中國儲能網(wǎng)訊：作者：劉志成 彭道剛 趙慧榮 王丹豪 劉育辰
單位：（上海電力大學自動化工程學院，上海發(fā)電過程智能管控工程技術研究中心，上海 200090）
引用：劉志成, 彭道剛, 趙慧榮, 王丹豪, 劉育辰. 雙碳目標下儲能參與電力系統(tǒng)輔助服務發(fā)展前景[J]. 儲能科學與技術, 2022, 11(2): 704-716
DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0431
摘 要 雙碳目標改變了風電和光伏在能源產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展地位，但大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)給電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn)，而儲能是保證電網(wǎng)電能質(zhì)量穩(wěn)定的重要途徑和手段。隨著儲能市場的日益發(fā)展壯大，對儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和性能參數(shù)的要求更加苛刻。儲能市場環(huán)境演變規(guī)律體現(xiàn)了儲能政策呈現(xiàn)利好趨勢。通過系統(tǒng)梳理儲能聯(lián)合火電、風電、光伏等能源聯(lián)合參與電力市場輔助服務的運行現(xiàn)狀以及典型案例，發(fā)現(xiàn)儲能系統(tǒng)收益較低且渠道狹窄，無法完成系統(tǒng)成本有效疏導。因此，本文闡述了在雙碳目標下新能源發(fā)展趨勢、電力行業(yè)需求和儲能角色定位，探討了在優(yōu)化儲能政策、加快儲能設備研究、多種能源配備儲能、“儲能+”發(fā)展理念等方面的關鍵問題。最后，針對儲能市場未來發(fā)展的政策改革、電池研究、協(xié)同控制、分布式儲能集中管控等關鍵性內(nèi)容提出建設性意見，助力實現(xiàn)“碳中和”遠景目標。
關鍵詞 雙碳目標；輔助服務；補償機制；協(xié)同控制；“儲能+”概念
“十三五”規(guī)劃以來，我國在深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，顯著提高我國科技水平和創(chuàng)新能力。我國能源產(chǎn)業(yè)為社會和企業(yè)發(fā)展提供了強有力的保障。根據(jù)《2020年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示(簡稱《2020年公報》)，我國風電和光伏累計裝機容量分別占全國裝機量的12.8%和11.5%，而發(fā)電量分別占6.0%和3.3%，且風力和光伏的發(fā)電效率不足50%和30%。這是由于新能源的發(fā)電能力易受到時間、天氣、地理位置等環(huán)境因素影響，導致電能生產(chǎn)過程存在隨機性和波動性，無法給電網(wǎng)提供穩(wěn)定、持續(xù)、安全的電能供應。
2020年，中國提出“碳達峰”近景目標和“碳中和”遠景目標，促使清潔能源在我國能源產(chǎn)業(yè)中的比重將持續(xù)攀升。2025—2030年，我國清潔能源裝機總量預計將與火力發(fā)電裝機容量持平，甚至實現(xiàn)反超；到2060年，清潔能源裝機總量將遠超碳源機組，清潔能源發(fā)電將作為社會用電需求的主要承擔者。在實現(xiàn)“雙碳”目標的背景下，風電和光伏將廣泛應用于新型電力系統(tǒng)，逐步并入電網(wǎng)服務市場需求，來降低電力行業(yè)的碳排放量，但新能源的隨機特性會引起供需失衡現(xiàn)象，進而給電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰帶來二次挑戰(zhàn)，也對火電機組靈活響應電網(wǎng)調(diào)度指令提出更高的要求。在電網(wǎng)結構發(fā)生根本性重構的過程中，對傳統(tǒng)火力發(fā)電機組的性能要求將更加嚴苛，需要更加規(guī)范考核標準和補償標準。儲能融入火力發(fā)電不僅幫助電廠提升性能指標[3]，也降低了碳排放量，有助于我國早日實現(xiàn)“碳中和”目標。
基于此，本文對儲能市場環(huán)境、現(xiàn)有政策、應用現(xiàn)狀進行調(diào)研與綜述，旨在對儲能參與電力市場輔助服務的補償機制和優(yōu)缺點進行系統(tǒng)化梳理，發(fā)現(xiàn)在雙碳目標下關于儲能市場發(fā)展的關鍵性問題，從政策改革、電池研究、協(xié)調(diào)控制、集中管控等角度提出針對性建議，探索未來儲能系統(tǒng)市場化發(fā)展之路。
1 儲能市場環(huán)境演變
1.1 儲能政策形勢變化
2017年，美國具有全球最大的儲能市場，英國、澳大利亞、德國等國家開始研究儲能的發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略定位，探索儲能在電力市場中的廣泛應用。同年，我國政府出臺《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》(簡稱《2017指導意見》)將儲能技術產(chǎn)業(yè)分為研發(fā)示范、商業(yè)化過渡和規(guī)?；l(fā)展等三個階段，極大促進了中國儲能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，僅2017年中國儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的增速是儲能全球市場總和的5倍。翌年，中國電化學儲能技術邁進規(guī)模化發(fā)展的新階段，發(fā)電側、電網(wǎng)側儲能項目逐步上線，而澳大利亞、加拿大、日本等國家主要將儲能應用在用戶側領域。在2019年儲能國際市場中，美國、澳大利亞、日本等國家由于政策激勵計劃，新增投運規(guī)模大幅提升，而中國、英國、德國等國家過去兩年儲能市場份額過度激增，且電力系統(tǒng)市場需求漸趨飽和，導致儲能市場處于低迷狀態(tài)。再加上中國電力市場的《輸配電定價成本監(jiān)審辦法》明確規(guī)定電儲能設施不得計入輸配電定價成本，儲能設施投資成本無法實現(xiàn)資金有效回籠，大規(guī)模儲能建設發(fā)展被緊急拉閘。經(jīng)過去年儲能發(fā)展冷靜期，各個國家為儲能市場釋放了積極信號，中國儲能政策也趨于利好，激發(fā)了儲能產(chǎn)業(yè)內(nèi)生動力，在多重新驅(qū)動力下，儲能裝機容量增勢重振旗鼓，正式向規(guī)?；M軍。2021年7月，我國發(fā)布了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》(簡稱《2021指導意見》)，明確提出“統(tǒng)籌規(guī)劃、多元發(fā)展，創(chuàng)新引領、規(guī)模帶動，政策驅(qū)動、市場主導，規(guī)范管理、完善標準”等四大原則。隨著國際社會減碳力度逐步加大，新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷壯大，儲能市場發(fā)展已然成為各個國家能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標。
