新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)探討

高毅

摘要：當(dāng)前，中國儲能產(chǎn)業(yè)正處于政策驅(qū)動向市場驅(qū)動的過渡階段。該文從新能源電力系統(tǒng)的特征出發(fā)，歸納分析儲能在其中的重要作用，立足于中國儲能的發(fā)展現(xiàn)狀，研究并探討儲能技術(shù)創(chuàng)新以及與之緊密相關(guān)的商業(yè)模式的創(chuàng)新方向，提出政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、市場、投資等方面的建議。

關(guān)鍵詞：新能源電力系統(tǒng);儲能

引言

隨著風(fēng)電、光伏、儲能的大規(guī)模分散式接入以及分布式發(fā)電、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、電動汽車充電設(shè)施等負(fù)荷側(cè)靈活性調(diào)節(jié)資源的快速增長，電力市場主體將從單一化向多元化轉(zhuǎn)變，電力輸送將從發(fā)輸配用單向傳輸向源網(wǎng)荷儲多向互動靈活傳輸轉(zhuǎn)變，高比例可再生能源并網(wǎng)將打破原有電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式。目前，對可再生能源并網(wǎng)相關(guān)問題的研究涉及到電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行、穩(wěn)定性分析等方面。

1.儲能技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新要著眼電網(wǎng)的高彈性

為適應(yīng)新能源電力系統(tǒng)關(guān)于高彈性、高靈活性的要求，儲能技術(shù)將圍繞低成本、長壽命、高安全性、大容量四大主線加快攻關(guān)，提高儲能設(shè)備經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性。新能源發(fā)電和儲能技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可有效解決新能源波動性、隨機(jī)性，使輸出可控制、可調(diào)度。另外，隨著低慣量、弱支撐的新能源機(jī)組在電網(wǎng)中比例的不斷增加，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量大幅降低，關(guān)鍵運(yùn)行指標(biāo)和支撐調(diào)節(jié)能力逐步下降，需要儲能主動提供系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量支撐，補(bǔ)充電網(wǎng)調(diào)頻能力，最大幅度提升電力系統(tǒng)彈性。

對于電源側(cè)儲能，應(yīng)明確新能源參與調(diào)峰、調(diào)頻的責(zé)任和義務(wù)，建立“儲能優(yōu)先、先到先得”的并網(wǎng)機(jī)制，有效降低新能源配儲能的成本投入。對于電網(wǎng)側(cè)儲能，應(yīng)明確其公共基礎(chǔ)設(shè)施屬性，既單獨(dú)提供輔助服務(wù)，也可與就近的新能源發(fā)電聯(lián)合運(yùn)行以提升新能源消納，以保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對于用戶側(cè)儲能，應(yīng)大力發(fā)展綜合能源服務(wù)，加快試點(diǎn)分布式儲能應(yīng)用。

2.儲能技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新要致力服務(wù)的普惠性

儲能將在新能源電力系統(tǒng)中承擔(dān)不可或缺的、無處不在的“多面手”角色。在電源側(cè)，可以輔助動態(tài)運(yùn)行、延緩新建機(jī)組、緩解線路阻塞、延緩輸配電擴(kuò)容、作為備用電源、進(jìn)行調(diào)頻輔助服務(wù);在電網(wǎng)側(cè)，可以調(diào)頻、調(diào)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(jì)劃出力、爬坡率控制;在用戶側(cè)，可以對用戶進(jìn)行分時(shí)電價(jià)管理、容量費(fèi)用管理、電能質(zhì)量管理、作為緊急備用、進(jìn)行需求側(cè)管理。儲能在新能源電力系統(tǒng)中有多重利用價(jià)值，是一種具有明顯公共服務(wù)屬性的商品，具有普惠性。目前中國儲能成本疏導(dǎo)機(jī)制尚不完善，隨著調(diào)峰市場與現(xiàn)貨市場融合機(jī)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(cè)、用戶側(cè)儲能資源參與到電力市場交易中，使儲能獲得輔助服務(wù)額外收益，實(shí)現(xiàn)多重收益模式。根據(jù)不同儲能技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用模式，按照“誰投資、誰受益”，“誰受益、誰分?jǐn)偂钡脑瓌t，綜合考慮儲能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的應(yīng)用場景、作用，建立“按效果付費(fèi)”補(bǔ)償機(jī)制，通過市場規(guī)則反映和發(fā)揮儲能技術(shù)的多重價(jià)值。

