中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：分布式發(fā)電能夠充分利用可再生能源，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要舉措，也是集中式發(fā)電的有效補(bǔ)充。作為第三次工業(yè)革命的重要特征之一，分布式發(fā)電尤其是分布式光伏發(fā)電飛速發(fā)展，至2014年底，我國(guó)分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)8GW，并且新一輪電力體制改革力推分布式能源。
中央發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》（中發(fā)[2015]第9號(hào)）明確規(guī)定“允許擁有分布式電源的用戶(hù)或微網(wǎng)參與電力交易”，“全面開(kāi)放用戶(hù)側(cè)分布式電源市場(chǎng)，積極開(kāi)展分布式電源項(xiàng)目的各類(lèi)試點(diǎn)和示范”，可以預(yù)見(jiàn)分布式發(fā)電將擁有更廣闊的發(fā)展空間。然而可再生能源發(fā)電的特性對(duì)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定、可靠性和電能質(zhì)量將產(chǎn)生影響。
針對(duì)該問(wèn)題，當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域中的重要補(bǔ)充作用已基本得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向功率能力和靈活調(diào)節(jié)特性可以提高系統(tǒng)對(duì)分布式電源的接納能力。隨著儲(chǔ)能技術(shù)日益成熟、成本不斷降低，以及未來(lái)智能配電網(wǎng)的發(fā)展，其在促進(jìn)分布式電源消納領(lǐng)域?qū)碛懈鼜V闊的應(yīng)用前景。
本文首先介紹了儲(chǔ)能本體技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀，歸納了儲(chǔ)能在促進(jìn)分布式可再生能源消納方面的應(yīng)用情況，并從應(yīng)用技術(shù)、評(píng)估技術(shù)和本體技術(shù)層面對(duì)其未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了探討。
1 儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀
儲(chǔ)能技術(shù)包含本體技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)，本體技術(shù)是儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)。儲(chǔ)能本體形式按照能量?jī)?chǔ)存形式，可以分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能?；瘜W(xué)儲(chǔ)能目前來(lái)看主要有電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等；電化學(xué)儲(chǔ)能又包括鋰離子電池、液流電池、鉛酸電池、鈉硫電池等典型的二次電池體系，以及新興的二次電池體系（鈉離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等）。
對(duì)于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言，儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本技術(shù)特征體現(xiàn)在功率等級(jí)及其作用時(shí)間上，儲(chǔ)能的作用時(shí)間是區(qū)別于電力系統(tǒng)傳統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的顯著標(biāo)志，是儲(chǔ)能技術(shù)價(jià)值的重要體現(xiàn)，是特有的技術(shù)特征。儲(chǔ)能所擁有的這一獨(dú)特技術(shù)特征將改變現(xiàn)有電力系統(tǒng)供需瞬時(shí)平衡的傳統(tǒng)模式，在能源革命中發(fā)揮重要作用。
儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用涉及發(fā)輸配用各個(gè)環(huán)節(jié)，在促進(jìn)集中式和分布式可再生能源消納領(lǐng)域的應(yīng)用已備受關(guān)注。其中在集中式可再生能源領(lǐng)域應(yīng)用的項(xiàng)目數(shù)、裝機(jī)容量占比均最大，增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)最明顯，在分布式可再生能源領(lǐng)域應(yīng)用的項(xiàng)目數(shù)占比增長(zhǎng)速率較快。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來(lái)全球MW級(jí)以上規(guī)模的儲(chǔ)能示范工程約190個(gè)，其中超過(guò)120個(gè)與電化學(xué)儲(chǔ)能相關(guān)，主要儲(chǔ)能類(lèi)型項(xiàng)目數(shù)占比如圖1所示。這些項(xiàng)目均以電池作為主要裝置載體，采用的電池類(lèi)型包括鈉硫、液流、鋰離子、鉛酸等，國(guó)際上各示范工程對(duì)儲(chǔ)能本體的選型表明現(xiàn)階段電化學(xué)儲(chǔ)能的技術(shù)基礎(chǔ)積累優(yōu)于其他類(lèi)型的儲(chǔ)能技術(shù)。