自《2017指導意見》公布以來，推動了我國儲能項目的研究和建設，國家能源局和各地方政府迅速出臺儲能技術規(guī)范和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新政，鼓勵相關企業(yè)積極投資有關項目，完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級，首批國家級儲能示范項目也迅速落地，在各領域、各地區(qū)的儲能項目相繼開展申報、落實、應用。如今，《2021指導意見》不僅肯定了儲能行業(yè)在實現(xiàn)雙碳目標中的重要意義，而且給儲能市場發(fā)展提出兩個發(fā)展目標：一是到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變；二是到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展?！?021指導意見》指出，我國仍需加強引導儲能產(chǎn)業(yè)布局的合理化，推動儲能技術創(chuàng)新進步，健全儲能市場的準入條件、交易激勵機制和技術標準，總結儲能示范性項目的經(jīng)驗和教訓，加強常態(tài)化安全風險防范，逐步實現(xiàn)“2530”發(fā)展目標。
1.2 輔助服務補償政策
在雙碳目標下，社會用電需求量不斷增長，大規(guī)模新能源逐步入場，導致火電承擔電網(wǎng)深度調(diào)峰調(diào)頻的擔子日益沉重，傳統(tǒng)發(fā)電產(chǎn)業(yè)和電網(wǎng)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，而儲能在電力系統(tǒng)的應用恰好解決了這一難題，順應了能源的發(fā)展趨勢。以國家能源局為核心，六大區(qū)域監(jiān)管局相繼出臺兩個輔助服務實施細則，鼓勵并允許儲能作為獨立主體參與電力輔助服務市場。各省、市和地區(qū)均以國家能源局為基本遵循，參照六大區(qū)域監(jiān)管局“兩個細則”基本要求，制定更為詳盡的市場運營規(guī)則。2020年，廣東省對現(xiàn)行的調(diào)頻政策進行調(diào)整，細化了調(diào)頻里程補償方式，最低申報價格為5.5元/MW，且性能指標計算需要開N次根式；未中標的發(fā)電單元容量補償降到3.65元/(MW·h)，如表1所示。2020年7月，江蘇省規(guī)定儲能基本服務補償為2元/MW，機組參與市場輔助服務的結算價格由補償標準和市場交易共同決定。與此同時，該規(guī)則規(guī)定裝機規(guī)模在10 MW/20(MW·h)以上的儲能電站或單站5 MW且可匯集成10 MW/20(MW·h)的集中電站，均可注冊電力調(diào)頻服務市場成員。
表1 典型地區(qū)儲能參與調(diào)頻補償標準
2020年12月，江蘇省新印發(fā)關于調(diào)峰輔助服務的市場交易規(guī)則，以日或月為交易周期向電網(wǎng)提供中長期或短期可調(diào)負荷輔助交易，在中長期輔助交易周期中，依靠實際調(diào)節(jié)量判斷用戶的補償費用和考核費用，報價區(qū)間劃分為谷段、平段、峰段，每兆瓦時報價上限分別對應250元、600元、900元[10]，如表2所示。短期輔助交易是日前根據(jù)電網(wǎng)需要，次日展開輔助服務將依據(jù)電力預測準確率、響應基線、響應時間來進行劃分，當調(diào)峰需求大于4 h時，申報價格上限為1元/(kW·h)。機組進行深度調(diào)峰調(diào)用時，安徽省采用電儲能與燃煤火電機組同臺競爭的方式，相同報價則優(yōu)先調(diào)用燃煤火電機組，且因儲能充放電導致功率變化，則不計入深度調(diào)峰電量。目前，大多數(shù)省市對儲能作為電力市場要求其充放電功率不小于10 MW，且充放電時間不小于2小時以上。因此，未來無論單儲還是集儲的規(guī)模都將逐步上升，這將給發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。
表2 典型地區(qū)儲能參與調(diào)峰補償標準
2 儲能聯(lián)合運行與典型案例分析
2.1 儲能聯(lián)合運行現(xiàn)狀
2.1.1 儲能聯(lián)合新能源運行現(xiàn)狀
儲能系統(tǒng)對光伏電站的穩(wěn)定運行和動態(tài)電能質(zhì)量保障起著至關重要的作用。在光儲能量管理研究和配置研究中，采用時序模擬算法對不同天氣狀態(tài)下光伏出力預測誤差進行修正，均衡光伏和儲能系統(tǒng)之間能量并適時對輔助功能進行減載，由智能算法求解儲能系統(tǒng)成本經(jīng)濟函數(shù)，為優(yōu)化儲能配置容量與控制策略提供依據(jù)。以儲能和光伏并離網(wǎng)切換產(chǎn)生暫態(tài)沖擊的根本原因為切入點，引入電流補償，將儲能電池功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)跟隨光伏功率輸出，減少暫態(tài)沖擊從而實現(xiàn)平滑切換。
儲能聯(lián)合風電運行有效提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強了風電穿透功率極限程度。在風儲協(xié)調(diào)控制中，基于風電機組利用變比例系數(shù)進行調(diào)速策略和儲能系統(tǒng)充放電功率實時跟蹤風電出力預測偏差策略等控制策略，實現(xiàn)了平滑風電出力目標。為解決風電系統(tǒng)與儲能容量相適應問題，搭建了風電出力不確定性集來改善傳統(tǒng)魯棒特性，并對日內(nèi)負荷需求和日前調(diào)度場景進行修正，建立多時間尺度可移動負荷分層優(yōu)化模型，用來指導和優(yōu)化儲能容量配置。