3.儲能技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新要聚焦技術(shù)的靈活性

為不同應(yīng)用場景提供靈活多元的儲能解決方案將成為儲能技術(shù)創(chuàng)新的重要方向。儲電技術(shù)中，抽水蓄能裝機(jī)容量大、技術(shù)成熟可靠，適合調(diào)峰;電化學(xué)儲能技術(shù)應(yīng)用增長最快，可兼顧調(diào)頻調(diào)峰需求;飛輪儲能技術(shù)響應(yīng)快，適合調(diào)頻;超級電容技術(shù)適合作為車輛的應(yīng)急啟動電源裝置或動力源。儲熱技術(shù)中，熔鹽儲熱已大規(guī)模應(yīng)用于太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域;水儲熱（冷）技術(shù)運(yùn)行方式簡單、成本低、壽命長，在綜合智慧能源項(xiàng)目中的節(jié)能增效作用顯著;固體儲熱技術(shù)儲能密度高、溫度區(qū)間廣，適用于與新能源電力結(jié)合的清潔供暖;相變儲熱換熱溫度穩(wěn)定，作為蓄熱式電采暖可靈活部署。未來中國儲能技術(shù)將呈現(xiàn)更加多元化的趨勢和多種技術(shù)并行的發(fā)展局面，在復(fù)雜的電力系統(tǒng)中，適用豐富的應(yīng)用場景，儲能技術(shù)創(chuàng)新將更加突出靈活性。就傳統(tǒng)電池與液流電池比較來說，傳統(tǒng)電池中每個(gè)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(dá)到預(yù)期的功率和能量。但是，在大規(guī)模的儲能上所需的電池片數(shù)量大，容易引起產(chǎn)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(dú)立設(shè)計(jì)，通過控制電堆的設(shè)計(jì)來達(dá)到不同的功率要求，通過電解液的設(shè)計(jì)來達(dá)到不同的能量要求;同時(shí)，電堆易于內(nèi)外同步的模塊化組合，蓄電容量便于調(diào)節(jié)，因此更容易實(shí)現(xiàn)成本和功能的最優(yōu)化。技術(shù)不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)電池的靈活性也在不斷增強(qiáng)。儲能創(chuàng)新發(fā)展應(yīng)充分掌握各類儲能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，全面把握各類儲能技術(shù)特性及適用場景，重視儲能綜合功能的多重利用，研發(fā)技術(shù)靈活、功能多樣的新型儲能系統(tǒng)。同時(shí)，積極探索多種儲能技術(shù)組合利用，著力滿足特定用戶的多元復(fù)合需求。

4.儲能技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新要立足資源的共享性

共享儲能為解決傳統(tǒng)單個(gè)電站獨(dú)享儲能方式難以應(yīng)對新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長帶來的調(diào)峰、電力電量平衡及電網(wǎng)安全運(yùn)行挑戰(zhàn)應(yīng)運(yùn)而生。共享儲能狹義是由電網(wǎng)統(tǒng)一優(yōu)化配置獨(dú)立分散的電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)、用戶側(cè)儲能電站資源，推動源網(wǎng)荷各端儲能能力全面釋放。廣義上，共享儲能也將助力實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)、城市乃至更大區(qū)域內(nèi)能源跨區(qū)域、跨季節(jié)、跨能源形式靈活調(diào)配的“發(fā)、運(yùn)、儲、用”。共享儲能的“共享性”打破了原有儲能應(yīng)用的界限，為電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能發(fā)展提供了新路徑和能量調(diào)控，有利于提高項(xiàng)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(fā)展。圍繞提升儲能的共享性，應(yīng)著力構(gòu)建儲能企業(yè)和新能源發(fā)電企業(yè)或用戶之間的交易機(jī)制，促進(jìn)儲能電站通過市場化交易為多個(gè)市場主體提供電力輔助服務(wù)，加速推動支撐儲能多功能復(fù)用的“云大物移智鏈”技術(shù)、規(guī)劃配置優(yōu)化技術(shù)、協(xié)調(diào)控制技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)的提升，催生更加多樣化的商業(yè)模式創(chuàng)新，促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)有著不可估量的發(fā)展前景，對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的推動作用。相關(guān)工作人員進(jìn)行儲能技術(shù)的有效創(chuàng)新和發(fā)展，提高儲能技術(shù)的工作效率，推動電力資源的長期可持續(xù)發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)發(fā)展打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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