從電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)容量方面分析，MW級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目中主要類(lèi)型儲(chǔ)能總裝機(jī)增長(zhǎng)趨勢(shì)如圖2所示。圖2顯示：鋰離子電池儲(chǔ)能前期裝機(jī)容量小，自2012年后，其裝機(jī)容量得到大幅提升，在電池儲(chǔ)能中位列最高。鉛酸電池自2012年后處于停滯狀態(tài)，鈉硫裝機(jī)容量在2011年之后位居第一，之后增長(zhǎng)緩慢。
從圖2中可看出，在電化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中，以鋰離子電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目數(shù)、裝機(jī)容量占比最高，達(dá)48%，增長(zhǎng)幅度也最快，可以預(yù)見(jiàn)鋰離子電池仍將是應(yīng)用最廣的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。
圖1 主要儲(chǔ)能類(lèi)型項(xiàng)目數(shù)占比
圖2 MW級(jí)儲(chǔ)能項(xiàng)目中主要類(lèi)型儲(chǔ)能總裝機(jī)增長(zhǎng)趨勢(shì)
目前，各種儲(chǔ)能的技術(shù)發(fā)展水平各有不同，在集成功率等級(jí)、持續(xù)放電時(shí)間、能量轉(zhuǎn)換效率、循環(huán)壽命、功率/能量密度及成本等方面均有差異，主要儲(chǔ)能技術(shù)參數(shù)見(jiàn)附表1。
2 分布式可再生能源領(lǐng)域中的儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀
分布式電源的接入促進(jìn)了電能與其他能源的融合和轉(zhuǎn)換，促進(jìn)了多種能源的互補(bǔ)和高效利用。電力、天然氣、熱能、氫能、生物質(zhì)能等多種一次和二次能源將在用戶(hù)側(cè)得到綜合利用，聯(lián)合提供用戶(hù)所需的終端用能服務(wù)。
而分布式電源的接入使配電網(wǎng)變成有源電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃、并網(wǎng)管理、運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)服務(wù)等提出了很大的挑戰(zhàn)。主動(dòng)配電網(wǎng)（ActiveDistribution Network, ADN）有機(jī)整合先進(jìn)信息通信、電力電子及智能控制等技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)分布式可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)與高效利用提供了一種有效解決方案[17]。而儲(chǔ)能技術(shù)作為主動(dòng)配電網(wǎng)的必要環(huán)節(jié)，通過(guò)與分布式電源一同并入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)起到支撐作用，圖3為儲(chǔ)能技術(shù)促進(jìn)分布式發(fā)電并網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在促進(jìn)分布式可再生能源發(fā)電靈活接入和高效利用中的作用主要有：①抑制分布式電源的功率波動(dòng)，減少分布式電源對(duì)用戶(hù)電能質(zhì)量的影響；②為未來(lái)可能出現(xiàn)的直流配電網(wǎng)及直流用電設(shè)備的應(yīng)用提供支持；③增強(qiáng)配電網(wǎng)潮流、電壓控制及自恢復(fù)能力，提高配電網(wǎng)對(duì)分布式發(fā)電的接納能力；④提供時(shí)空功率和能量調(diào)節(jié)能力，提高配電設(shè)施利用效率，優(yōu)化資源配置。
圖3 基于直流母線(xiàn)方式的分布式發(fā)電系統(tǒng)
微網(wǎng)將分布式發(fā)電裝置、負(fù)荷、儲(chǔ)能以及控制裝置有機(jī)結(jié)合接入中低壓配電系統(tǒng)中。既可與電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，也可在電網(wǎng)故障或需要時(shí)與主網(wǎng)斷開(kāi)單獨(dú)運(yùn)行，是分布式可再生能源有效利用的重要形式。
