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摘要：抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展對實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型有積極推動作用，但適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程的抽水蓄能和新型儲能如何協(xié)同發(fā)展尚無定論。結(jié)合新型電力系統(tǒng)不同時間尺度儲能需求和儲能發(fā)展現(xiàn)狀分析明確抽水蓄能和新型儲能功能定位和發(fā)展趨勢，并適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求基于規(guī)劃定位—技術(shù)創(chuàng)新—運(yùn)維管理—運(yùn)營策略架構(gòu)提出抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展建議，為推動儲能行業(yè)發(fā)展決策制定、促進(jìn)儲能行業(yè)良性發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。
0 引言
新型電力系統(tǒng)構(gòu)建大背景下，風(fēng)電、光伏等可再生能源大規(guī)模高比例發(fā)展，風(fēng)光出力的強(qiáng)隨機(jī)性和波動性、用電負(fù)荷的日益尖峰化、極端氣候影響等給電力電量平衡帶來巨大困難，源、荷實(shí)時平衡模式愈發(fā)困難。高比例電力電子裝備導(dǎo)致系統(tǒng)的慣量、短路容量、調(diào)頻調(diào)壓能力等關(guān)鍵調(diào)節(jié)能力受到安全性制約，電力系統(tǒng)的電源承載規(guī)模存在飽和效用。“保供應(yīng)”、“保安全”、“保消納”成為貫穿新型電力系統(tǒng)各個發(fā)展階段的核心問題，著力提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)和主動支撐能力的充裕度是應(yīng)對中國能源結(jié)構(gòu)安全轉(zhuǎn)型的有效方式。
儲能是重要的靈活調(diào)節(jié)資源，“十四五”期間中國相繼發(fā)布700余項(xiàng)儲能相關(guān)政策，從規(guī)劃推進(jìn)、示范應(yīng)用、規(guī)范管理、電價改革、多元應(yīng)用等多層級推動儲能發(fā)展、加快儲能布局提升系統(tǒng)調(diào)蓄能力、滿足系統(tǒng)日益增大的調(diào)蓄需求。且隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程推進(jìn)，新型儲能成本進(jìn)一步降低，抽水蓄能不再具有絕對成本優(yōu)勢，新型儲能和抽水蓄能并重發(fā)展成為趨勢。抽水蓄能和新型儲能在調(diào)節(jié)能力、響應(yīng)速度、建設(shè)條件、建設(shè)規(guī)模等方面具有一定互補(bǔ)性，明確抽水蓄能和新型儲能的規(guī)劃定位，針對電力系統(tǒng)的不同調(diào)節(jié)需求，融合各項(xiàng)儲能技術(shù)特性協(xié)同配置，可以優(yōu)化不同儲能技術(shù)布局規(guī)模，避免冗余配置和資源浪費(fèi)。
然而單從規(guī)劃角度考慮抽水蓄能和新型儲能協(xié)同配置，受市場環(huán)境變化、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失等因素影響，部分新型儲能項(xiàng)目盈利水平不高，存在新型儲能規(guī)劃與實(shí)際裝機(jī)差距較大、“建而不用”等問題。實(shí)際運(yùn)營困境極大地削減了社會面的新型儲能投資積極性，僅依靠政策配儲終究不是長久之計(jì)，難以脫離儲能理想與現(xiàn)實(shí)差距過大困境，無法最大化發(fā)揮儲能調(diào)節(jié)作用。為促進(jìn)儲能行業(yè)良性發(fā)展，適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程，企業(yè)作為儲能規(guī)?；l(fā)展的根本驅(qū)動力，需要融合考慮抽水蓄能和新型儲能在技術(shù)水平、成本水平、收益水平等維度差異，為綜合運(yùn)營抽水蓄能和新型儲能提供多維度決策支撐。通過提升企業(yè)儲能綜合運(yùn)營收益刺激社會面投資儲能積極性，達(dá)到提升抽水蓄能和新型儲能全方位協(xié)同水平、充分發(fā)揮儲能效用的目的。