2.1.2 儲能聯(lián)合火電運行現(xiàn)狀
目前，火電機組作為維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定的主要支柱，機組調(diào)節(jié)性能對電網(wǎng)安全運行十分重要。未經(jīng)靈活性改造的火電機組功率調(diào)節(jié)能力為1.5%～2.0%額度容量/min，改造后的調(diào)節(jié)能力為3.0%～5.0%額度容量/min，而電化學儲能調(diào)頻效果是火電機組的2.5～20倍以上。在研究火儲聯(lián)合調(diào)頻和電網(wǎng)穩(wěn)定的關系時，發(fā)現(xiàn)通過下垂控制策略可以保障電能質(zhì)量的穩(wěn)定。下垂控制變系數(shù)法彌補了定系數(shù)法的不足，解決了長時或短時擾動的問題。虛擬慣性控制和虛擬下垂控制的有機結合避免了火電機組響應延遲的現(xiàn)象，并充分考慮了儲能電池電荷狀態(tài)以及調(diào)節(jié)死區(qū)的影響，減弱調(diào)頻過程的抖動性。
在不同控制策略場景下，通過CPS(control performance standard)指標分析認為儲能最佳裝機容量占平均調(diào)頻需求的20%～40%。通過火電調(diào)峰模型和儲能系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化模型，利用儲能快速充放電特性，可以彌補火電機組短時調(diào)峰能力不足的問題。傳統(tǒng)機組根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令響應負荷變化，儲能跟蹤凈負荷差值動態(tài)修正出力系數(shù)，完成時間級配合，實現(xiàn)調(diào)節(jié)功率向儲能系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)移，提高機組調(diào)峰能力和電能質(zhì)量，改善機組的調(diào)峰性能指標。
2.1.3 儲能參與電網(wǎng)側運行現(xiàn)狀
電網(wǎng)調(diào)峰具有一定時間和空間規(guī)律，建立日前峰谷特性進行優(yōu)化調(diào)度模型，從填谷調(diào)度、削峰調(diào)度、電量調(diào)度等方面對充放電功率進行優(yōu)化，不僅可以有效降低峰谷差，而且有效延長儲能系統(tǒng)使用壽命。在電量平衡的準則下，根據(jù)實際削峰填谷效果，調(diào)整削峰線，控制儲能充放電的時機和深度，改變以往儲能以恒定功率充放的局面，電網(wǎng)波動范圍和波動程度更小。
儲能面向電網(wǎng)調(diào)頻一般通過區(qū)域控制誤差信號(ACE)或區(qū)域控制需求信號(ARR)進行集中控制和調(diào)節(jié)，用頻率偏差標準差和經(jīng)濟效益來衡量頻率調(diào)節(jié)的優(yōu)劣。在不同的ACE調(diào)節(jié)控制區(qū)域，根據(jù)聯(lián)絡線功率頻率偏差控制(TBC)方式，采用模糊智能控制算法預測與控制儲能出力，調(diào)節(jié)效果較好但實時性差。基于經(jīng)濟分配層和頻率動態(tài)控制層的控制策略利用模型預測控制實現(xiàn)兩層之間遞進優(yōu)化，不僅改善了電能質(zhì)量，而且提高了經(jīng)濟效益。
2.1.4 儲能參與輔助服務經(jīng)濟性分析
在研究火儲聯(lián)合運行參與輔助服務時，如何實現(xiàn)技術性和經(jīng)濟性最優(yōu)是企業(yè)面臨的最實際問題。電池的充放電深度(DOD)、電荷狀態(tài)(SOC)等性能參數(shù)影響著系統(tǒng)的折舊成本，也直接影響企業(yè)的綜合效益和風險評估。通常以技術性和經(jīng)濟性為目標，進行調(diào)頻電池選型，通過層次分析法得出抽水蓄能和鋰離子電池最適合調(diào)頻性能要求的結論，但并未考慮時間成本和效益因素的影響。而且，各類儲能的能量轉(zhuǎn)化效率、響應時間、經(jīng)濟效益、使用壽命等因素與參與調(diào)頻策略方法緊密相關，量化成本、量化收益、量化補償都需要在電網(wǎng)頻率要求下，于不同的控制策略下進行反復驗證。部分學者結合雙細則標準，建立了儲能系統(tǒng)全生命周期成本模型，通過智能算法求解儲能配置最佳容量，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化。
2.2 典型儲能應用案例分析
2020年，國家能源局從技術先進、自主創(chuàng)新、綜合效益等七個維度評選出首批儲能科技創(chuàng)新示范項目，如表3所示。首批示范項目總結了儲能在不同地域、不同應用領域的發(fā)展情況，鼓勵相關儲能企業(yè)大膽嘗試、大膽實踐，為廣泛推廣儲能在電力系統(tǒng)的應用發(fā)揮典型和示范作用，以推動儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
表3 首批儲能科技創(chuàng)新示范項目
2.2.1 傳統(tǒng)火電側儲能應用案例分析
海豐電廠火力發(fā)電機組為2臺1000 MW超超臨界燃煤機組，海豐儲能項目總裝機規(guī)模為30 MW/14.93 MW·h。儲能調(diào)頻系統(tǒng)直接聯(lián)合兩臺火電機組參與電網(wǎng)調(diào)頻輔助服務，實現(xiàn)同步跟蹤機組調(diào)頻過程，完成了調(diào)峰調(diào)頻、并離網(wǎng)無擾切換等應用場景的試驗，電網(wǎng)可直接管控儲能平臺?；饍椖客哆\后，提高了調(diào)頻性能和市場競爭力，突破了調(diào)頻選擇面的單一化，增加了機組調(diào)頻服務補償盈利模式，避免機組反復出力帶來的設備損耗，有效降低機組的碳排放量。
2.2.2 電網(wǎng)側儲能應用案例分析
