中國儲能網(wǎng)訊：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基本內(nèi)涵是重構(gòu)能源產(chǎn)供儲銷體系，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)明顯的“雙高”“雙低”“雙波動”的特性：“雙高”指高比例可再生能源的介入和高比例電力電子設(shè)備的應(yīng)用；“雙低”指低可控性和低轉(zhuǎn)動慣量；“雙波動”指供給側(cè)和需求側(cè)都具有波動性。
在“雙碳”目標(biāo)的約束下，當(dāng)前系統(tǒng)靈活性資源難以滿足大規(guī)模新能源并網(wǎng)后的調(diào)節(jié)需求。在此背景下，發(fā)展儲能可有效解決新能源出力與用電負荷時空不匹配的問題，實現(xiàn)新能源充分消納利用，提高新型電力系統(tǒng)的安全水平。
儲能的應(yīng)用場景分析
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是在新能源大規(guī)模并網(wǎng)以后，如何實現(xiàn)和保障不同時間和空間尺度的電力電量平衡，統(tǒng)籌發(fā)展不同功能定位的儲能是其中的關(guān)鍵之一。
抽水蓄能具有大規(guī)模能量吞吐能力，放電時間在小時級及以上，具有長時間尺度的電網(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、特殊天氣場景下電力供應(yīng)保障能力，對電力系統(tǒng)平衡和電網(wǎng)安全作用明顯。
以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活等特點，持續(xù)放電時間為分鐘至小時級，充放電轉(zhuǎn)換靈活，能夠有效支撐節(jié)點電壓、平抑系統(tǒng)頻率波動，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，實現(xiàn)負荷削峰填谷。
另外，氫能具備清潔高效的優(yōu)勢，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，最終實現(xiàn)高比例可再生能源的中長期（季節(jié)）供需平衡。隨著電—氫轉(zhuǎn)換技術(shù)的不斷進步和成本的不斷降低，氫能將有望逐步實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
不同儲能技術(shù)特性不同，適用場景不一樣，可以從時間和空間兩種維度劃分儲能的應(yīng)用場景。
1. 時間尺度
從超短期、短期、日內(nèi)、多日、中長周期等時間尺度上統(tǒng)籌發(fā)展各類儲能，可滿足不同場景的調(diào)節(jié)需求。
超短期調(diào)節(jié)主要解決新能源出力快速波動且頻率電壓耐受能力不足的問題，提升系統(tǒng)一次調(diào)頻能力。從調(diào)節(jié)需求與儲能技術(shù)的匹配度來看，電化學(xué)儲能、超級電容、飛輪儲能都可用于超短期的調(diào)節(jié)。
短期調(diào)節(jié)主要是解決新能源機組短時出力的隨機性和波動性帶來的頻率和潮流控制困難問題，可以通過配置一定比例的電化學(xué)儲能實現(xiàn)。
日內(nèi)調(diào)節(jié)主要解決風(fēng)電反調(diào)峰特性加劇系統(tǒng)調(diào)峰壓力、以及光伏在負荷晚高峰無法頂峰等問題。對日內(nèi)調(diào)節(jié)需求，可以通過抽水蓄能或者大容量電化學(xué)儲能解決。
多日、中長期調(diào)節(jié)主要解決新能源受極端天氣的影響，在長時間尺度上出力的不確定性。目前的儲能技術(shù)還不能很好地解決這個問題。在這個時間尺度上需統(tǒng)籌全網(wǎng)的所有調(diào)節(jié)資源，推動風(fēng)光水火儲一體化和聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，充分發(fā)揮煤電靈活性改造的作用，適當(dāng)配置具有周調(diào)節(jié)功能的抽水蓄能，或在未來利用電-氫轉(zhuǎn)換等方式解決。
2. 空間尺度
