新能源电力系统中的储能技术探讨

高毅

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

随着风电、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關，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“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;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.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，为我国经济的长远发展打好基础。

参考文献

[1]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.