新能源电力系统中的储能技术探讨 附储能超预期发展背后仍存待解难题.docx

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1、新能源电力系统中的储能技术探讨摘要：当前，中国储能产业正处于政策驱动向市场驱动的过渡阶段。该文从新能源电力系统的特征出发，归纳分析储能在其中的重要作用，立足于中国储能的发展现状，研究并探讨储能技术创新以及与之紧密相关的商业模式的创新方向，提出政策、技术、标准、市场、投资等方面的建议。关键词：新能源电力系统;储能引言随善风电、光伏、储能的大规模分散式接入以及分布式发电、可调节负荷、电动汽车充电设施等负荷侧灵活性调节资源的快速增长，电力市场主体将从单一化向多元化转变，电力输送将从发输配用单向传输向源网荷储多向互动灵活传输转变，高比例可再生能源并网将打破原有电力系统的运行模式。目前，对可再生能源并网

2、相关问题的研究涉及到电力系统的规划、运行、稳定性分析等方面。1 .储能技术和商业模式创新要着眼电网的高弹性为适应新能源电力系统关于高弹性、高灵活性的要求，储能技术将围绕低成本、长寿命、高安全性、大容量四大主线加快攻gg,提高储能设备经济性、安全性和可靠性。新能源发电和储能技术的结合应用，可有效解决新能源波动性、随机性，使输出可控制、可调度。另外，随着低惯量、弱支撑的新能源机组在电网中比例的不断增加，系统转动惯量大幅降低，关键运行指标和支撑调节能力逐步下降，需要储能主动提供系统转动惯量支撑，补充电网调频能力，最大幅度提升电力系统弹性。对于电源侧储能，应明确新能源参与调峰、调频的责任和义务，建立“

3、储能优先、先到先得”的并网机制，有效降低新能源配储能的成本投入。对于电网侧储能，应明确其公共基础设施属性，既单独提供辅助服务，也可与就近的新能源发电联合运行以提升新能源消纳，以保证电力系统的安全稳定运行。对于用户侧储能，应大力发展综合能源服务，加快试点分布式储能应用。2 .储能技术和商业模式创新要致力服务的普惠性储能将在新能源电力系统中承担不可或缺的、无处不在的“多面手”角色。在电源侧，可以辅助动态运行、延缓新建机组、缓解线路阻塞、延缓输配电扩容、作为备用电源、进行调频辅助服务;在电网侧，可以调频、调峰、提供电压支持、作为备用容量;在分布式方面，可以使新能源平滑输出、跟踪计划出力、爬坡率控制;

4、在用户侧，可以对用户进行分时电价管理、容量费用管理、电能质量管理、作为紧急备用、进行需求侧管理。储能在新能源电力系统中有多重利用价值，是一种具有明显公共服务属性的商品，具有普惠性。目前中国储能成本疏导机制尚不完善，随着调峰市场与现货市场融合机制的建立，储能参与电力市场获益模式将逐渐清晰。大力推动各类电源侧、用户侧储能资源参与到电力市场交易中，使储能获得辅助服务额外收益，实现多重收益模式。根据不同储能技术的特点和应用模式，按照“谁投资、谁受益”，“谁受益、谁分摊的原则，综合考虑储能在电源侧、电网侧和用户侧的应用场景、作用，建立“按效果付费”补偿机制，通过市场规则反映和发挥储能技术的多重价值。3

5、.储能技术和商业模式创新要聚焦技术的灵活性为不同应用场景提供灵活多元的储能解决方案将成为储能技术创新的重要方向。储电技术中，抽水蓄能装机容量大、技术成熟可靠，适合调峰;电化学储能技术应用增长最快，可兼顾调频调峰需求;飞轮储能技术响应快，适合调频;超级电容技术适合作为车辆的应急启动电源装置或动力源。储热技术中，熔盐储热已大规模应用于太阳能光热发电领域;水储热(冷)技术运行方式简单、成本低、寿命长，在综合智慧能源项目中的节能增效作用显著;固体储热技术储能密度高、温度区间广，适用于与新能源电力结合的清洁供暖;相变储热换热温度稳定，作为蓄热式电采暖可灵活部署。未来中国储能技术将呈现更加多元化的趋势和多