針對抽水蓄能和新型儲能多維度協(xié)同發(fā)展不平衡、不清晰問題，本文首先結(jié)合新型電力系統(tǒng)運(yùn)行特性分析不同時間尺度儲能的需求差異和不同儲能技術(shù)現(xiàn)狀，明確抽水蓄能和新型儲能在新型電力系統(tǒng)中的功能定位，研判抽水蓄能和新型儲能未來協(xié)同發(fā)展趨勢；然后從企業(yè)運(yùn)營盈利角度出發(fā)，為適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程，針對規(guī)劃定位、技術(shù)創(chuàng)新、運(yùn)維管理和運(yùn)營策略4個維度探索抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展，并提出可行建議，為企業(yè)運(yùn)營提供決策支撐，為儲能政策制定提供可靠參考，促進(jìn)儲能行業(yè)的良性發(fā)展。
1 新型電力系統(tǒng)儲能協(xié)同發(fā)展需求
分析“雙高”背景下新型電力系統(tǒng)的不確定性、時變性、非線性及復(fù)雜性增強(qiáng)，電力系統(tǒng)運(yùn)行面臨低慣性、寬頻振蕩、電壓頻率不穩(wěn)定等問題，需著力提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。風(fēng)電、光伏等在不同時間尺度均存在不穩(wěn)定性，需要擴(kuò)展多時間尺度儲能需求應(yīng)對電力系統(tǒng)在不同時間尺度的調(diào)節(jié)需求。
超短時間尺度（ms至s級）通過配置ms級響應(yīng)能力儲能提高系統(tǒng)一次調(diào)頻能力；短時間尺度（min至h級）通過配置min級響應(yīng)能力儲能重點(diǎn)解決新能源機(jī)組短時出力波動性帶來的系統(tǒng)頻率和潮流控制困難問題；日內(nèi)時間尺度通過配置可數(shù)h持續(xù)放電儲能重點(diǎn)解決風(fēng)電反調(diào)峰特性造成系統(tǒng)調(diào)峰壓力過大和光伏在負(fù)荷晚高峰無法頂峰等問題；多日、周時間尺度通過配置可持續(xù)放電1d及以上儲能重點(diǎn)解決新能源受極端氣象影響導(dǎo)致在較長時間尺度的電力供應(yīng)不足問題。
如圖1所示，以中國碳中和轉(zhuǎn)型路徑為基礎(chǔ)邊界對低儲能方案、基準(zhǔn)儲能方案和高儲能方案在新型電力系統(tǒng)不同階段的儲能需求進(jìn)行測算。新型電力系統(tǒng)不同建設(shè)階段和不同儲能方案下電源結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特性差異性導(dǎo)致對不同時間尺度儲能需求差異明顯，當(dāng)調(diào)整儲能方案時儲能需求也相應(yīng)調(diào)整。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)推進(jìn)，對短時、長時和超長時儲能需求均呈增長態(tài)勢，其中短時儲能需求增勢明顯，超長時儲能和長時儲能增勢相對較緩。
2 抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展分析
2.1 抽水蓄能和新型儲能現(xiàn)狀分析
2.1.1 規(guī)模布局
以新型電力系統(tǒng)儲能調(diào)節(jié)需求為導(dǎo)向推動儲能技術(shù)快速發(fā)展和儲能布局快速調(diào)整。如圖2所示，據(jù)中國能源研究會儲能專委會統(tǒng)計(jì)：截至2023年底，中國儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)86.5GW，近幾年新型儲能布局呈爆發(fā)式增長，抽水蓄能占比降到60%左右，儲能布局由完全以抽水蓄能為主導(dǎo)逐步向新型儲能傾斜，抽水蓄能和新型儲能并重發(fā)展趨勢明顯。
2.1.2 技術(shù)特性
儲能作為支撐電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到高度重視，技術(shù)裝備研發(fā)、示范項(xiàng)目建設(shè)高度活躍，儲能技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)百花齊放的新局面。
