隨著國家環(huán)境保護力度的不斷加強，新能源發(fā)電裝機占比逐漸攀升，我國能源結(jié)構(gòu)正在逐步轉(zhuǎn)型。儲能系統(tǒng)因其響應(yīng)速率快、調(diào)節(jié)精度高等特點，成為能源行業(yè)中提升電能品質(zhì)和促進新能源消納的重要支撐手段，受到越來越多的重視。并且由于儲能技術(shù)的進步、產(chǎn)品質(zhì)量的提高及成本的不斷降低，儲能技術(shù)已具備商業(yè)化運營的條件，尤其是多種電化學儲能技術(shù)的發(fā)展逐步擴展了儲能的應(yīng)用領(lǐng)域。
除了技術(shù)的進步，國家政策法規(guī)的頒布、電力市場改革的不斷深化，也促進了電化學儲能技術(shù)的應(yīng)用推廣。本文從數(shù)據(jù)的角度概要分析了儲能在全球電力行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對國內(nèi)電化學儲能產(chǎn)業(yè)政策和標準的發(fā)展進行了總結(jié)，并介紹了電化學儲能的種類、技術(shù)路線以及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)。除此之外，針對發(fā)電側(cè)，重點從功能、政策和應(yīng)用項目等方面論述了電化學儲能技術(shù)在大規(guī)模新能源并網(wǎng)、輔助服務(wù)及微電網(wǎng)等有商業(yè)價值的應(yīng)用場景。最后對電化學儲能技術(shù)在未來能源系統(tǒng)中的前景和發(fā)展趨勢做了展望，并在促進儲能商業(yè)化運營及推廣方面對儲能企業(yè)提出了發(fā)展建議。
目前，我國電力生產(chǎn)和消費總量均已居世界前列，且保持高速增長的趨勢。國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年1～12月份，全國規(guī)模以上發(fā)電企業(yè)累計完成發(fā)電量67914 kW·h，同比增長6.8%，全國全社會用電量68449 kW·h，同比增長8.5%。而在電能供給和利用方面我國卻還存在結(jié)構(gòu)不合理、綜合利用效率較低、新能源滲透率較低、電力安全水平亟待提升等問題[1]，因此如何保障經(jīng)濟發(fā)展中電力生產(chǎn)與供應(yīng)的安全，同時又實現(xiàn)節(jié)能減排與環(huán)境保護，是我國電力行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)。近年來飛速發(fā)展的儲能技術(shù)為解決以上問題提供了可行性。儲能成本和性能的改進、全球可再生能源運動帶來的電網(wǎng)現(xiàn)代化與智能化，以及電力市場改革帶來的凈電量結(jié)算政策的淘汰、參與電力批發(fā)市場、財政激勵、FIT（太陽能發(fā)電上網(wǎng)電價補貼政策）等因素的驅(qū)動，使得儲能在全球掀起了一場發(fā)展熱潮。儲能使電能具備時間空間轉(zhuǎn)移能力，對于保障電網(wǎng)安全、改善電能質(zhì)量、提高可再生能源比例、提高能源利用效率具有重要意義?；趦δ茉陔娏π袠I(yè)的重要作用，各類儲能項目在全球范圍內(nèi)持續(xù)落地，累計裝機容量節(jié)節(jié)攀升。
據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)統(tǒng)計，截至2018年底，全球已投運儲能項目累計裝機規(guī)模為181.0 GW，同比增長3.2%[2,3]。電化學儲能裝機為6.6254 GW，同比增長126.4%，占比為3.7%，較上一年增長2.0個百分點。各類儲能具體占比如圖1所示。目前，中國已投運儲能項目裝機規(guī)模31.3 GW，占全球市場的17.3%。其中，電化學儲能是除抽水蓄能外裝機規(guī)模最大的儲能形式[4]，累計1072.7 MW。同時，電化學儲能也是目前各類儲能應(yīng)用中，除抽水蓄能之外應(yīng)用最廣泛、技術(shù)發(fā)展最快、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)最好的儲能技術(shù)。以鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池為主導(dǎo)的電化學儲能不僅在電池本體技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)層面取得了重大突破，并且在發(fā)電領(lǐng)域的場景應(yīng)用范圍也實現(xiàn)了重要擴展。因此本文主要針對電化學儲能相關(guān)政策、技術(shù)及其應(yīng)用予以闡述。
1 電化學儲能產(chǎn)業(yè)政策及標準現(xiàn)狀
2018年被業(yè)內(nèi)較多人士稱為電化學儲能發(fā)展的元年，電化學儲能多項政策的頒布促進了項目的落地和推廣，而越來越多項目的建設(shè)反過來推動了政策的不斷細化。然而電化學儲能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)標準和體系卻相對發(fā)展緩慢，這對于電化學儲能的發(fā)展帶來了一定的延滯。
1.1 多項利好政策的頒布
