当储能系统具备构网能力后，将为新型电力系统提供安全稳定支撑。
电化学储能系统核心构成：低压电器的关键使命
新型储能因成本优势突出，且随着电解液和超级电容器等技术完善，电池价格下降，进一步降低了储能系统成本。在各类储能系统中，新型储能可实现低电压能量存储与转化，对低压电器元件需求高于其他类型，低压直流电器保护承担关键安全保护工作。
电化学储能系统主要由电芯、电池管理系统（BMS）、变流器（PCS）、配电箱及各类低压电器等构成。低压电器负责接通与分断电路、控制与保护电气设备，保障系统安全稳定运行，其性能直接影响储能系统的可靠性与安全性。由于储能系统运行环境复杂，可能面临高温、高湿、振动等恶劣条件，且充放电过程中电流、电压波动较大，因此对低压电器提出了严苛要求。
以常规容量储能电池为例，314Ah 或 340Ah（3.6V）电芯对应 1C 放电电流分别为 314A 和 340A。104 个电芯串联成 332.8V 电池包，电流约 300A，4 个该电池包串联构成 1500V 电池簇。电池内部短路电流在 3C - 20C 范围，考虑 1500V 电压与线路阻抗后，单簇电池内部短路电流最高达 15kA，电池簇间短路电流最大为 200 - 250kA。因电池侧电气保护存在 “盲区”（过流与极限短路保护区间，熔断器保护慢且有电性能磨损），现有元器件无法满足电池电气保护需求，部分储能企业尝试 “主动保护” 策略应对。
储能系统直流侧电路连接点多达数万，因松动易成潜在拉弧故障点。如 5MWh 储能系统，直流侧连接点超 11,016 个（12 个电池簇，每簇 918 个），交流侧仅 216 个（12 个 PCS，每 PCS 线路 18 个），直流侧连接点数量是交流侧 50 多倍，拉弧风险也高数十倍。为此，储能直流拉弧技术采用 “全面防弧”“精准识弧”“极速灭弧” 三位一体方案保障安全。
为实现产品在各种运行环境下的长效免维护，需从环境、性能、功能等方面开展可靠性研究：
(1)复杂环境研究：
针对特定工况开展环境模拟实验，行业需建立科学完善的复杂极端环境（高寒、高温、高湿、高海拔等）下低压电器性能测评体系。
(2)性能及功能挑战：
长寿命：新能源系统对电气系统的使用寿命提出了更高的要求，甚至达到20年以上（高频操作免维护）
开断可靠：高电压下的交直流开断难度大，尤其是直流全电压单极开断难度更大
动作可靠：电气保护设备的灵敏度和动作可靠性对新能源的安全稳定运行至关重要
绝缘可靠：在电气安全中，尤其是高湿高盐雾环境下，绝缘故障是主要的安全风险之一，长期满载&恶劣工况运行下，高温升极大加快绝缘材料劣化，介电失效
防护等级：进一步提高产品防护等级，适配沙漠、戈壁、荒漠、远海等恶劣环境工况
在选择低压电器时，需满足以下要求：
（一）电压与电流参数适配
依据储能系统额定电压、电流及波动，一般选额定电压和电流高于实际运行值 1.2 - 1.5 倍的低压电器。随着储能系统电压向 2000V 发展，对低压电器电压适配能力挑战增大。
（二）绝缘性能
储能系统环境复杂，低压电器需用高品质绝缘材料，优化设计增大电气间隙和爬电距离，确保绝缘可靠。海上风电、光伏等配储项目增多，对绝缘性能要求更严。
（三）低温升设计
储能系统运行时，低压电器长时间承载大电流易升温，过高温升影响元件性能和绝缘，甚至引发短路。采用高品质材料和新结构设计（如双气孔烟囱效应结构）控制温升，保障系统长期稳定。随着储能功率提升，散热问题更关键，需创新散热技术和结构设计。
（四）短路分断能力与零飞弧
储能系统容量和能量密度提高，传统开关电器难满足高短路、临界、单极二次接地故障分断及零飞弧安全要求，需研发创新结构和高电压新灭弧技术的产品，确保短路时快速可靠分断，避免飞弧事故。
（五）高性价比
储能市场竞争激烈，低压电器需结构简单、成本低、性价比高。企业通过优化设计、先进工艺和规模化生产降本，提升性能质量，满足高性价比要求。随着储能行业规模扩大，成本控制和性价比提升成重要趋势，推动企业优化生产和技术创新。
储能变革推动低压电器技术快速发展:
快速升高的电压等级对开关电器产品提出了更高的要求，但目前产品无法满足需求，成为制约新能源产业整体发展的重要瓶颈。为此，巨邦电器、华嘉电器及行业部分企业聚焦新能源上下游产业发展需要，目前已逐步形成了一系列面向新型配用电侧交直流高电压的专用保护器件。