如圖3所示，各種儲能技術(shù)特性千差萬別，各有優(yōu)勢和不足。抽水蓄能持續(xù)放電時長達(dá)數(shù)h且可實(shí)現(xiàn)min級快速響應(yīng)，鑒于其顯著技術(shù)成熟度優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，抽水蓄能已實(shí)現(xiàn)廣泛商業(yè)化應(yīng)用；壓縮空氣儲能布局較抽水蓄能更加靈活，但成本和運(yùn)行效率不占優(yōu)勢，尚處于推廣應(yīng)用階段；鋰離子電池作為應(yīng)用最為廣泛的電化學(xué)儲能技術(shù)，具有布局靈活、快速響應(yīng)等優(yōu)勢，但經(jīng)濟(jì)性和安全性是制約其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素；鈉硫電池可快速響應(yīng)且持續(xù)放電時間較長，其發(fā)展同樣受到經(jīng)濟(jì)性和安全性的制約；液流電池可作為數(shù)十h持續(xù)放電儲能技術(shù)補(bǔ)充，具有快速響應(yīng)和持續(xù)放電時間長等優(yōu)勢，主要受成本過高制約仍處于推廣應(yīng)用階段；氫儲能基于其超長時間可持續(xù)放電優(yōu)勢將成為未來季節(jié)性能量調(diào)節(jié)的主力軍，當(dāng)前受制于其運(yùn)行效率和運(yùn)行成本制約尚未得到廣泛應(yīng)用；飛輪儲能、超導(dǎo)儲能和超級電容作為超短時間尺度儲能代表，均可實(shí)現(xiàn)ms級快速響應(yīng)，由于成本較高和應(yīng)用場景較少均未得到廣泛應(yīng)用。
2.1.3 商業(yè)模式
為增添儲能投資活力，通過“市場+非市場”手段豐富儲能商業(yè)模式、縮短儲能成本回收周期?；趪野l(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價格形成機(jī)制的意見》，抽水蓄能執(zhí)行“容量+電量”的兩部制電價，其中電量電價鼓勵通過競爭性方式形成。新型儲能商業(yè)模式多元，各省結(jié)合各自電力市場建設(shè)情況和“新能源+儲能”配置制定特色化成本疏導(dǎo)機(jī)制，如表1所示。
當(dāng)前新型儲能布局以“新能源+儲能”為主，該模式下新型儲能利用率和收益率相對較低，不利于新型儲能的規(guī)模化發(fā)展。抽水蓄能盈利情況相對可觀，有待融合抽水蓄能運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整新型儲能投資建設(shè)模式和運(yùn)營策略。
2.2 抽水蓄能和新型儲能發(fā)展分析
2.2.1 功能定位
當(dāng)前中國儲能布局重心仍為抽水蓄能和鋰離子電池，抽水蓄能主要解決4~10h系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，鋰離子電池主要解決≤4h系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求。在未來新型電力系統(tǒng)應(yīng)用場景復(fù)雜化、種類多樣化趨勢下，源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、荷側(cè)均需擴(kuò)展多時間尺度儲能需求，僅依靠抽水蓄能和鋰離子電池?zé)o法覆蓋全時間尺度調(diào)節(jié)需求，需與不同儲能技術(shù)的特性相結(jié)合，明確抽水蓄能和新型儲能在新型電力系統(tǒng)中的功能定位。
如圖4所示，新型電力系統(tǒng)超短時間尺度應(yīng)用場景包含輔助一次調(diào)頻、提供系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性、提高電能質(zhì)量等，要求儲能具有高功率、高響應(yīng)速度、高存儲/循環(huán)壽命、高功率密度和緊湊型的設(shè)備形態(tài)，重點(diǎn)關(guān)注飛輪儲能、超級電容儲能和超導(dǎo)儲能；新型電力系統(tǒng)短時間尺度應(yīng)用場景包含平滑風(fēng)光出力、跟蹤發(fā)電計(jì)劃、二次調(diào)頻、緩解設(shè)備堵塞、削峰填谷等，要求儲能具有一定規(guī)模、高循環(huán)壽命和便于集成的設(shè)備形態(tài)，重點(diǎn)關(guān)注電化學(xué)儲能；新型電力系統(tǒng)長時間尺度應(yīng)用場景主要包含電網(wǎng)削峰填谷、事故備用和負(fù)荷調(diào)節(jié)等，要求儲能規(guī)模較大、可實(shí)現(xiàn)深充深放、成本較低且具資源和環(huán)境友好性能，重點(diǎn)關(guān)注抽水蓄能、壓縮空氣儲能、液流電池和氫儲能。