由平高集團投資、中航鋰電承建的昆山儲能電站是世界單體規(guī)模最大電網(wǎng)側化學電站。該座電站配備有88組1.26 MW/2.2 MW·h預制艙式磷酸鐵鋰電池，電站總裝機規(guī)模為110.88 MW/193.6 MW·h，具備100 MW毫秒級響應能力。項目重點攻克了自動滅火、火災報警、溫控調(diào)節(jié)、安全通風、協(xié)同控制等方面技術壁壘，全面實現(xiàn)電站自動化、集成化運行方式，提高了儲能系統(tǒng)的安全系數(shù)和投用效率，增強了電網(wǎng)調(diào)度能力和新能源消納能力，為未來新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)提供保障，在電網(wǎng)側儲能項目應用中具有示范意義。
2.2.3 新能源發(fā)電側儲能應用案例分析
國家風光儲輸示范工程一二期項目共建設風電498.5 MW、光伏發(fā)電100 MW、儲能裝置70 MW，項目已安全運行3500多天，累計輸送清潔電能80多億度電，躍居世界新能源并網(wǎng)裝機容量規(guī)模首位，并榮獲第四屆中國工業(yè)大獎。項目首創(chuàng)風光儲輸一體化運行模式，解決了新能源在發(fā)電穩(wěn)定和輸電安全上的瓶頸，全方位預測、控制和監(jiān)測新能源出力狀態(tài)，滿足用戶需求，具有最強能源配置能力。項目首次重現(xiàn)電網(wǎng)故障過程，并且國家風光儲輸示范工程為可變負載、電壓頻率變化、頻率擾動、諧波注入等實際應用研究提供平臺支持。該示范工程已具備全天候不間斷發(fā)電條件，靈活切換調(diào)峰調(diào)頻模式，實現(xiàn)新能源發(fā)電過程精細化管理，為實現(xiàn)零碳奧運和污染防治提供堅強后盾。
2.2.4 電網(wǎng)側共享儲能應用案例分析
目前，青海全省新能源裝機容量占比超過60%，而新能源的間歇性和波動性是能源高效利用的痛點。儲能電站解決了新能源出力不規(guī)律問題，青豫直流工程解決了新能源遠距離穩(wěn)定傳輸問題。青海并網(wǎng)電化學儲能容量達119 MW/202.7(MW·h)，其中作為共享儲能參與電網(wǎng)輔助服務的儲能總容量為82 MW/164(MW·h)，截止到2021年7月31日儲能項目累計交易2648筆，新能源發(fā)電量增加72860MW·h，最大化利用了當?shù)氐锰飒毢竦淖匀画h(huán)境，并通過斷面負載率控制儲能充放電模式，首次實現(xiàn)日內(nèi)三充三放，儲能電站最大使用效率高達199%。青海地區(qū)未來預計新增儲能系統(tǒng)裝機總容量為1923 MW/4897(MW·h)，其中，已規(guī)劃建設10座共享儲能電站，有力推進了儲能電站與新能源發(fā)電的有機結合，切實推動儲能電站在電網(wǎng)側應用從商業(yè)化到規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。
3 雙碳目標下儲能角色定位
從我國的能源形勢和產(chǎn)業(yè)布局來看，我國化石燃料消費水平占總體能源消費水平的84.7%，其中煤炭消費水平占化石燃料消費水平的68.1%，電力行業(yè)又是煤炭行業(yè)消費的主體。因此，實現(xiàn)雙碳目標很大程度上取決于能源產(chǎn)業(yè)結構的變革。
目前，我國能源產(chǎn)業(yè)革命在雙碳目標的引領下正發(fā)生深刻的變化。一方面，《2020公報》顯示，我國并網(wǎng)風電和太陽能發(fā)電的裝機容量同比增長為34.6%和24.1%，新能源裝機容量已經(jīng)超過水力發(fā)電，遠超核電，直逼火力發(fā)電，新能源裝機容量增速較快，一躍成為第二大發(fā)電實體。另一方面，從國家能源局公布2021年第一季度電力行業(yè)運行情況分析可知，新能源裝機增速仍居高不下，發(fā)電量也持續(xù)增長，但新能源消納問題還仍需進一步解決。新能源發(fā)電從根本上減少了對化石燃料的依賴性，有效降低了碳排放，有助于實現(xiàn)雙碳目標。但是，新能源的出力特點具有波動性、隨機性、間歇性，不利于發(fā)電側和電網(wǎng)側的協(xié)調(diào)控制運行，并且大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)加重了供需調(diào)節(jié)的負擔，亟需一種提升電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和平滑新能源輸出功率的設備。
由于儲能具有容量大、響應快、效率高等優(yōu)點，可以更好地解決新能源并網(wǎng)帶來的問題，也可以提供調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓等輔助服務，維持電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，降低電能質(zhì)量的波形畸變率。當前，我國儲能設施品類齊全、技術成熟、可靠性強，涵蓋機械儲能、電化學儲能、儲熱等五大種類。壓縮空氣儲能可廣泛應用于新能源調(diào)峰，在風電場中減少換電過程，降低棄風率。磷酸鐵鋰儲能可廣泛應用于快速充放的場景，在傳統(tǒng)火力發(fā)電中的應用緩解了碳源機組調(diào)峰調(diào)頻的壓力，提高了機組的性能指標和經(jīng)濟性補償金額。儲能設施在我國電力系統(tǒng)發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側的應用前景十分廣闊，并且“十四五”規(guī)劃已明確提出加快發(fā)展非化石能源，有序擴大風電和光伏發(fā)電的規(guī)模，推進新儲能技術規(guī)?；瘧?，進一步加強源網(wǎng)荷儲銜接，提高電力系統(tǒng)互補互濟和智能調(diào)節(jié)能力，從根源上減少碳排放和碳污染。因此，拓寬儲能系統(tǒng)應用場景是早日實現(xiàn)雙碳目標的關鍵保障。
4 儲能發(fā)展關鍵問題研究
4.1 優(yōu)化儲能政策著力點
如果說2020年是儲能行業(yè)的新春，2021年才正式吹響了儲能發(fā)展的號角。安徽、青海、新疆等地紛紛出臺關于儲能發(fā)展的實施意見。一大批新的儲能項目朝著規(guī)?；较蜻M軍，國外如澳大利亞開工建設規(guī)模最大的太陽能發(fā)電聯(lián)合儲能系統(tǒng)項目，國內(nèi)如山東省開展500 MW儲能配置的示范應用工程。目前，雖然各區(qū)域、省市對儲能政策均呈現(xiàn)利好趨勢，但是儲能系統(tǒng)參與輔助服務的補償機制和管理實施方案可以進一步完善，促進儲能與能源產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