圖4為典型的微網(wǎng)拓?fù)?/span>結(jié)構(gòu)，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、燃料電池和蓄電池等多種微電源形式。
儲(chǔ)能是微電網(wǎng)中的必要元件，在微電網(wǎng)的運(yùn)行管理中發(fā)揮如下重要作用：①實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率控制，滿(mǎn)足電網(wǎng)的管理要求；②作為主電源，維持微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)電壓和頻率的穩(wěn)定；③為微電網(wǎng)提供快速的功率支持，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行模式的靈活切換；④參與微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化管理，兼顧不同類(lèi)型分布式電源及負(fù)荷的輸出特性，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行。
圖4 經(jīng)典微網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
不同工況提出的儲(chǔ)能技術(shù)需求不同，應(yīng)結(jié)合儲(chǔ)能本體的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行儲(chǔ)能選型。按照放電時(shí)間尺度劃分，儲(chǔ)能技術(shù)可分為功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能。功率型儲(chǔ)能適用于短時(shí)間內(nèi)對(duì)功率需求較高的場(chǎng)合，如微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)暫態(tài)支撐。能量型儲(chǔ)能適用于對(duì)能量需求較高的場(chǎng)合，如抑制分布式電源的功率波動(dòng)、提升分布式能源匯聚效應(yīng)等，見(jiàn)表1。
表1 儲(chǔ)能技術(shù)劃分
國(guó)際上，美國(guó)、日本、歐洲很多國(guó)家和地區(qū)都在儲(chǔ)能提高分布式能源利用率、新型智能用電等方面展開(kāi)了積極的示范，驗(yàn)證了儲(chǔ)能在調(diào)峰、調(diào)頻、應(yīng)急供電的作用。從國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況來(lái)看，示范應(yīng)用場(chǎng)景主要包括用于新能源的并網(wǎng)發(fā)電、配電網(wǎng)的削峰填谷、分布式電源以及電能質(zhì)量改善等。目前這些項(xiàng)目還處于儲(chǔ)能系統(tǒng)功能驗(yàn)證的示范運(yùn)行階段。
從國(guó)內(nèi)外應(yīng)用示范所展示或驗(yàn)證的應(yīng)用功能來(lái)看，儲(chǔ)能系統(tǒng)在融合分布式電源方面主要取得的成果包括以下幾個(gè)方面：
（1）儲(chǔ)能融合多能源接入能力應(yīng)用。
國(guó)際上，日本、美國(guó)、韓國(guó)等利用儲(chǔ)能平滑風(fēng)電場(chǎng)或光伏出力波動(dòng)，抑制可再生發(fā)電爬坡率，提高可再生能源的利用率。韓國(guó)濟(jì)州島風(fēng)/光/儲(chǔ)/柴聯(lián)合應(yīng)用項(xiàng)目最具代表性，該項(xiàng)目配置了0.1MW/2h的全釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，借助儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向功率調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)了多能有效互補(bǔ)應(yīng)用，提出了相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制策略，但能源類(lèi)型相對(duì)較少，未能反映儲(chǔ)能技術(shù)在主網(wǎng)與微網(wǎng)互動(dòng)中的作用。
在國(guó)內(nèi)，位于舟山海島的風(fēng)/光/儲(chǔ)/海/柴項(xiàng)目配置了多類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括200kW/120F的超級(jí)電容器儲(chǔ)能與1MW/500kW·h的鋰離子電池儲(chǔ)能。通過(guò)研究多類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略實(shí)現(xiàn)平抑風(fēng)光功率波動(dòng)及負(fù)荷調(diào)平功能，提升了風(fēng)電或光伏跟蹤日前調(diào)度計(jì)劃能力，但在應(yīng)對(duì)多類(lèi)型負(fù)荷及新型用電方式情況下的功能未展開(kāi)示范驗(yàn)證。