2.2.2 發(fā)展研判
新型電力系統(tǒng)各調(diào)節(jié)需求場景對儲能性能要求提升，未來推進(jìn)各項(xiàng)儲能技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用尚在安全性、成本、長壽命等維度存在不同程度不足。不同儲能協(xié)同技術(shù)相對薄弱，儲能在電力系統(tǒng)中的作用未達(dá)預(yù)期效果。
技術(shù)層面，抽水蓄能主要存在地理?xiàng)l件限制性高和建設(shè)周期過長等問題，針對地理?xiàng)l件限制問題可創(chuàng)新小型抽水蓄能技術(shù)尤其是小型海水抽蓄技術(shù)，提升其在沿海地區(qū)的競爭力；針對建設(shè)周期過長問題可創(chuàng)新工程建設(shè)技術(shù)，攻關(guān)復(fù)雜地質(zhì)條件下筑壩成庫和滲流控制等重大技術(shù)。創(chuàng)新抽水蓄能發(fā)展方式，中東部地區(qū)利用流域梯級水庫電站建設(shè)混合式抽水蓄能電站，探索結(jié)合礦坑治理建設(shè)抽水蓄能電站等形式。抽水蓄能還需攻關(guān)超高水頭、超大容量和大容量變速機(jī)組技術(shù)，提升抽蓄的調(diào)峰、調(diào)頻支撐能力。壓縮空氣儲能需進(jìn)一步攻關(guān)先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能技術(shù)，提升壓縮空氣儲能的轉(zhuǎn)換效率和存儲容量，推進(jìn)百M(fèi)W級先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的示范應(yīng)用，降低壓縮空氣儲能成本。針對電化學(xué)儲能的通病—安全性和成本問題，應(yīng)著重攻關(guān)儲能安全技術(shù)和通過產(chǎn)業(yè)鏈降低成本，鋰離子電池通過研發(fā)應(yīng)用新型材料提升其能量密度和安全性能；液流電池重點(diǎn)攻關(guān)百M(fèi)W級儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；鈉離子電池則需開展高能量密度儲能技術(shù)試點(diǎn)示范。飛輪儲能需結(jié)合復(fù)合材料飛輪轉(zhuǎn)子提升其經(jīng)濟(jì)性，拓展高速電機(jī)、復(fù)合電力電子控制和陣列式運(yùn)行研究等提升其安全性。超級電容儲能和超導(dǎo)儲能同樣需進(jìn)一步開展復(fù)合材料應(yīng)用研究，提高其能量密度和功率密度。氫儲能需重點(diǎn)研發(fā)高溫固體氧化物電堆等關(guān)鍵設(shè)備及材料，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成水平，研發(fā)新型儲氫技術(shù)等。
協(xié)同層面，推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要抽水蓄能和新型儲能多層級協(xié)同出力，提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。但當(dāng)前抽水蓄能和新型儲能協(xié)同程度較低，基本僅在規(guī)劃層面考慮抽水蓄能和新型儲能的協(xié)同規(guī)劃。新型儲能受技術(shù)水平和成本等因素影響，發(fā)展和布局規(guī)模相對滯后，為推進(jìn)儲能規(guī)模化、市場化發(fā)展，可結(jié)合抽水蓄能的運(yùn)行和經(jīng)營相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，融合探索新型儲能運(yùn)行和經(jīng)營模式。通過創(chuàng)新發(fā)展多層級協(xié)同控制技術(shù)，構(gòu)建抽水蓄能和新型儲能多層級協(xié)同發(fā)展體系，推進(jìn)抽水蓄能和新型儲能同質(zhì)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)按需調(diào)用儲能，最大化發(fā)揮儲能在電力系統(tǒng)中的效用。
3 多維度多階段抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展建議