（1）明確儲能市場的主體地位
相關政策在大力推進儲能項目建設時，應充分肯定儲能在電力行業(yè)的貢獻和能效，明確儲能市場的主體地位。尤其當碳交易市場建立之后，應考慮儲能項目是否能從出售碳排放指標中獲得收益，在競價上網(wǎng)、調(diào)度運行、輔助補償?shù)确矫娼o予適當傾斜，以降低投資回報周期，完成對儲能成本的合理化疏導。
（2）健全新型儲能的補償機制
從現(xiàn)有的調(diào)峰補償政策來看，多省市以深度調(diào)峰管理作為補償依據(jù)，部分地區(qū)將儲能系統(tǒng)與火電機組同臺競價，導致補償收益未能達到企業(yè)預期，極大降低了儲能參與調(diào)峰項目建設的積極性，而儲能又是新能源入場的保障和后備軍。對于調(diào)峰補償機制而言，建議按短期、中長期劃分調(diào)峰類型，將平段需求、谷段需求、峰段需求納入補償標準，鼓勵其進行雙邊交易，放寬交易報價范圍，提高調(diào)峰補償收益標準，提高新能源利用率。
從現(xiàn)有的調(diào)頻補償政策來看，較為廣泛實行了調(diào)頻里程和調(diào)頻容量的兩部補償機制，但綜合性能補償標準建立在傳統(tǒng)火電機組的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度的基礎上，無法準確衡量儲能系統(tǒng)的功率交互迅速、功耗等性能的優(yōu)劣，也未將儲能系統(tǒng)的類型、狀態(tài)、配置容量納入補償計算范疇。例如廣東和蒙西在最新的市場運營規(guī)則中，對調(diào)頻的綜合性能指標計算進行開根號處理。隨著時間的推移，儲能系統(tǒng)補償收益將逐年降低，而運維成本逐年升高。因此，在未來儲能市場進一步擴大的趨勢下，需改善儲能調(diào)頻補償機制，根據(jù)儲能特性和電力系統(tǒng)需求建立差異化補償機制，綜合性能指標應全面反映出當下儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)效果和品質(zhì)特性，不再將原機組調(diào)頻性能作為衡量火儲聯(lián)合調(diào)節(jié)性能的重要指標，補償單價也根據(jù)電網(wǎng)六大區(qū)域或省市的電力市場需求進行動態(tài)調(diào)整或分段定價，發(fā)揮市場主體功能，摒棄以往的“一刀切”定價模式，調(diào)頻補償收益更加靈活，激發(fā)市場新活力。
（3）建立新型儲能的考核標準
通常，儲能電站要成為市場成員直接參加輔助服務，需要其容量和充放電功率達到各地區(qū)的準入標準。但是，各地區(qū)市場運行規(guī)則試行以來，電網(wǎng)和電力企業(yè)側重關注儲能項目所帶來的效益高低，忽略了對儲能電站本體和并網(wǎng)運行模式的考核和管理。國家需出臺關于儲能電站參與調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、黑啟動等輔助服務管理實施細則，考核內(nèi)容不局限于儲能本體的響應時間、響應精度、充放功率等指標，也應涵蓋系統(tǒng)高低電壓穿越能力、電網(wǎng)異常響應能力、本體故障調(diào)節(jié)能力、安全運行等方面，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的規(guī)劃、建設、服役、維護、退役等五個維度全方位地管控，建立新型儲能參與電力系統(tǒng)服務的標準體系，完善儲能電站監(jiān)管。
4.2 加快儲能自身發(fā)展進程
在能源全面低碳化的浪潮中，可再生能源發(fā)展被涌上浪尖，解決風電和光伏的波動性、隨機性、間歇性等問題迫在眉睫，而儲能是實現(xiàn)“碳中和”進程的關鍵支柱。但儲能系統(tǒng)的建設成本高昂、安全性較低、循環(huán)壽命較短的問題一直被詬病，一定程度上延緩了儲能產(chǎn)業(yè)向市場化轉(zhuǎn)變的腳步。因為儲能電池在儲能系統(tǒng)的應用中起著決定性的作用，所以科研人員必須深入研究關于電池壽命、充放電效率和安全性等基礎內(nèi)容，建立電池老化與充放電工況的關聯(lián)，均衡各電池組之間的特性，來避免儲能電池容量衰減、內(nèi)阻消耗增加、充放電功率降低等現(xiàn)象，在保證長壽命和高安全性的前提下，逐步降低儲能的成本。探索新型儲能技術，改善儲能電池制作工藝，研究出性能均衡的電池材料。與此同時，加快儲能系統(tǒng)的頂層設計和規(guī)劃，提高儲能逆變器PCS對各電池組電流控制、電壓控制、功率控制的效果，研發(fā)智能集成、控制和管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對多級、并聯(lián)、混聯(lián)等新型拓撲協(xié)同控制策略的優(yōu)化，將儲能產(chǎn)品深入融合到電力系統(tǒng)行業(yè)，實現(xiàn)精細化控制與管理。
4.3 儲能需求分析與優(yōu)化規(guī)劃
（1）考慮傳統(tǒng)機組特性的火儲協(xié)同控制優(yōu)化
傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)的用碳量、排碳量始終處于電力行業(yè)前列，傳統(tǒng)火力發(fā)電機組存在較大的延遲且負荷變化率較慢，若實現(xiàn)負荷快速響應，則提高了機組的用碳量和排碳量，加劇了機組的壽命消耗。儲能設備具有負荷快速變化、毫秒級響應等優(yōu)點，催生了“傳統(tǒng)機組+儲能”的發(fā)電模式。儲能聯(lián)合傳統(tǒng)機組參與輔助服務時，雖然兩者都參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務，但沒有結合兩者各自的特點，也沒有挖掘傳統(tǒng)機組的潛力，太過依賴儲能彌補負荷響應的變化，導致儲能使用頻繁，極大縮短了儲能系統(tǒng)的使用壽命?！皞鹘y(tǒng)機組+儲能”協(xié)同控制應充分發(fā)揮傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)在輔助服務中的決定性作用，充分利用其在發(fā)電過程中蓄熱、慣性、智能控制等特點聯(lián)合儲能進行輔助響應，充分考慮與傳統(tǒng)機組出力具有緊密聯(lián)系的因素，如汽輪機閥門開度、主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、供煤量等，建立機組等效模型。在實際工況和電網(wǎng)需求下，基于歷史數(shù)據(jù)庫對機組出力效果進行預測，并跟蹤機組實時出力值，以保證機組跟蹤效果的實時性和準確性，使儲能系統(tǒng)能夠提前靈活調(diào)節(jié)電池放電功率來彌補機組與電網(wǎng)負荷要求之間的差距，完成時間級配合和調(diào)節(jié)余量計算，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量，降低傳統(tǒng)機組的用碳量和碳排量。