（2）儲(chǔ)能提高用戶(hù)新型用電能力應(yīng)用。
國(guó)際上，美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)示范項(xiàng)目使用戶(hù)有機(jī)會(huì)管理其電能消耗及預(yù)算，成為“生產(chǎn)消費(fèi)者”或利用移動(dòng)式儲(chǔ)能參與負(fù)荷用電管理。其中尤以美國(guó)夏威夷大學(xué)智能電網(wǎng)和能量存儲(chǔ)示范項(xiàng)目為最，其將1MW/1MW·h鋰離子電池系統(tǒng)被安裝于變電站中，用以減少變壓器的高峰負(fù)荷。并實(shí)施分布式電源/儲(chǔ)能裝置/微網(wǎng)/不同特性用戶(hù)（含電動(dòng)汽車(chē)等移動(dòng)電力用戶(hù)）接入和統(tǒng)一監(jiān)控，用以展示儲(chǔ)能系統(tǒng)在配網(wǎng)的協(xié)同調(diào)度，通過(guò)基于儲(chǔ)能相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)提高用戶(hù)新型用電能力。
在國(guó)內(nèi)，最具代表性的為中新天津生態(tài)城，它利用儲(chǔ)能系統(tǒng)參與用電側(cè)電能管理，將負(fù)荷分為不可控負(fù)荷、可控負(fù)荷和可切負(fù)荷不同級(jí)別，并配以不同功率等級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。將源-荷有機(jī)地整合在一起，使之變?yōu)殡娋W(wǎng)中的一個(gè)可控單元，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的特定需求。
通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)使負(fù)荷變?yōu)橛押眯陀秒娯?fù)荷，提升了用電靈活互動(dòng)能力，降低了大量分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜程度，提升了供電可靠性和供電質(zhì)量。
（3）提升分布式能源匯聚效應(yīng)能力應(yīng)用。
國(guó)際上，美國(guó)、日本、意大利等國(guó)利用分布式儲(chǔ)能減少可再生能源發(fā)電引起的潮流變化，使變電站與上級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行可控的能量交換，或通過(guò)熱儲(chǔ)能為用戶(hù)提供供冷、供熱綜合服務(wù)。其中基于車(chē)網(wǎng)（Vehicle to Grid, V2G）融合技術(shù)的理念，日本東京電力公司提出的“BESS SCADA”，對(duì)分布在配電網(wǎng)和用戶(hù)側(cè)的儲(chǔ)能單元進(jìn)行集中的管理和控制。通過(guò)對(duì)大量?jī)?chǔ)能單元的統(tǒng)一管理和控制，形成大規(guī)模的儲(chǔ)能能力，但控制上還有欠缺，未充分體現(xiàn)雙向互動(dòng)。
目前國(guó)內(nèi)針對(duì)儲(chǔ)能匯聚效應(yīng)的工程還未開(kāi)展，在薛家島電動(dòng)汽車(chē)工程示范中基于V2G理念做了類(lèi)似的嘗試，配套建設(shè)的集中充電站可同時(shí)為360輛乘用車(chē)電池充電。在儲(chǔ)放功能上，可實(shí)現(xiàn)低谷時(shí)存儲(chǔ)電能，在用電高峰和緊急情況下向電網(wǎng)釋放電量，峰谷調(diào)節(jié)負(fù)荷7 020kW，最大可達(dá)10 520kW。但是切入點(diǎn)單一，缺乏基于能源互聯(lián)系統(tǒng)層面的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能匯聚效應(yīng)的統(tǒng)一規(guī)劃和全面部署。
綜上所述，國(guó)內(nèi)外示范工程中，接入新能源種類(lèi)局限在1～2種，儲(chǔ)能主體以能量型居多，其中又以電化學(xué)儲(chǔ)能為主導(dǎo)?，F(xiàn)有示范工程中儲(chǔ)能系統(tǒng)在提供電網(wǎng)輔助服務(wù)、平抑風(fēng)電波動(dòng)、實(shí)現(xiàn)風(fēng)光多能互補(bǔ)、提高分布式系統(tǒng)供電可靠性等方面都得到了運(yùn)用。
但兼具幾種功能的綜合演示鮮見(jiàn)報(bào)道，與能源互聯(lián)網(wǎng)概念結(jié)合不夠，未充分利用儲(chǔ)能的聚合效應(yīng)和雙向調(diào)節(jié)能力，不能完全適應(yīng)源-荷協(xié)同管理、終端用戶(hù)和電網(wǎng)的靈活互動(dòng)，且儲(chǔ)能功能較為單一。
局限在單純的新能源接入、參與新型用戶(hù)用電、分散式能源匯聚等各種單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究和工程示范，鮮有在一個(gè)區(qū)域中進(jìn)行集成多種分布式能源和多種儲(chǔ)能技術(shù)，并且對(duì)其能源的管理，缺乏自上而下的總體設(shè)計(jì)。
