構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵，在于提升系統(tǒng)的靈活性。儲(chǔ)能作為重要的調(diào)節(jié)資源，對(duì)于促進(jìn)新能源高比例消納、保障電力安全供應(yīng)和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率具有重要作用。與化石能源相比，風(fēng)電、光伏等新能源是“看天吃飯”的不穩(wěn)定電源，而儲(chǔ)能可有效解決新能源出力與用電負(fù)荷時(shí)空不匹配的問題，實(shí)現(xiàn)新能源充分消納利用。

儲(chǔ)能或儲(chǔ)能技術(shù)指的是將較難儲(chǔ)存的能源形式轉(zhuǎn)換成技術(shù)上較容易且成本上較低廉的形式儲(chǔ)存起來，儲(chǔ)能的形式多樣化，根據(jù)能量存儲(chǔ)形式的不同，儲(chǔ)能分為電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能。電儲(chǔ)能是最主要的儲(chǔ)能方式，又分為電化學(xué)儲(chǔ)能(鉛酸電池、鋰電池和鈉電池儲(chǔ)能)和機(jī)械儲(chǔ)能(抽水蓄能、壓縮空氣和飛輪儲(chǔ)能)兩種類型。

【資料圖】

按照投資規(guī)模的大小，又可分為集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。集中式儲(chǔ)能主要作用于電源端和電網(wǎng)端，而小容量分布式儲(chǔ)能則作用于用戶端。集中式儲(chǔ)能主要以抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能以及大容量電池儲(chǔ)能為代表，集中式儲(chǔ)能在提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、靈活性、可靠性以及系統(tǒng)彈性等方面都有著顯著效益，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)系統(tǒng)削峰填谷。儲(chǔ)能具有能量轉(zhuǎn)移特性，可將新能源峰值出力時(shí)段的電量轉(zhuǎn)移至新能源谷值出力時(shí)段，從一定程度上降低源荷時(shí)序不匹配帶來的系統(tǒng)峰谷差。(2)平抑新能源出力波動(dòng)。相較于常規(guī)發(fā)電機(jī)組，儲(chǔ)能具備快速爬坡能力，可以充分應(yīng)對(duì)新能源瞬時(shí)波動(dòng)導(dǎo)致的功率調(diào)節(jié)需求，從而提高電網(wǎng)消納新能源能力。(3)延緩系統(tǒng)設(shè)備投資。儲(chǔ)能具有電力和電量的雙重優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他系統(tǒng)設(shè)備的替代，包括減緩輸電阻塞導(dǎo)致的線路、變壓器以及靈活機(jī)組投建，從而節(jié)省不必要開支，提升系統(tǒng)整體效益。

抽水蓄能具有大規(guī)模能量吞吐能力，放電時(shí)間在小時(shí)級(jí)及以上，具有長(zhǎng)時(shí)間尺度的電網(wǎng)調(diào)峰及電力平衡能力，主要解決新能源間歇性問題，提升系統(tǒng)調(diào)峰能力、系統(tǒng)安全性、特殊天氣場(chǎng)景下電力供應(yīng)保障能力，對(duì)電力系統(tǒng)平衡和電網(wǎng)安全作用明顯。

以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活等特點(diǎn)，持續(xù)放電時(shí)間為分鐘至小時(shí)級(jí)，充放電轉(zhuǎn)換靈活，能夠有效支撐節(jié)點(diǎn)電壓、平抑系統(tǒng)頻率波動(dòng)，將不穩(wěn)定的新能源出力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。主要解決新能源波動(dòng)性問題，提高新能源并網(wǎng)性能，改善電能質(zhì)量，提供緊急功率支撐，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷削峰填谷。

氫能具備清潔高效的優(yōu)勢(shì)，可有效替代天然氣、石油和煤炭，解決風(fēng)電、光伏等可再生能源不穩(wěn)定和低能量密度問題，最終實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的中長(zhǎng)期(季節(jié))供需平衡。隨著電—?dú)滢D(zhuǎn)換技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的不斷降低，氫能將有望逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

按照儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景可分為發(fā)電側(cè)(新能源側(cè))、輸配電側(cè)(電網(wǎng)側(cè))和用電側(cè)(用戶側(cè))三大場(chǎng)景。

01、發(fā)電側(cè)(新能源側(cè))

從發(fā)電側(cè)的角度看，儲(chǔ)能的需求終端是發(fā)電廠。由于不同的電力來源對(duì)電網(wǎng)的不同影響，以及負(fù)載端難預(yù)測(cè)導(dǎo)致的發(fā)電和用電的動(dòng)態(tài)不匹配，發(fā)電側(cè)對(duì)儲(chǔ)能的需求場(chǎng)景類型較多，包括能量時(shí)移、容量機(jī)組、負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、備用容量、可再生能源并網(wǎng)等六類場(chǎng)景。