（2）考慮功率平滑穩(wěn)定的風光儲聯(lián)合運行
甘肅、廣西、江西等省建議新能源項目配備5%～20%容量且連續(xù)充放電2小時以上的儲能電站。通過風儲、光儲協(xié)調(diào)控制技術，來增強間歇式能源的可控性，提高經(jīng)濟性指標。由于間歇式新能源出力大小與周圍環(huán)境緊密相關，可以采用聚類算法建立天氣、季節(jié)、時間等多尺度預測模型。針對風儲、光儲以及風光儲一體化協(xié)同控制優(yōu)化，我們需要深入研究風電、光伏和儲能的出力特性，通過魯棒性分析、機會約束目標規(guī)劃等智能算法對多尺度預測滾動模型分析，得出在不同時間和環(huán)境下新能源出力的特點和趨勢，深入研究柔性負荷、剛性負荷變化和多能互補系統(tǒng)發(fā)電之間的關聯(lián)性，再通過變比例系數(shù)、雙層控制策略等方法控制儲能調(diào)整充放電功率，來實現(xiàn)白晝互補和冬夏互補，調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出功率平滑穩(wěn)定，進一步減少甚至消除新能源因環(huán)境因素造成的晝夜峰谷差。最后，考慮儲能全壽命周期成本、峰谷差套利與節(jié)能減排的效益問題，采用群體智能尋優(yōu)算法，求解儲能系統(tǒng)最佳裝機容量和充放電功率的配比問題，來實現(xiàn)儲能設備使用率最大化，降低企業(yè)初始投資成本和后期運維成本。
（3）考慮電網(wǎng)功率平衡分配的儲能運行優(yōu)化
在部分省市的輔助服務細則中規(guī)定，儲能電站裝機規(guī)模滿足準入要求，可直接注冊為電力輔助市場成員參與電網(wǎng)的電力輸配和優(yōu)化調(diào)度。首先，在以往研究中，儲能系統(tǒng)模型通常采取一階慣性環(huán)節(jié)，太過于簡單，未考慮電池自身特性。若在電網(wǎng)調(diào)度中應用，易出現(xiàn)電網(wǎng)需求大于儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)余量的現(xiàn)象。儲能系統(tǒng)應選取高階模型，并建立成本、容量、充放電功率、SOC、DOD等約束條件，實現(xiàn)對上網(wǎng)儲能系統(tǒng)的精細化管理。其次，面對新能源進行并網(wǎng)、離網(wǎng)或其他擾動時，可以使用內(nèi)點法、外點法、神經(jīng)網(wǎng)絡等方法解決復雜的非線性尋優(yōu)問題，即提高儲能系統(tǒng)抗擾動的平衡控制效果，避免系統(tǒng)單點故障造成電網(wǎng)系統(tǒng)波動較大。然后，研究電力系統(tǒng)的潮流特點和分布規(guī)律，來應對大規(guī)模儲能系統(tǒng)上網(wǎng)需求的增長趨勢，優(yōu)化傳統(tǒng)能源、風電、光伏、儲能之間調(diào)度分配策略。尤其在電網(wǎng)負荷變動的高發(fā)期，機組資源和負荷需求容易出現(xiàn)供需不平衡的現(xiàn)象，通過卡爾曼濾波或傅里葉變換等方法將電網(wǎng)需求劃分為低頻需求和中高頻率需求，根據(jù)系統(tǒng)特性分別由傳統(tǒng)能源、風電、光伏和儲能進行承擔，采用動態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、多目標優(yōu)化等算法實現(xiàn)對電網(wǎng)資源的動態(tài)分配，合理分配機組資源和負荷需求，實現(xiàn)儲能快速提供有功、無功補償?shù)淖饔茫岣呔€路輸送能力，從而減少變電站、輸電線路的建設費用。
（4）儲能系統(tǒng)的縱向融合發(fā)展
智慧綜合能源作為具有綜合屬性和智慧屬性的能源新產(chǎn)業(yè)正悄然興起，催生了以用戶側為中心的多元化能源需求，充分利用可再生能源等清潔能源。其中，儲能起到了提高能源利用率、改善電能品質(zhì)和降低用電成本的作用。鮮有學者對儲能的電、熱、冷、氣等供能方式進行綜合一體化研究，應建立不同季節(jié)、不同功能的需求模型，并從園區(qū)電池類型、容量配置、運維成本和建造成本的角度建立儲能系統(tǒng)全生命周期模型，計算高峰負荷轉(zhuǎn)移帶來的收益增值，進行綜合經(jīng)濟性分析評價。不斷探索并引進“新能源+儲能”協(xié)同控制策略的新優(yōu)化方案，應用于智慧綜合能源儲能項目，加強儲能在縱向能源多供應環(huán)節(jié)(發(fā)電側、配電側、用戶側)之間的協(xié)同控制，促進綠色能源與用戶側深度融合，減少碳需求，降低使用電價，提高電能質(zhì)量和能源利用率。
4.4 “儲能+”發(fā)展理念
雙碳目標理念引領著新能源行業(yè)大規(guī)模滲透到電力系統(tǒng)，而新能源電站配備儲能電站已經(jīng)是行業(yè)共識和實際需要。國家能源局也在大力推崇一站式綜合能源示范園區(qū)，儲能系統(tǒng)也成為風光荷電儲中的重要一環(huán)。“儲能+”發(fā)展理念應運而生，“儲能+傳統(tǒng)發(fā)電”改善機組性能，提高負荷需求響應速度；“儲能+新能源發(fā)電”減少了棄光棄風現(xiàn)象，提高新能源利用效率，平緩過渡；“儲能+電網(wǎng)”減少區(qū)域控制誤差，削弱新能源并網(wǎng)影響；“儲能+用戶”降低用電成本。因此，儲能的發(fā)展勢必呈現(xiàn)集中式服務和分布式服務的情形，如圖1所示。電力系統(tǒng)常在火電、風電、光伏、綜合能源園區(qū)等領域配備一定容量的儲能，一般而言，各儲能系統(tǒng)作為獨立個體只服務所配套設施。若發(fā)電設備發(fā)生停機維護或未中標低負荷運行時，儲能設備則處于閑置或半閑置狀態(tài)，尤其是太過依賴于外界因素的新能源經(jīng)常發(fā)生擺停、假停等現(xiàn)象，從而造成儲能閑置率較高，設備資源利用率低下。當分布式儲能的裝機容量在電力系統(tǒng)中占據(jù)一定比重時，無形增加了發(fā)電成本，且使用效率低下，無法充分發(fā)揮儲能的潛力作用。若將分布式儲能通過某種聚攏技術進行聯(lián)合調(diào)控，閑置儲能將得到合理利用，存儲局部電網(wǎng)調(diào)節(jié)余量，打破各個傳統(tǒng)儲能系統(tǒng)之間壁壘，有助于電網(wǎng)和發(fā)電行業(yè)進行聯(lián)合運行調(diào)控，提高電能品質(zhì)和儲能系統(tǒng)利用率。