立足儲能發(fā)展現(xiàn)狀，適應(yīng)新型電力系統(tǒng)不同發(fā)展階段的調(diào)節(jié)需求、市場環(huán)境、儲能技術(shù)水平等多重因素變化，本文基于新型電力系統(tǒng)建設(shè)的3個階段，從規(guī)劃定位、技術(shù)創(chuàng)新、運(yùn)維管理、運(yùn)營策略4個方面，針對抽水蓄能和新型儲能如何協(xié)同提出多維度、多階段發(fā)展建議（如圖5所示），為企業(yè)制定儲能經(jīng)營策略提供戰(zhàn)略支撐，為儲能政策制定提供參考。
當(dāng)前階段到2030年，抽水蓄能仍占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，規(guī)劃層面系統(tǒng)對儲能的需求重心仍為抽水蓄能，在地理?xiàng)l件和建設(shè)周期受限情況下布局鋰離子電池作為補(bǔ)充；技術(shù)層面突破位置和安全問題，加強(qiáng)鋰離子電池性能、效率以及安全方面的研究，并大力推進(jìn)鈉離子電池、液流電池、壓縮空氣等高安全、長壽命、低成本儲能技術(shù)研發(fā)及示范，開展液態(tài)金屬電池、水系電池、氫儲能等先進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)布局；運(yùn)維層面結(jié)合儲能布局和不同儲能電站特性構(gòu)建一體化儲能集控中心，實(shí)現(xiàn)儲能群控群調(diào)和集中運(yùn)維；運(yùn)營層面抽水蓄能和新型儲能逐漸增量參與市場，抽水蓄能以兩部制電價為主逐步探索參與現(xiàn)貨電能量市場和跨省備用輔助服務(wù)市場，新型儲能由容量租賃為主逐步過渡到以提升利用率為目標(biāo)參與現(xiàn)貨電能量市場和調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)市場。
2030—2045年，新型儲能呈趕超抽水蓄能趨勢，規(guī)劃層面系統(tǒng)對儲能的需求重心擴(kuò)展到長時儲能，長時儲能技術(shù)聚焦液流電池，并布局壓縮空氣儲能和鈉離子電池儲能分別作為抽水蓄能和鋰離子電池的補(bǔ)充；技術(shù)層面突破成本和長時問題，積極推動超短時儲能和超長時儲能布局，重點(diǎn)聚焦飛輪儲能和氫儲能技術(shù)研發(fā)；運(yùn)維層面進(jìn)一步提升儲能電站安全防控及智能運(yùn)維能力，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維和常規(guī)運(yùn)維融合；運(yùn)營層面容量市場逐步取代容量電價核定，擴(kuò)大抽水蓄能和新型儲能參與市場規(guī)模，抽水蓄能和新型儲能以收益最大化為目標(biāo)探索參與容量市場、現(xiàn)貨電能量市場和輔助服務(wù)市場模式。
2045—2060年，儲能布局滿足全時段多功能調(diào)節(jié)需求，規(guī)劃層面系統(tǒng)擴(kuò)展對ms級響應(yīng)儲能布局，長時儲能技術(shù)擴(kuò)展聚焦氫儲能，超短時儲能技術(shù)聚焦飛輪儲能和超級電容；技術(shù)層面突破全時段調(diào)節(jié)問題，實(shí)現(xiàn)各儲能技術(shù)均衡發(fā)展；運(yùn)維層面推進(jìn)人工智能+儲能集控中心建設(shè)，全面優(yōu)化儲能運(yùn)維能力；運(yùn)營層面該階段現(xiàn)貨市場建設(shè)成熟，抽水蓄能和新型儲能全面參與市場。
3.1 規(guī)劃定位
適應(yīng)新型電力系統(tǒng)階段性電源結(jié)構(gòu)調(diào)整和儲能需求變化，確定對不同儲能技術(shù)的規(guī)劃定位（如圖6所示）。
當(dāng)前到2030年新能源裝機(jī)比例相對較低，儲能主要滿足系統(tǒng)日內(nèi)平衡的調(diào)節(jié)需求，對儲能規(guī)劃聚焦在10h以內(nèi)的儲能技術(shù)。該階段下抽水蓄能在4~10h可持續(xù)放電儲能技術(shù)中具有絕對的成本和效率優(yōu)勢；鋰離子電池在≤4h可持續(xù)放電儲能技術(shù)中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。該階段儲能投資規(guī)劃主體仍為抽水蓄能和鋰離子電池。