國(guó)內(nèi)與國(guó)外相比，雖在儲(chǔ)能本體的原創(chuàng)技術(shù)上總體落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，但在儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)特別是化學(xué)電池儲(chǔ)能示范應(yīng)用方面處于國(guó)際先進(jìn)水平。“十二五”期間由國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)，在儲(chǔ)能領(lǐng)域取得了顯著成績(jī)，建成了天津生態(tài)城綜合示范、上海世博園、張北風(fēng)光儲(chǔ)綜合示范工程等具有影響力的項(xiàng)目。
但這些技術(shù)也只是一個(gè)區(qū)域內(nèi)實(shí)施了單項(xiàng)技術(shù)，缺少系統(tǒng)性的多種能源接入與分布式儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)的集成。
在技術(shù)推廣過(guò)程中也暴露出一些不足。
第一，我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)儲(chǔ)能基礎(chǔ)理論研究落后于應(yīng)用技術(shù)研究，缺乏從第三次工業(yè)革命儲(chǔ)能支柱性角度進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，多數(shù)應(yīng)用利用已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，沒(méi)有形成系統(tǒng)化的理論體系做支撐。
第二，對(duì)分布式儲(chǔ)能關(guān)鍵控制技術(shù)的研究多以工程實(shí)用為導(dǎo)向，原理上的研究不夠深入，與信息物理融合技術(shù)的發(fā)展并不緊密。
第三，儲(chǔ)能關(guān)鍵裝置的研究應(yīng)該以需求為導(dǎo)向，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的儲(chǔ)能接入裝置，與能源互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的力度有待提升。
第四，儲(chǔ)能系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)智能用電的交互影響及作用方面，研究尚不充分。這些問(wèn)題與不足都應(yīng)在“十三五”期間加以重視。
3 儲(chǔ)能在分布式可再生能源領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)
3.1 本體技術(shù)選擇依據(jù)及對(duì)策
3.1.1 評(píng)價(jià)要素
基于近幾年來(lái)關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)的研究工作，歸納出大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素，并提出規(guī)模等級(jí)、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)成本以及技術(shù)形態(tài)這四項(xiàng)指標(biāo)，用于判斷適于規(guī)?；l(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)類(lèi)型。
未來(lái)廣泛用于電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)，至少需要達(dá)到MW級(jí)、MW?h級(jí)的規(guī)模，而對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平來(lái)說(shuō)，抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和電池儲(chǔ)能、熔融鹽蓄熱、氫儲(chǔ)能具備MW級(jí)或MW?h級(jí)的規(guī)模，而飛輪、超導(dǎo)及超級(jí)電容器儲(chǔ)能很難達(dá)到MW?h量級(jí)。
安全與可靠始終是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，MW級(jí)、MW?h級(jí)規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)將對(duì)安全與可靠性提出更高的要求。儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全問(wèn)題，與儲(chǔ)能系統(tǒng)本身的材料體系、結(jié)構(gòu)布局以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所考慮的安全措施等因素相關(guān)。
尤其對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)而言，由于在應(yīng)用過(guò)程中往往需要通過(guò)串并聯(lián)成組設(shè)計(jì)將電池單體組成電池模塊及電池系統(tǒng)才能滿(mǎn)足應(yīng)用需求，所以電池系統(tǒng)內(nèi)部各單體電池的性能一致性問(wèn)題，也成為影響電池系統(tǒng)安全性與可靠性的又一個(gè)因素。