圖1 分布式儲能和集中式儲能對比
5 儲能發(fā)展建議
未來40年，我國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢必以綠色低碳循環(huán)發(fā)展作為主基調(diào)，實現(xiàn)雙碳目標作為主旋律，大力發(fā)展清潔能源作為主渠道，升級能源產(chǎn)業(yè)鏈作為主陣地，推動我國綠色清潔能源發(fā)展邁上新臺階。
5.1 推進儲能政策改革
儲能系統(tǒng)是雙碳目標實現(xiàn)的保障，在新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等場景中發(fā)揮重要作用。但是，從目前儲能政策角度來看，關于儲能政策帶來的紅利，在儲能的成本、建設、研究、應用等方面顯得杯水車薪，我國能有效解決儲能問題的措施相對較少。因此，本文提出以下幾點建議。
（1）明確儲能主體地位，不僅將大功率、大容量的儲能系統(tǒng)納入獨立主體，也應涵蓋中小儲能電站，并給予更明確的政策支持，打造儲能市場交易平臺，并將儲能作為獨立主體納入碳交易市場。
（2）健全輔助補償機制，中國的地域、電力市場和用電需求均參差不齊，需考慮地域和需求因素，輔助服務應實行多階梯動態(tài)補償機制，擴大峰谷電價差，按調(diào)節(jié)效果付費，補償儲能帶來的經(jīng)濟效益和社會效益，改善輔助服務的補償標準，合理疏導儲能系統(tǒng)成本。
（3）鼓勵投資方式、交易方式的多元化，在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運營的大環(huán)境下，鼓勵電力市場在發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側配備儲能設施，放寬儲能電商與儲能電商、儲能電商與電網(wǎng)、儲能電商與電力市場之間多邊交易的權限，拓寬儲能的交易渠道，提高儲能項目的投資回報率和年收益率。
（4）合理規(guī)劃儲能產(chǎn)業(yè)布局，新能源“一刀切”配備儲能的方式?jīng)]有考慮實際工程需求、設備成本因素等情況，也不利于實現(xiàn)雙碳目標，往往會造成資源浪費。應著重分析新能源的發(fā)電形式、裝機規(guī)模、地理位置等因素，結合儲能系統(tǒng)的電池類型、選址要求、配備需求等產(chǎn)品信息，提出儲能和新能源相適應的配置指導方案。
（5）加強監(jiān)管與完善考核，電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)、電站等安全標準較為滯后，應建立儲能市場監(jiān)管辦法，完善不同階段儲能電站的安全標準體系，包括已建、在建、已規(guī)劃未建等情況，統(tǒng)籌規(guī)劃儲能、發(fā)電機組、電網(wǎng)協(xié)同控制的穩(wěn)定性、安全性、規(guī)范性等實際問題，明確安全責任，避免網(wǎng)源脫鉤現(xiàn)象。
5.2 深入儲能本體研究
近幾年儲能技術推陳出新，降低儲能成本和提高設備安全性是儲能關鍵技術不斷創(chuàng)新的目標，未來儲能技術發(fā)展有以下3個方面需進行拓展研究。
（1）深化基礎性研究。深入電池技術研發(fā)，開發(fā)出低成本、長壽命、高安全、環(huán)境友好的電池，滿足不同應用場景對儲能的需求；加快新型電池研發(fā)，如固態(tài)電池、水系鋰離子電池、金屬空氣電池等，全面進行基礎性能評估和測試，縮短從研發(fā)到應用的時間周期，采用綜合性能更優(yōu)秀的電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池。
（2）加快混合式儲能研發(fā)與應用。通過更換電極材料、調(diào)整電解質(zhì)布局、優(yōu)化電池結構、尋找新型儲能材料等方式，優(yōu)化電池基礎性能，逐步實現(xiàn)大容量混合式儲能的研發(fā)與應用，取代多種儲能同時配備現(xiàn)象，提高混合式儲能系統(tǒng)的整體性管控技術。
（3）優(yōu)化頂層設計。BMS技術、EMS技術、PCS技術決定儲能系統(tǒng)應用高度與廣度，實時監(jiān)測儲能設備運行狀態(tài)，優(yōu)化電池充放電策略和能源管理策略，以實際工況和應用環(huán)境調(diào)整策略方法，提高儲能系統(tǒng)充放電效率和使用壽命。
5.3 多種能源儲能聯(lián)合運行
儲能已廣泛應用于電力系統(tǒng)，在提升電能質(zhì)量、提高新能源消納能力等方面起著不可或缺的重要作用。針對發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側配備儲能可以從以下幾個方面提高能源利用率和機組性能。
（1）提高儲能模型仿真技術。根據(jù)不同儲能電池類型和特性，提出適用于不同應用場景的儲能模型和仿真技術，為配置需求分析、協(xié)同控制分析、經(jīng)濟性分析、儲能布局分析等方面奠定基礎。
（2）進行配置需求分析，以提高所配系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能為目標。開展功率配置分析、容量配置分析、安全性和經(jīng)濟性分析等，使得儲能系統(tǒng)恰好滿足優(yōu)化調(diào)節(jié)性能的需求，避免出現(xiàn)閑置、半閑置或過需的現(xiàn)象，解決投入成本與收支完全不平衡問題，實現(xiàn)儲能配置合理化。