2030—2045年新能源逐步成為主體電源，儲能需要滿足系統(tǒng)日以上時間尺度的平衡調(diào)節(jié)需求，對儲能規(guī)劃擴(kuò)充10h以上的儲能技術(shù)。該階段10h以上可持續(xù)放電儲能技術(shù)中液流電池具有相對優(yōu)勢；4~10h可持續(xù)放電儲能技術(shù)中壓縮空氣儲能得到進(jìn)一步發(fā)展，度電成本和效率同抽水蓄能處于相當(dāng)水平；≤4h可持續(xù)放電儲能技術(shù)中鈉離子電池由于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，度電成本和效率同鋰離子電池處于相當(dāng)水平。該階段除需保持抽水蓄能和鋰離子電池的投資規(guī)劃外，需額外擴(kuò)展對液流電池、壓縮空氣儲能和鈉離子電池的投資規(guī)劃。
2045—2060年新能源逐步成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源，對儲能快速調(diào)節(jié)性能的要求進(jìn)一步提升，對儲能規(guī)劃擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)ms級響應(yīng)的儲能技術(shù)。該階段10h以上可持續(xù)放電儲能技術(shù)中氫儲能作為超長時儲能技術(shù)代表得到廣泛應(yīng)用；可ms級快速響應(yīng)儲能技術(shù)中，飛輪儲能和超級電容與其他儲能技術(shù)混合應(yīng)用更加普遍。該階段除保持抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池等儲能技術(shù)投資規(guī)劃外，需額外擴(kuò)展對氫儲能、超級電容和飛輪儲能的投資規(guī)劃。
3.2 技術(shù)創(chuàng)新
針對抽水蓄能與新型儲能技術(shù)、裝備與應(yīng)用等多重需求，以技術(shù)創(chuàng)新為先，融合大數(shù)據(jù)開展儲能前沿技術(shù)攻關(guān)，開展儲能安全關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，開展儲能控制應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)，為大規(guī)模發(fā)展儲能提供技術(shù)支撐，如圖7所示。
以“位置和安全”—“成本和長時”—“全時段”為導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)儲能技術(shù)問題逐個突破，研發(fā)變速抽水蓄能、海水抽水蓄能等關(guān)鍵技術(shù)與裝備，研發(fā)液流電池、鈉離子電池、壓縮空氣、液態(tài)金屬電池、氫儲能等新興儲能技術(shù)；研發(fā)抽水蓄能聯(lián)合新型儲能的協(xié)同控制技術(shù)，增強(qiáng)儲能在多場景下的靈活調(diào)度能力，強(qiáng)化多元儲能在電力系統(tǒng)多場景應(yīng)用，提升抽水蓄能同新型儲能協(xié)同程度；推動儲能狀態(tài)在線監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生、故障識別、安全預(yù)警等技術(shù)研發(fā)，融合數(shù)字化技術(shù)研發(fā)推動多元儲能示范應(yīng)用；研發(fā)儲能全壽命周期應(yīng)用安全技術(shù)，開展本質(zhì)安全的儲能系統(tǒng)集成技術(shù)研究，建立健全儲能電站全生命周期安全標(biāo)準(zhǔn)體系，制定儲能裝備安全評價與認(rèn)證實(shí)施規(guī)則，促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
3.3 運(yùn)維管理
按照“精簡、高效、集約”思路，推動抽水蓄能和新型儲能電站的集中控制、集中運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理數(shù)字化、智能化，降低運(yùn)維成本，提升效率。
推行集中控制。構(gòu)建抽水蓄能聯(lián)合新型儲能一體化儲能集控中心，實(shí)現(xiàn)所轄儲能電站“全面可觀、精確可測、高度可控”，助力生產(chǎn)領(lǐng)域運(yùn)行集約化專業(yè)化管理；從“屬地分散”到“遠(yuǎn)程集中”，通過群控群調(diào)，全面提升抽水蓄能和新型儲能聯(lián)合控制效率和響應(yīng)能力。