在技術(shù)水平方面，首先，轉(zhuǎn)換效率和循環(huán)壽命是兩個(gè)重要指標(biāo)，它們影響儲(chǔ)能系統(tǒng)總成本。低效率會(huì)增加有效輸出能源的成本，低循環(huán)壽命因?qū)е滦枰哳l率的設(shè)備更新而增加總成本。其次，在具體應(yīng)用中，影響儲(chǔ)能系統(tǒng)比能量的儲(chǔ)能設(shè)備體積和質(zhì)量也是考慮因素。體積能量密度影響占地面積和空間，質(zhì)量能量密度則反應(yīng)了對(duì)設(shè)備載體的要求。
在經(jīng)濟(jì)成本方面，現(xiàn)有電價(jià)機(jī)制和政策環(huán)境下，單就儲(chǔ)能技術(shù)的成本來(lái)講遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足商業(yè)應(yīng)用的需求。以風(fēng)電應(yīng)用為例，配套的儲(chǔ)能設(shè)施單位kW投資成本幾乎都超出了風(fēng)電的單位投資成本，同時(shí)大規(guī)?；膬?chǔ)能系統(tǒng)還要考慮相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)成本。
因此，所關(guān)注的規(guī)?；茝V的儲(chǔ)能技術(shù)必須具備經(jīng)濟(jì)前瞻性，也就是說(shuō)應(yīng)該具備大幅降價(jià)空間，或者從長(zhǎng)時(shí)期來(lái)看具有一定顯性的經(jīng)濟(jì)效益，否則很難推廣普及。
衡量一種儲(chǔ)能技術(shù)能否得到大規(guī)模推廣運(yùn)用的第四項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)是儲(chǔ)能系統(tǒng)能否以設(shè)備或工程形態(tài)（批量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，便于安裝、運(yùn)行與維護(hù)）運(yùn)用在電力系統(tǒng)中。在眾多儲(chǔ)能方式中，電池儲(chǔ)能是契合設(shè)備形態(tài)需求較好的儲(chǔ)能技術(shù)類(lèi)型。
就目前儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展水平而言，實(shí)現(xiàn)在電力系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，期望儲(chǔ)能效率大于95%，充放電循環(huán)壽命超過(guò)10 000次，儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模可達(dá)到10MW?h以上，并具有較高的安全性。在上述基準(zhǔn)下，當(dāng)前各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀如圖5所示。
從對(duì)比效果來(lái)看，各種儲(chǔ)能技術(shù)互有短板，距期望值有一定差距，其中鋰電池與應(yīng)用指標(biāo)差距最大的是壽命和成本，液流電池與應(yīng)用指標(biāo)差距最大的是效率和成本。
圖5 儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀雷達(dá)圖
在促進(jìn)新能源消納領(lǐng)域，單一儲(chǔ)能配置，從技術(shù)角度可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的多種功能應(yīng)用。但是從經(jīng)濟(jì)性角度，并非優(yōu)化方案，需要在實(shí)際配置中考慮各類(lèi)型儲(chǔ)能的工況適應(yīng)性，采用多元復(fù)合儲(chǔ)能方案，使不同的儲(chǔ)能技術(shù)之間可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到投資和運(yùn)行成本最優(yōu)。
到2020年，各項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展期望如圖6所示。
圖6 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展期望雷達(dá)圖
3.1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展路線(xiàn)
我國(guó)提出了在2020年之前，針對(duì)鋰離子電池、全釩液流電池等的研究方向、預(yù)期目標(biāo)。日本NEDO發(fā)布的關(guān)于鋰離子電池至2030年技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖中，詳細(xì)說(shuō)明了鋰離子電池在未來(lái)20年內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)指標(biāo)，并明確列出研發(fā)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，為我國(guó)相關(guān)電池技術(shù)的發(fā)展提供了良好的參考依據(jù)。