（3）優(yōu)化協(xié)同控制策略。儲能已聯(lián)合火電、風電、光伏等多種能源參與到電力系統(tǒng)輔助服務，但都各自為營，缺乏協(xié)同控制之間的緊密性，對波動較大或緊急情況無法及時處理。①機組協(xié)同控制的關鍵是動態(tài)多目標跟蹤，實現(xiàn)機組出力狀態(tài)毫秒級通信，實時更新信道數(shù)據(jù)，掌握第一手資料。②機組協(xié)同控制的重點是機組負荷預測，由豐富歷史數(shù)據(jù)通過深度學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、聚類降維等智能算法分析機組運行規(guī)律、運行工況、電網(wǎng)需求，建立運行狀態(tài)智能診斷庫，完成在多時間尺度下不同出力狀態(tài)預測，滿足預測值和真值之間緊密貼合的要求。③優(yōu)化協(xié)同控制策略，不僅僅采用傳統(tǒng)的前饋、反饋等控制方式，在保證運行效率和穩(wěn)定性的基礎上，應建立多級、多抉擇、多復合式的控制策略，綜合考慮各發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶側的需求，既要滿足儲能和多源端聯(lián)合出力緊貼電網(wǎng)指令的要求，也要維護電網(wǎng)功率分配均衡。
（4）經(jīng)濟性分析。從儲能系統(tǒng)全生命周期分析經(jīng)濟效益，包含投資、建設、運營、維護、退役等五個階段，考核多源配儲協(xié)同控制效果和儲能容量的合理性，提出綜合調(diào)節(jié)性能、補償收益、均度電成本、投資回報率等經(jīng)濟性指標，并對下一階段儲能與多源之間聯(lián)合調(diào)控策略優(yōu)化和產(chǎn)區(qū)升級改造提供指導幫助。
（5）優(yōu)化儲能產(chǎn)業(yè)布局。儲能在改善新能源出力上效果明顯，應深入研究能源產(chǎn)業(yè)結構，在新能源集中地應合理配置儲能，以優(yōu)化儲能的地理結構。同時結合電網(wǎng)運行規(guī)律和地域特點，配置適應環(huán)境和需求的儲能系統(tǒng)，從而達到按需布局和按域布局的儲能分布架構。
（6）靈活改造原機組性能。儲能系統(tǒng)角色定位始終處于配角，維護電網(wǎng)運行安全和穩(wěn)定的主體仍是火電、新能源等電能生產(chǎn)本體。因此，應該：①完善預測模型和控制策略，基于歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)交互建立精準預測機組出力狀態(tài)模型，并優(yōu)化系統(tǒng)關鍵參數(shù)的控制邏輯，實現(xiàn)出力不足或過盈的動態(tài)修復，保證調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性和時效性，如光伏板向陽角、火電主蒸汽溫度等；②風電、光伏等新能源機組作為區(qū)域聯(lián)合共同體集中運行，將夜間風電高峰和日間光伏高峰共線傳輸，保證整體輸出平穩(wěn)，減少對儲能的依賴；③靈活改造傳統(tǒng)能源行業(yè)，利用各環(huán)節(jié)蓄能調(diào)節(jié)機組性能，如蓄熱、轉(zhuǎn)動慣量等，快速響應電網(wǎng)負荷要求，從而實現(xiàn)電網(wǎng)靈活調(diào)配各機組參與輔助服務。
5.4 分布式儲能集中管控
隨著電力系統(tǒng)發(fā)電機組逐步配備儲能系統(tǒng)，其總裝機容量達到全國總發(fā)電裝機容量的10%以上，儲能系統(tǒng)的投資成本、維護成本、調(diào)節(jié)性能都將極大影響著電網(wǎng)的供需平衡和經(jīng)濟效益。而且儲能系統(tǒng)之間的類型、用途、容量等參數(shù)均不一致，甚至部分電站自身采用混合式儲能系統(tǒng)，難以實現(xiàn)聚合調(diào)控?；诖耍P于分布式儲能集中管控可以從以下幾個部分進行研究。
（1）改善信息交互效果，實現(xiàn)分布式儲能和電網(wǎng)之間溝通信號更加智能靈活，增強各儲能系統(tǒng)穩(wěn)定性和拓展性，為儲能聯(lián)控奠定基礎。
（2）提高混合儲能技術，在同一區(qū)域下，將電-熱-冷-氣混合式儲能系統(tǒng)作為整體配備在需求側，實現(xiàn)多種能量之間相互轉(zhuǎn)化，減少多種投資建造成本。
（3）集成智能算法，實現(xiàn)多目標功率動態(tài)跟蹤和預測，完成日前購電計劃，在機組和儲能設備的相關約束下，優(yōu)化邊界利益，保證多邊利益均衡。
（4）搭建多級或區(qū)域級儲能系統(tǒng)運行監(jiān)測管控智能一體化平臺，實現(xiàn)對各站儲能系統(tǒng)充放電功率、DOD、SOC等指標實時監(jiān)測，分配、下發(fā)電網(wǎng)的調(diào)度指令，統(tǒng)籌調(diào)節(jié)電網(wǎng)電能的品質(zhì)問題，為各電站升級改造和電網(wǎng)優(yōu)化提供一定的指導意見。
（5）探索分布式儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)輔助服務的經(jīng)濟性分析方法。
6 結語
“十四五”規(guī)劃明確提出儲能是建設現(xiàn)代化基礎設施體系的重要一環(huán)，并且實現(xiàn)“碳中和”的目標需要風電和光伏等新能源在電力系統(tǒng)中成為發(fā)電主體。因此，發(fā)展儲能在新能源大規(guī)模并網(wǎng)的過程中勢在必行。在電力市場改革中，各項政策也正在積極引導各電力企業(yè)和用戶按需配置儲能系統(tǒng)，儲能市場發(fā)展前景如日中天。
通過梳理現(xiàn)階段儲能的市場應用現(xiàn)狀和發(fā)展關鍵技術，發(fā)現(xiàn)儲能市場進入到關鍵期和瓶頸期，亟需解決儲能工程的成本昂貴和收支平衡問題。然而，國家政策和地方政策直接決定了儲能系統(tǒng)收支來源的類型，儲能電池決定了系統(tǒng)投資成本上下限，協(xié)同控制效果決定了系統(tǒng)補償收益，分布式儲能集中管控的應用決定了儲能利用率的大小。從四個維度對儲能市場未來發(fā)展提出相應合理的建議，完善儲能政策導向，優(yōu)化多端多源聯(lián)控效果，延長儲能設備使用壽命，提高能源利用效率，完成儲能系統(tǒng)成本有效疏導，從而推動儲能從商業(yè)化發(fā)展到規(guī)模化發(fā)展，最終實現(xiàn)全面市場化發(fā)展。
第一作者：劉志成（1996—），男，碩士研究生，研究方向為智能發(fā)電、電力儲能和綜合智慧能源，E-mail：mr_liuzhch@163.com；
通訊作者：彭道剛，工學博士，教授，碩士生導師，主要從事綜合智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)等研究工作，E-mail：pengdaogang@shiep.edu.cn。