電源側(cè)需注重和新能源協(xié)同優(yōu)化發(fā)展。推動儲能與新能源的優(yōu)化發(fā)展，在新能源場站集中配置一定規(guī)模的電化學(xué)儲能。應(yīng)用場景有多能互補外送基地、海上風(fēng)電配套儲能、火儲聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)友好型的新能源電站等。
電網(wǎng)側(cè)需注重提升電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定水平。新型儲能電站可發(fā)揮調(diào)頻、調(diào)壓、頂峰、事故備用、黑啟動等功能，還可以延緩或替代輸變電設(shè)備的改造和升級，優(yōu)化一些電源末端和偏遠地區(qū)的電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)等。
負荷側(cè)注重滿足用戶的多元化、精細化、定制化需求，包括圍繞重要負荷中心、用戶側(cè)分布式供能系統(tǒng)、源網(wǎng)荷儲一體化等進行布局。
我國儲能發(fā)展現(xiàn)狀與問題
2021年以來，國家出臺多份支持儲能發(fā)展的政策，儲能行業(yè)迎來發(fā)展良機。
目前儲能的發(fā)展主要存在以下問題：
1. 新型儲能的技術(shù)經(jīng)濟性與成熟度仍有待提高
新型儲能的成本與經(jīng)濟性問題是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲能度電成本與抽水蓄能電站相比還有一定差距。需從新型儲能電池本體、系統(tǒng)集成等多方面入手，提高新型儲能技術(shù)成熟度，解決新型儲能的經(jīng)濟性問題。
2. 儲能的市場化體制不健全，成本疏導(dǎo)機制不完善
儲能在電力市場中的主體地位尚未完全明確，參與電力市場的準(zhǔn)入條件、交易機制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍不成熟，加之電力輔助服務(wù)補償機制不完善，導(dǎo)致在大多數(shù)地區(qū)儲能還無法以獨立市場主體身份參與電力輔助服務(wù)市場。同時，電網(wǎng)側(cè)儲能尚不能通過輸配電價疏導(dǎo)，新能源配儲的相關(guān)政策有待進一步完善，現(xiàn)有商業(yè)模式獲利空間有限。
3. 抽水蓄能大規(guī)模發(fā)展受建設(shè)周期、站址、環(huán)保等因素制約
抽水蓄能電站站址通常受到地理位置、地形、地質(zhì)條件等多種環(huán)境因素制約，站址資源有限，開發(fā)規(guī)模受限，且抽水蓄能電站建設(shè)周期通常較長，市場化的投資收回機制尚未建立，諸多因素都制約了抽水蓄能大規(guī)模發(fā)展。
4. 新型儲能大規(guī)模發(fā)展面臨安全因素制約
近年來國內(nèi)外共計已發(fā)生三十多起儲能電站起火事故。一方面，致災(zāi)機理不清、故障診斷不準(zhǔn)、預(yù)警不及時、滅火困難且易復(fù)燃等技術(shù)難題導(dǎo)致該類火災(zāi)事故防控困難；另一方面，儲能安全設(shè)計、運維、評價、處置等標(biāo)準(zhǔn)不健全，儲能的安全管理缺乏依據(jù)。
南方電網(wǎng)儲能發(fā)展情況
從裝機上看，抽水蓄能方面，截至2022年6月，南方五省區(qū)已投運的抽水蓄能電站共7座（含部分投運），總裝機1028萬千瓦。其中，粵港澳大灣區(qū)的抽水蓄能裝機容量達到968萬千瓦，為粵港澳大灣區(qū)打造世界清潔能源利用示范灣區(qū)提供了堅強的支撐。
“十四五”期間，南方電網(wǎng)公司計劃建成投產(chǎn)廣東梅蓄、陽蓄、肇慶浪江、惠州中洞，廣西南寧共5座抽水蓄能電站，到2025年，全網(wǎng)抽水蓄能裝機達到1388萬千瓦，其中廣東1208萬千瓦、廣西120萬千瓦、海南60萬千瓦。
電化學(xué)儲能方面，截至2021年底，南方五省區(qū)累計投運電化學(xué)儲能項目裝機容量約851.2MW，同比增長55.4%。其中，廣東省電化學(xué)儲能項目裝機規(guī)模819.9MW，同比增長128.4%。
2021年，南方五省區(qū)新增電化學(xué)儲能裝機302.2MW，同比增長3.4%。其中廣東新增299.7MW，位居全國第三位（僅次于山東和江蘇），廣東在2019、2020年的新增投運規(guī)模為全國首位。
截至2021年底，南方五省區(qū)電源側(cè)儲能項目裝機占比為75.9%，主要是由于廣東火電機組調(diào)頻市場活躍，其中用戶側(cè)裝機占比為18.9%，電網(wǎng)側(cè)裝機占比為5.2%。