6、种技术并行的发展局面，在复杂的电力系统中，适用丰富的应用场景，储能技术创新将更加突出灵活性。就传统电池与液流电池比较来说，传统电池中每个电池片的功率和能量都是固定的，便于通过电池片的叠加达到预期的功率和能量。但是，在大规模的储能上所需的电池片数量大，容易引起产品一致性方面的问题。新型液流电池可把功率和能量分别独立设计，通过控制电堆的设计来达到不同的功率要求，通过电解液的设计来达到不同的能量要求;同时，电堆易于内外同步的模块化组合，蓄电容量便于调节，因此更容易实现成本和功能的最优化。技术不断进步，传统电池的灵活性也在不断增强。储能创新发展应充分掌握各类储能基础数据，全面把握各类储能技术特性及适用

7、场景，重视储能综合功能的多重利用，研发技术灵活、功能多样的新型储能系统。同时，积极探索多种储能技术组合利用，着力满足特定用户的多元复合需求。4 .储能技术和商业模式创新要立足资源的共享性共享储能为解决传统单个电站独享储能方式难以应对新能源装机规模持续增长带来的调峰、电力电量平衡及电网安全运行挑战应运而生。共享储能狭义是由电网统一优化配置独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源，推动源网荷各端储能能力全面释放。广义上，共享储能也将助力实现智慧园区、城市乃至更大区域内能源跨区域、跨季节、跨能源形式灵活调配的“发、运、储、用”。共享储能的“共享性打破了原有储能应用的界限，为电网侧、用户侧储能发展

8、提供了新路径和能量调控，有利于提高项目收益率，缩短投资回收周期。储能将日趋向共享化、集约化方面发展。围绕提升储能的共享性，应着力构建储能企业和新能源发电企业或用户之间的交易机制，促进储能电站通过市场化交易为多个市场主体提供电力辅助服务，加速推动支撑储能多功能复用的“云大物移智链”技术、规划配置优化技术、协调控制技术以及系统集成技术的提升，催生更加多样化的商业模式创新，促进储能产业规模化发展。结语综上所述，新能源电力系统中的储能技术有着不可估量的发展前景，对于我国的经济发展有着重要的推动作用。相关工作人员进行储能技术的有效创新和发展，提高储能技术的工作效率，推动电力资源的长期可持续发展，为我国经

9、济的长远发展打好基础。参考文献川宋丽，陈永明.现代电力系统中储能技术的应用作用分析J电子元器件与信息技术，2019,3(12)：94-95.储能超预期发展背后仍存待解难题近年来，凭借“双碳”目标驱动和相关政策支持，储能产业受到前所未有的关注，迸发出史无前例的发展激情。2021年，国家与地方相继出台储能相关政策300余项，产业链投资计划超过1.2万亿元，新型储能在技术上也取得较大突破，储能规模化发展大势更加明朗。行业发展超预期2021年，我国储能产业实现跨越式发展，交出亮眼“成绩单，白皮书显示，据不完全统计，截至2021年底，我国投运电力储能项目累计装机4610万千瓦，占全球市场的22%,同比增

10、长30%。其中，抽水蓄能规模最大，为3980万千瓦，同比增长25%；新型储能达到572.97万千瓦，同比增长75%。2021年是中国储能从商业化初期到规模化发展转变的第一年，一系列利好政策颁布、新型储能技术不断突破、项目装机规模大幅增加，2021年储能的发展态势总体超过了行业预期。储能产业实现高速发展与“双碳背景下迎来重大机遇期密不可分。中国能源研究会理事长史玉波表示，作为建设新型电力系统、推动能源绿色低碳转型的重要装备基础和关键支撑技术，新型储能迎来产业发展的重要战略机遇期。白皮书显示，2021年，我国新增投运电力储能项目达1050万千瓦，其中，抽水蓄能新增规模800万千瓦，同比增长437%

11、；新型储能新增240万千瓦,同比增长54%。新型储能中，压缩空气储能实现跨越式增长，新增投运17万千瓦，接近2020年底装机的15倍。“锂电池、压缩空气储能、液流电池、飞轮储能等技术已成为新型储能装机重要力量。”“技术路线方面，以锂离子电池为代表的电化学储能快速发展，是目前的主流技术。随着技术创新的持续推进，大容量、长周期储能技术有望取得突破并实现商业化发展，为支撑新型电力系统构建提供更多的技术选择。预计到2030年各类主流新型储能实现核心技术装备自主可控和市场化发展。“国家电网副总工程师兼发展部主任冯凯指出，新型储能特别是电化学储能具有快速响应和双向调节、环境适应性强、建设周期短等优势，可灵