推行集中運(yùn)維?；谝惑w化儲能集控中心，通過儲能電站“一體監(jiān)控、群控群調(diào)、智能告警、RCM分析”等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化檢修策略，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險、效能和成本的綜合最優(yōu)，降低檢修維護(hù)人員的運(yùn)維難度，提升儲能電站設(shè)備安全生產(chǎn)水平，降低經(jīng)營管理成本。
提升數(shù)智化水平。研究人工智能算法、數(shù)據(jù)可視化分析挖掘、交互等關(guān)鍵技術(shù)，融合人工智能技術(shù)助力儲能集中控制和集中運(yùn)維，以數(shù)據(jù)驅(qū)動儲能電站科學(xué)決策，降低儲能電站故障率，減少運(yùn)維檢修成本。
3.4 運(yùn)營策略
抽水蓄能和新型儲能收益來源同電價機(jī)制和電力市場開展情況密切相關(guān)，基于現(xiàn)貨市場成熟度調(diào)整抽蓄和新型儲能運(yùn)營策略，如圖8所示。
縱觀中國抽水蓄能和新型儲能盈利模式，抽水蓄能采用兩部制電價獲取收益，新型儲能收益相對多樣化，“新能源容量租賃+調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償租賃費(fèi)”或“新能源容量租賃+現(xiàn)貨市場價差”為獨(dú)立儲能主流商業(yè)模式，火儲聯(lián)合調(diào)頻收益也相對可觀。當(dāng)前來看抽水蓄能還應(yīng)以兩部制電價為主，現(xiàn)貨價差進(jìn)一步增大情況下逐漸增量探索參與現(xiàn)貨電能量市場和跨省備用輔助服務(wù)市場。
新型儲能方面結(jié)合區(qū)域政策和市場開展情況，當(dāng)前火電廠配儲通過參與調(diào)頻輔助市場盈利，獨(dú)立儲能主要通過容量租賃和參與現(xiàn)貨電能量市場或獲取輔助服務(wù)補(bǔ)償獲利，隨著容量補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)一步完善，容量租賃比例降低，逐步轉(zhuǎn)為同步參與現(xiàn)貨電能量市場、調(diào)頻輔助服務(wù)市場、調(diào)峰輔助服務(wù)市場和跨省備用等輔助服務(wù)市場。
4 結(jié)論
本文結(jié)合構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下電力系統(tǒng)運(yùn)行的儲能協(xié)同需求分析，以抽水蓄能和新型儲能發(fā)展現(xiàn)狀研判未來發(fā)展方向，并就企業(yè)角度如何適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)展開抽水蓄能和新型儲能協(xié)同發(fā)展提出建議，得出以下結(jié)論。
1）新型電力系統(tǒng)中高比例新能源和電力電子裝備接入，系統(tǒng)復(fù)雜程度加深、不確定性增強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行擴(kuò)展多時間尺度靈活調(diào)節(jié)資源需求；且隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程推進(jìn)，電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不同時間尺度調(diào)節(jié)資源隨之進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
2）從中國近年抽水蓄能和新型儲能布局規(guī)模趨勢來看，新型儲能在儲能中的占比逐漸增大，抽水蓄能和新型儲能并重、實(shí)現(xiàn)儲能多元化發(fā)展趨勢明顯，需要多維度提升抽水蓄能和新型儲能協(xié)同水平，提升儲能在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)作用。
3）企業(yè)協(xié)同發(fā)展抽水蓄能和新型儲能仍需適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程，立足系統(tǒng)對儲能的規(guī)劃定位，創(chuàng)新發(fā)展儲能技術(shù)，融合數(shù)字化技術(shù)提升運(yùn)維能力和效率，融合市場開展情況和政策情況優(yōu)化運(yùn)營策略，從規(guī)劃、技術(shù)、運(yùn)維、運(yùn)營全方位考慮抽水蓄能和新型儲能協(xié)同，從而達(dá)到提升綜合運(yùn)營收益的目的，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