美國(guó)DOE于2010年底發(fā)布的關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用研究的最新報(bào)告中，也針對(duì)各種儲(chǔ)能技術(shù)，詳細(xì)提出在未來(lái)5～20年中的技術(shù)發(fā)展方向與投資成本目標(biāo)等，并確定超級(jí)鉛酸與先進(jìn)鉛酸電池、鋰離子電池、硫基電池、液流電池、功率型儲(chǔ)能電池以及金屬空氣電池、液金屬電池、鋰硫電池、先進(jìn)壓縮空氣等作為其重點(diǎn)關(guān)注的儲(chǔ)能技術(shù)類(lèi)型。
3.1.3 本體技術(shù)攻關(guān)對(duì)策
目前儲(chǔ)能應(yīng)用對(duì)本體技術(shù)的特征需求（規(guī)模、壽命、安全、成本和效率）與目前的本體技術(shù)水平還有一定差距，儲(chǔ)能技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用。因此，一方面要提升現(xiàn)有本體技術(shù)水平，挖掘其技術(shù)潛力，逐步縮短與儲(chǔ)能應(yīng)用需求之間的差距；另一方面要探索研究新型的儲(chǔ)能技術(shù)，關(guān)注發(fā)展前景好、技術(shù)潛力大、具有相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的新型一代本體技術(shù)。
結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)研究水平、國(guó)內(nèi)外關(guān)于電池技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃及資源條件等幾個(gè)方面的因素，應(yīng)該將鋰離子電池作為重點(diǎn)攻關(guān)方向。重點(diǎn)關(guān)注并開(kāi)展液流和鉛炭電池相關(guān)研究，積極關(guān)注并適時(shí)切入熔融鹽蓄熱和氫儲(chǔ)能，跟蹤并把握鈉硫電池、壓縮空氣、飛輪等技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
3.2 應(yīng)用技術(shù)
（1）儲(chǔ)能支撐多能源高效融合效應(yīng)日益顯現(xiàn)。能源生產(chǎn)者、消費(fèi)者和二者兼具的能源生產(chǎn)消費(fèi)者，分層分散接入，種類(lèi)繁多，構(gòu)成城市能源局域網(wǎng)。能源管理和控制運(yùn)行呈現(xiàn)出分散自治和集中協(xié)調(diào)相結(jié)合的模式。
（2）儲(chǔ)能系統(tǒng)功能由單一走向多元。儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景日益豐富，作用時(shí)間覆蓋從s級(jí)到h級(jí)，由單一功能向融合多能源+新型用電等多元復(fù)合功能過(guò)渡。緊湊型、模塊化和響應(yīng)快是儲(chǔ)能裝置的發(fā)展方向。
（3）分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)促進(jìn)終端用戶(hù)用電方式多樣化。隨著用電需求多樣化，不同電壓等級(jí)下交直流用戶(hù)共存，通過(guò)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)終端用戶(hù)供用電關(guān)系轉(zhuǎn)換、用能設(shè)備的能量緩沖、靈活互動(dòng)以及智能交互是技術(shù)主流。
（4）分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮。儲(chǔ)能系統(tǒng)匯聚效應(yīng)在電動(dòng)汽車(chē)V2G運(yùn)行模式已得到初步顯現(xiàn)，隨著分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)?；占埃谛履茉唇尤?、用戶(hù)互動(dòng)等方面的聚合作用會(huì)逐步凸顯。
（5）動(dòng)力電池梯次利用試點(diǎn)逐步展開(kāi)。隨著動(dòng)力電池篩選、重組技術(shù)、電池管理技術(shù)的進(jìn)步及梯次利用電池的適應(yīng)工況研究，退役動(dòng)力電池在融合分布式可再生能源領(lǐng)域的作用將得到進(jìn)一步發(fā)展。
4 結(jié)論
伴隨清潔能源大量分散接入和終端用戶(hù)雙向互動(dòng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用已開(kāi)始由簡(jiǎn)單的友好接入向以能源互聯(lián)為導(dǎo)向過(guò)渡，并傾向于基于高效協(xié)同管理統(tǒng)一規(guī)劃開(kāi)展全面研究和技術(shù)示范。以?xún)?chǔ)能作為核心承載技術(shù)的多能互補(bǔ)、雙向互動(dòng)一體化示范工程將全方位勾勒第三次工業(yè)革命的發(fā)展愿景。