南方電網(wǎng)公司積極支持新型儲能發(fā)展和應(yīng)用?！笆奈濉逼陂g，南方電網(wǎng)公司提出新增風(fēng)電、光伏規(guī)模1.15億千瓦，抽水蓄能600萬千瓦，推動新能源配套儲能2000萬千瓦。
儲能技術(shù)發(fā)展相關(guān)建議
1. 集中式儲能和分布式儲能結(jié)合發(fā)展
集中式儲能包括抽水蓄能、大容量儲能電站等。抽水蓄能適合長時間尺度調(diào)節(jié)場景，可統(tǒng)一在電網(wǎng)側(cè)配置；大容量儲能電站可在集中式新能源發(fā)電基地適當(dāng)配置，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行。
分布式儲能包括小型儲能、電動汽車等?？赏苿咏ㄔO(shè)小區(qū)、樓宇、家庭應(yīng)用場景下的分布式儲能設(shè)備，實現(xiàn)儲能設(shè)備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng)，促進可再生能源就地就近消納利用。
2. 以數(shù)字化技術(shù)推動儲能和新能源協(xié)同運行
數(shù)字化技術(shù)是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。依托云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及先進傳感測量、通信信息、控制技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲之間的高效交互，提升新型電力系統(tǒng)靈活性。利用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)，聚合用戶側(cè)儲能、電動汽車等海量可調(diào)節(jié)資源，實現(xiàn)“新能源+儲能”“新能源+電動汽車”協(xié)調(diào)運行，促進新能源大規(guī)模并網(wǎng)和消納。
一是要堅持以市場化原則推動儲能行業(yè)的發(fā)展。結(jié)合電力市場建設(shè)，建立公平和完善的電力輔助服務(wù)市場機制，明確儲能參與市場的主體身份，建立市場化價格機制，通過市場決定在系統(tǒng)中使用哪種類型的儲能技術(shù)更為合適。
二是要建立系統(tǒng)調(diào)節(jié)成本在各類主體中的疏導(dǎo)機制。系統(tǒng)調(diào)節(jié)是電力系統(tǒng)中各主體的共同職責(zé)，按照“誰受益、誰承擔(dān)”的原則，建立各類主體共同承擔(dān)調(diào)節(jié)成本的機制。
4. 加快完善儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
目前儲能電站的控制保護、儲能電站安全管理、電站驗收、調(diào)試、運行、檢修等標(biāo)準(zhǔn)還有不健全之處，應(yīng)盡快組織開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制工作，為新型儲能快速發(fā)展和儲能電站安全運行提供保障。
5. 加大儲能科技創(chuàng)新力度，發(fā)揮國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺的引領(lǐng)作用
一方面，要堅持儲能技術(shù)多元化，推動儲能在電網(wǎng)中安全、高效、經(jīng)濟和規(guī)?；瘧?yīng)用。另一方面，要面向新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求，以國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺為依托，推動產(chǎn)、學(xué)、研、用全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，推進儲能技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和工程示范，引領(lǐng)儲能技術(shù)發(fā)展。
本文由eo記者潘秋杏、陳儀方根據(jù)作者在《南方能源觀察》雜志社和中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合主辦的第十二屆中國國際儲能大會儲能與電力市場專場（暨eo圓桌）上的演講內(nèi)容整理而成，已經(jīng)本人審閱。
