新能源電力系統中的儲能技術探討

高毅

摘要：當前，中國儲能產業正處于政策驅動向市場驅動的過渡階段。該文從新能源電力系統的特征出發，歸納分析儲能在其中的重要作用，立足于中國儲能的發展現狀，研究并探討儲能技術創新以及與之緊密相關的商業模式的創新方向，提出政策、技術、標準、市場、投資等方面的建議。

關鍵詞：新能源電力系統;儲能

引言

隨著風電、光伏、儲能的大規模分散式接入以及分布式發電、可調節負荷、電動汽車充電設施等負荷側靈活性調節資源的快速增長，電力市場主體將從單一化向多元化轉變，電力輸送將從發輸配用單向傳輸向源網荷儲多向互動靈活傳輸轉變，高比例可再生能源并網將打破原有電力系統的運行模式。目前，對可再生能源并網相關問題的研究涉及到電力系統的規劃、運行、穩定性分析等方面。

1.儲能技術和商業模式創新要著眼電網的高彈性

為適應新能源電力系統關于高彈性、高靈活性的要求，儲能技術將圍繞低成本、長壽命、高安全性、大容量四大主線加快攻關，提高儲能設備經濟性、安全性和可靠性。新能源發電和儲能技術的結合應用，可有效解決新能源波動性、隨機性，使輸出可控制、可調度。另外，隨著低慣量、弱支撐的新能源機組在電網中比例的不斷增加，系統轉動慣量大幅降低，關鍵運行指標和支撐調節能力逐步下降，需要儲能主動提供系統轉動慣量支撐，補充電網調頻能力，最大幅度提升電力系統彈性。

對于電源側儲能，應明確新能源參與調峰、調頻的責任和義務，建立“儲能優先、先到先得”的并網機制，有效降低新能源配儲能的成本投入。對于電網側儲能，應明確其公共基礎設施屬性，既單獨提供輔助服務，也可與就近的新能源發電聯合運行以提升新能源消納，以保證電力系統的安全穩定運行。對于用戶側儲能，應大力發展綜合能源服務，加快試點分布式儲能應用。

2.儲能技術和商業模式創新要致力服務的普惠性

儲能將在新能源電力系統中承擔不可或缺的、無處不在的“多面手”角色。在電源側，可以輔助動態運行、延緩新建機組、緩解線路阻塞、延緩輸配電擴容、作為備用電源、進行調頻輔助服務;在電網側，可以調頻、調峰、提供電壓支持、作為備用容量;在分布式方面，可以使新能源平滑輸出、跟蹤計劃出力、爬坡率控制;在用戶側，可以對用戶進行分時電價管理、容量費用管理、電能質量管理、作為緊急備用、進行需求側管理。儲能在新能源電力系統中有多重利用價值，是一種具有明顯公共服務屬性的商品，具有普惠性。目前中國儲能成本疏導機制尚不完善，隨著調峰市場與現貨市場融合機制的建立，儲能參與電力市場獲益模式將逐漸清晰。大力推動各類電源側、用戶側儲能資源參與到電力市場交易中，使儲能獲得輔助服務額外收益，實現多重收益模式。根據不同儲能技術的特點和應用模式，按照“誰投資、誰受益”，“誰受益、誰分攤”的原則，綜合考慮儲能在電源側、電網側和用戶側的應用場景、作用，建立“按效果付費”補償機制，通過市場規則反映和發揮儲能技術的多重價值。

3.儲能技術和商業模式創新要聚焦技術的靈活性

為不同應用場景提供靈活多元的儲能解決方案將成為儲能技術創新的重要方向。儲電技術中，抽水蓄能裝機容量大、技術成熟可靠，適合調峰;電化學儲能技術應用增長最快，可兼顧調頻調峰需求;飛輪儲能技術響應快，適合調頻;超級電容技術適合作為車輛的應急啟動電源裝置或動力源。儲熱技術中，熔鹽儲熱已大規模應用于太陽能光熱發電領域;水儲熱（冷）技術運行方式簡單、成本低、壽命長，在綜合智慧能源項目中的節能增效作用顯著;固體儲熱技術儲能密度高、溫度區間廣，適用于與新能源電力結合的清潔供暖;相變儲熱換熱溫度穩定，作為蓄熱式電采暖可靈活部署。未來中國儲能技術將呈現更加多元化的趨勢和多種技術并行的發展局面，在復雜的電力系統中，適用豐富的應用場景，儲能技術創新將更加突出靈活性。就傳統電池與液流電池比較來說，傳統電池中每個電池片的功率和能量都是固定的，便于通過電池片的疊加達到預期的功率和能量。但是，在大規模的儲能上所需的電池片數量大，容易引起產品一致性方面的問題。新型液流電池可把功率和能量分別獨立設計，通過控制電堆的設計來達到不同的功率要求，通過電解液的設計來達到不同的能量要求;同時，電堆易于內外同步的模塊化組合，蓄電容量便于調節，因此更容易實現成本和功能的最優化。技術不斷進步，傳統電池的靈活性也在不斷增強。儲能創新發展應充分掌握各類儲能基礎數據，全面把握各類儲能技術特性及適用場景，重視儲能綜合功能的多重利用，研發技術靈活、功能多樣的新型儲能系統。同時，積極探索多種儲能技術組合利用，著力滿足特定用戶的多元復合需求。

4.儲能技術和商業模式創新要立足資源的共享性

共享儲能為解決傳統單個電站獨享儲能方式難以應對新能源裝機規模持續增長帶來的調峰、電力電量平衡及電網安全運行挑戰應運而生。共享儲能狹義是由電網統一優化配置獨立分散的電網側、電源側、用戶側儲能電站資源，推動源網荷各端儲能能力全面釋放。廣義上，共享儲能也將助力實現智慧園區、城市乃至更大區域內能源跨區域、跨季節、跨能源形式靈活調配的“發、運、儲、用”。共享儲能的“共享性”打破了原有儲能應用的界限，為電網側、用戶側儲能發展提供了新路徑和能量調控，有利于提高項目收益率，縮短投資回收周期。

儲能將日趨向共享化、集約化方面發展。圍繞提升儲能的共享性，應著力構建儲能企業和新能源發電企業或用戶之間的交易機制，促進儲能電站通過市場化交易為多個市場主體提供電力輔助服務，加速推動支撐儲能多功能復用的“云大物移智鏈”技術、規劃配置優化技術、協調控制技術以及系統集成技術的提升，催生更加多樣化的商業模式創新，促進儲能產業規模化發展。

結語

綜上所述，新能源電力系統中的儲能技術有著不可估量的發展前景，對于我國的經濟發展有著重要的推動作用。相關工作人員進行儲能技術的有效創新和發展，提高儲能技術的工作效率，推動電力資源的長期可持續發展，為我國經濟的長遠發展打好基礎。

參考文獻

[1]宋麗，陳永明.現代電力系統中儲能技術的應用作用分析[J].電子元器件與信息技術，2019，3（12）：94-95.