12、活部署于电源、电网、用户侧各类应用场景。储能技术模式多元化发展，在应用场景方面也实现了广泛分布。白皮书显示，按照储能项目应用场景，分为独立储能、风储、光储、工商业储能等30个场景。其中，独立储能、工商业储能这两类场景在2021年迎来了大发展。得益于技术进步和政策机制不断完善，特别是新型储能技术应用持续加速，独立储能、共享储能、新能源+储能、火储联合调频、综合智慧能源系统、有源配电网、微电网等各种应用场景和商业模式广泛探索，新型储能多元化、规模化发展形势持续向好。此外，从新型储能发展情况来看，以2021年为起点，中国储能市场进入真正意义上的规模化发展。白皮书显示，2021年规划、在建、投运的86

13、5个、2630万千瓦储能项目中，投运的百兆瓦项目仅7个，但规划、在建百兆瓦项目超过70个；百兆瓦项目多为独立储能/共享储能形式，在体量上具备为电网发挥系统级作用的基础和条件；另外，更多技术路线也在走向百兆瓦的应用之路，包括首个百兆瓦压缩空气储能项目并网调试运行，百兆瓦液流电池项目在建中。储能产业的发展也成功吸引了资本市场的关注。白皮书显示，2021年是市场结构化行情表现极致的一年。储能指数全年表现超过了90%的公募和私募基金，2021年12月31日指数值为1647.97,整体上涨64.80%,同期创业板指数上涨12.02%o价格、安全、标准等难题待解值得注意的是，在储能行业高速发展之时，依旧面

14、临较大挑战。有业内人士表示，储能产业存在的问题主要集中在几个方面：首先，关于储能安全、规模、成本、寿命的技术先进性和成熟度还不能完全满足应用的要求，部分核心技术尚未完全掌握。其次，储能设备与储能电站的标准体系仍需完善。再次，储能的成本疏导难题依然存在。白皮书显示，从新型储能应用分布来看，按照设备或项目接入位置，分为电源侧、电网侧及用户侧。2021年，电源侧、电网侧储能主导市场。储能作为电力系统中的重要灵活调节手段，在电源侧、电网侧和用户侧均发挥着重要作用。电源侧可用于平滑新能源出力，提供调峰、调频能力和容量支撑,提高新能源利用率等；电网侧可用于调峰、调频、调压、事故备用等，也用于延缓替代电网设

15、施建设改造等；用户侧可用于支持用户可靠经济用能。但目前不同技术在不同应用场景下的成本构成和疏导机制尚不完善，这也成为阻碍储能行业规模化发展的症结所在。“从2021年已建项目来看，稳定合理的价格机制尚未形成共识，价格补偿的实施细则还没有形成，有些企业存在跑马圈地现象，有些项目透支未来，强配储能并网项目闲置的现象仍然存在。”“当前储能电站等项目参与辅助服务的种类比较单一，储能电站的功能在设计建设初期就已经确定了，但实际上储能资产的利用率要提升，应在不同时间段参与不同的辅助服务市场，提供不同的辅助服务，开展分时复用的商业模式，以提升储能电站收益，实现利益最大化。储能要更好地发挥效益，就应该扩大参与范

16、围，促进各类型、各产权性质的项目共同参与市场，并逐步降低准入门槛。新型储能项目成本疏导机制建设涉及面广，难度大。加快探索不同技术在不同应用场景下的成本构成和疏导方式，仍需要各级政府、相关企业、行业机构等各方面研究探索。“新型储能短期内还不具备经济优势，应优先统筹抽水蓄能、火电灵活性改造、需求侧响应等更为经济的灵活调节资源，将新型储能作为有益补充。从中长期来看，随着技术进步和成本的下降，新型储能将成为电力系统调节的重要力量。”除此之外，安全作为新型储能产业发展的生命线，也引发了关注。“去年以来，包括我国在内全球发生了十多起与储能有关的重大安全事故。时至今日，行业发展仍未形成统一的安全标准和公认的解决方案。“新型储能的安全问题，需要完善标准体系和行业规范。”也有相同的表述。多位专家表示，只靠“一哄而上”的热情是远远不够的，想要储能行业高质量健康发展，一定要重视安