互联网背景下的电力储能技术展望

汪成龙

国网江苏省电力有限公司海安市供电分公司 江苏海安 226600

随着我国经济与科技的飞速发展，在能源互联网助推之下，电力储能技术得到了飞速进步，进而为可再生能源并网领域等相关生产、销售、服务市场带来了新的活力与动力，最终将共同促进我国电力行业的可持续发展进步。

1 能源互联网背景下的电力储能技术

能源互联网的核心研究方向就是将能源体系与互联网技术进行有机结合。通过合理运用电力储能技术，促进发电侧、用电侧及储能设备协调运行，实现以电为核心，生产和消费的高效匹配多能源系统。随着能源互联网研究的逐渐推进，电力储能的价值将不断体现，“十四五” 对储能技术的要求，是希望做到高安全、长寿命、高功率、高能量效率，响应速度快，度电成本控制在2毛以下。电力储能技术的重要性日益突显，在能源互联网中具有广阔的发展前景。

2 我国规模化储能技术的最新发展现状

2.1 适合能量型应用的储能技术

（1）物理储能。目前，应用最为广泛、技术最成熟的就是抽水蓄能技术，具备使用寿命长、储能量大、运维费用低等优势，缺点是受到地理资源条件限制，水质变化、库区淹没以及土壤盐碱化的问题日益突出。与之相比压缩空气储能具有运行维护费用更低，随着储能时长的增加也可以显著降低成本，有可能整个采购成本降到每瓦时1 元以下，有望替代抽水蓄能电站。

（2）电化学储能。电化学储能技术会将电能转化成化学能进行有效的存储，当需要使用电能时，通过氧化还原反应便可以将化学能重新转换回电能。在进行氧化还原反应的过程中，由于离子的转移将会导致电荷发生变化，最终促成电能储存或释放的功能。电化学储能是主流的储能技术之一，主要包括有锂离子电池、液流电池以及目前尚在中试阶段并被广泛看好的钠离子电池等等。

（3）热能储能。熔融盐蓄热是利用传热工质以及换热器加热并把热量存储起来。需要时再通过动力泵、传热工质以及换热器等设备将热量释放出来，充分利用了熔融盐使用温度范围广、传热性能高、工作压力低的特性，在太阳能热发电、集中供热供暖等方面有所应用。

2.2 适合功率型短时应用的储能技术

（1）电磁储能。电磁储能技术主要分为超级电容器储能和超导储能，循环寿命长，不需要进行能量转换，效率高、响应快，可以改善电能质量。但是这两种技术尚不成熟，且成本过高，所以目前并没有得到广泛的利用建设。

（2）飞轮储能。飞轮是高功率技术，使用寿命长并且对环境友好，主要是针对辅助调频、风力发电的频率和电压支撑，还有一些动能回收方面的应用，特别是在轨道交通上已经有了一些大规模的验证，在国内这方面技术的储备和发展和国外最领先的技术还有一定差距，正在努力追赶。

3 能源互联网背景下的电力储能应用关键技术分析

3.1 新能源发电与大容量储能的协同调度技术

可再生能源应尽量就近开发利用，这需要我们多渠道拓展清洁能源消纳能力。电网企业应当统筹储能与电网发展，做好储能规划，确定合理的设施布局、发展规模，有序开展储能建设，优先考虑在电能调度困难、改造网架成本高的地区投资建设，缓解用电紧张的问题，发挥削峰填谷的作用。另一方面，电网调度应当及时完善相关调度规程和并网调度协议，应将并网的储能设备纳入统一调度管理，配置适宜的储能技术，使储能系统参与调峰调频，做到新能源发电平滑出力，有效提高电网调节能力以及设备利用效率，实现地区或者跨地区的新能源调度消纳。

3.2 基于优化储能分配的能量调度技术

光伏、风电等可再生能源发电会受天气状况影响产生较大的波动，都存在供电不稳定、与需求侧不同步的现象。这就需要配合电力储能，为新能源发电站做支撑，解决光伏和风电间歇性、波动性的问题。而电化学储能、物理储能等作为不同类型能源耦合在一起的能源互联网中，由于选择多样化的问题，原本简单的输入输出及配置变得复杂起来。结合网络中各种设备 “即插即用” 属性及突发事故后的 “网架重构”，会造成一些难以预测的状态产生。这种随机性和多变性，对能源互联网中的能量合理调度带来了挑战。因此我们要根据不同储能技术的效率和容量进行合理优化，建立储能的多能源系统的优化调度模型，利用神经网络等算法模拟出最佳方案，实现清洁能源优势互补，经济效益最大化，能源可持续发展。

3.3 考虑储能的能源交易市场与价格波动机制

在没有大规模储能的电力系统中，电能是即发即用的产品，能源互联网中的各方在进行交易时，大环境下既要降低电价控制成本，又要效益最大化，增加了电网企业的运营压力。电网企业运营成本往往会受到外部的能源价格波动的影响，甚至将改变能源分配布局。而当我们在电力系统中进行大规模储能后，让储能参与到能源交易中，不仅仅能够通过储能高低来间接有效的反馈市场的供需情况，同时能够大大缓解企业的运营压力。电力储能在能源市场中改变了电能交易机制，对整个电力市场有着很广的应用空间。

4 结语

我国现在具有最坚定的发展可再生能源，建立智能电网和能源互联网的决心和战略，做好电力储能技术对优化我国能源结构，提高能源安全，具有战略意义。可以预见需求和技术的匹配将最终成熟完善，电力储能将成为集中式和分布式能源系统不可或缺的部分。