在大型光伏發(fā)電站和風(fēng)力發(fā)電站配上儲(chǔ)能，最主要的功能是接受調(diào)度平滑電網(wǎng)負(fù)荷，服從并跟蹤上級(jí)電網(wǎng)的計(jì)劃曲線。當(dāng)發(fā)電輸出功率超過計(jì)劃曲線時(shí)，將多余能量存入儲(chǔ)能電池;當(dāng)發(fā)電輸出功率低于計(jì)劃曲線時(shí)，將儲(chǔ)能電池能量輸入到電網(wǎng)。削峰填谷是發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的另一個(gè)重要功能，發(fā)電輸出功率受限時(shí)，將多余能量存入儲(chǔ)能電池，發(fā)電輸出功率不受限時(shí)，將儲(chǔ)能電池能量輸出電網(wǎng)。

02、輸配電側(cè)(電網(wǎng)側(cè))

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是在輸配電網(wǎng)中建設(shè)的儲(chǔ)能，作為電網(wǎng)中優(yōu)質(zhì)的有功無功調(diào)節(jié)電源，其主要功能是有效提高電網(wǎng)安全水平，實(shí)現(xiàn)電能在時(shí)間和空間上的負(fù)荷匹配，增強(qiáng)可再生能源消納能力，在電網(wǎng)系統(tǒng)備用、緩解高峰負(fù)荷供電壓力和調(diào)峰調(diào)頻方面意義重大。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能是基于電網(wǎng)公司開展的，項(xiàng)目高度集中，而且儲(chǔ)能容量規(guī)模較大。電網(wǎng)公司本身就具備實(shí)力規(guī)模、足以支撐其開展儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，而且電網(wǎng)公司本身也承擔(dān)著一定的責(zé)任，其儲(chǔ)能項(xiàng)目的意義不能以簡(jiǎn)單的峰谷套利來計(jì)算，而且儲(chǔ)能設(shè)施由電網(wǎng)集中統(tǒng)一調(diào)度執(zhí)行，效果更好、發(fā)揮作用更大，儲(chǔ)能也變得更有價(jià)值。

03、用電側(cè)(用戶側(cè))

用戶側(cè)儲(chǔ)能是把儲(chǔ)能電池安裝在用戶端，在電價(jià)較低時(shí)或者使用光伏和風(fēng)電等新能源存儲(chǔ)電能，在電價(jià)高峰期或者電網(wǎng)停電時(shí)使用存儲(chǔ)好的電能，用戶側(cè)儲(chǔ)能基本不參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，儲(chǔ)存的電能只提供給用戶，用戶側(cè)儲(chǔ)能有多種模式：

用戶分時(shí)電價(jià)管理

電力部門將每天 24 小時(shí)劃分為高峰、平段、低谷等多個(gè)時(shí)段，對(duì)各時(shí)段分別制定不同的電價(jià)水平，即為分時(shí)電價(jià)。用戶分時(shí)電價(jià)管理和能量時(shí)移類似，區(qū)別僅在于用戶分時(shí)電價(jià)管理是基于分時(shí)電價(jià)體系對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，而能量時(shí)移是根據(jù)電力負(fù)荷曲線對(duì)發(fā)電功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

容量費(fèi)用管理

我國對(duì)供電大的工業(yè)企業(yè)實(shí)行兩部制電價(jià)：電量電價(jià)指的是按照實(shí)際發(fā)生的交易電量計(jì)費(fèi)的電價(jià)，容量電價(jià)則主要取決于用戶用電功率的最高值。儲(chǔ)能電池充放電可調(diào)可控，利用電費(fèi)的峰谷價(jià)差，晚上用電低谷時(shí)從電網(wǎng)儲(chǔ)存電能，白天用電高峰時(shí)從蓄電池釋放出來，幫助企業(yè)進(jìn)行電量峰值的管理，減少工廠分時(shí)電價(jià)的高峰期電費(fèi)，有條件的企業(yè)還可以節(jié)省容量費(fèi)用。

提高電能質(zhì)量

在用戶側(cè)，儲(chǔ)能系統(tǒng)同樣可以進(jìn)行平滑電壓、頻率波動(dòng)，儲(chǔ)能變流器和光伏逆變器功率因素可控可調(diào)，改善工廠內(nèi)電網(wǎng)環(huán)境，避免因功率因素超標(biāo)而罰款，較高的功率因素也可以讓工廠減少線路和設(shè)備電量損耗。

提升供電可靠性

緊急情況備用電源，儲(chǔ)能可以提高供電可靠性，當(dāng)發(fā)生停電故障時(shí)，儲(chǔ)能能夠?qū)?chǔ)備的能量供應(yīng)給終端用戶，避免了故障修復(fù)過程中的電能中斷，以保證供電可靠性。

集中式儲(chǔ)能，主要是在電源側(cè)，在我國以抽水蓄能為主，還包括氫儲(chǔ)能、鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能、大型地面光伏發(fā)電側(cè)配的電化學(xué)蓄能。分布式儲(chǔ)能以用戶側(cè)為主，也包括一部分電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和小型電源側(cè)儲(chǔ)能，都是采用電化學(xué)蓄能。

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