電化學儲能技術(shù)的進步推動了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，為了保障電化學儲能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，截至目前，國家與地方相繼發(fā)布涉及儲能的政策、規(guī)劃、指導(dǎo)意見等文件近50項，電力輔助服務(wù)相關(guān)政策30余項，微電網(wǎng)相關(guān)政策近20項，其中電化學儲能相關(guān)政策占據(jù)了較大比例。這些政策的頒布，有利于優(yōu)化儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，大大推動儲能產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展。2019年以來，電化學儲能產(chǎn)業(yè)政策仍舊持續(xù)出臺。1月30日南方電網(wǎng)公司《關(guān)于促進電化學儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》（征求意見稿）指出了南方電網(wǎng)發(fā)展電化學儲能的四項重點任務(wù)：深化電化學儲能影響研究、推動技術(shù)應(yīng)用、規(guī)范并網(wǎng)管理、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2月18日國家電網(wǎng)《關(guān)于促進電化學儲能健康有序發(fā)展的指導(dǎo)意見》要求在規(guī)范電化學儲能接入系統(tǒng)和管控、深化電化學儲能關(guān)鍵技術(shù)研究和標準系統(tǒng)建設(shè)、加強信息管理及平臺規(guī)劃等方面，推進電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和客戶側(cè)電化學儲能成長。上述指導(dǎo)意見對推動電化學儲能技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。在這些政策的推動下，截止目前，電化學儲能調(diào)峰、調(diào)頻項目已有數(shù)十個投運或在建。
1.2 標準和體系的缺乏
相比于國家及地方在電化學儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面政策的出臺速度和數(shù)量，行業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)標準和檢測認證體系的發(fā)布速度卻略顯滯后，截止2019年3月，電化學儲能行業(yè)的國家標準不足20項。在電化學儲能技術(shù)層面，從設(shè)備到系統(tǒng)的各項性能指標缺乏明確限定，系統(tǒng)在不同場景中的應(yīng)用策略缺乏針對性研究。在電化學儲能安全層面，在已經(jīng)投運的電化學儲能電站項目中，在2017年8月至2019年2月僅一年半的時間內(nèi)，韓國就已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)事故達到21起之多，國內(nèi)無論是發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)或是電網(wǎng)側(cè)也都有火災(zāi)安全事故發(fā)生。目前行業(yè)內(nèi)從電化學儲能設(shè)備的生產(chǎn)、安裝、運輸、系統(tǒng)集成、功能驗證以及后期的運行維護等，都急需相關(guān)標準和認證體系的頒布，為電化學儲能項目的良好發(fā)展提供安全保障。
2 電化學儲能應(yīng)用技術(shù)概述
電化學儲能并不是一項新興的技術(shù)，但是電化學儲能產(chǎn)業(yè)卻是一個亟待發(fā)展的領(lǐng)域。本部分著重對電化學儲能技術(shù)本體技術(shù)及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)及進行論述。
2.1 電化學儲能電池本體技術(shù)
電化學儲能電池的分類較多，特點都不盡相同，主要的技術(shù)指標有：比能量、功率密度、電池效率、系統(tǒng)壽命、全生命周期的成本及收益、安全和環(huán)境等方面。電化學儲能電池中以鋰離子電池的裝機規(guī)模為最大，尤其是2018年，大批電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)電化學儲能項目陸續(xù)建成并投運[5]。鋰離子電池的成本逐年降低是造成這種現(xiàn)象的主要因素，CNESA統(tǒng)計預(yù)測，到2020年，鋰離子電池成本將會降至1000～1500元/（kW·h），電化學儲能電池今后必將成為鋰離子電池應(yīng)用方向的主題。鋰離子電池的細分種類也較多，常用鋰離子電池技術(shù)指標的詳細對比如表1所示，新型鋰離子電池如表2所示。
表1常用鋰離子電池技術(shù)對比Table 1Common lithium-ion battery technology comparison
表2新型鋰離子電池Table 2New lithium ion battery
除鋰離子電池之外，液流電池、鉛酸電池也是應(yīng)用較為廣泛的電池類型。液流電池種類較多，包含全釩氧化還原液流電池、鋅-溴液流電池、多硫化鈉-溴液流儲能電池、釩-多鹵化物液流電池、鐵-鉻液流電池、錳-釩液流電池、鈰-釩液流電池、單液流鉛酸與鋅-溴液流電池、錒系元素液流電池等[9]。國內(nèi)發(fā)展勢頭良好，國家能源集團在該領(lǐng)域也逐漸發(fā)力，其產(chǎn)品千瓦級液流電池功率密度超過500 mW/cm2，高于同級別傳統(tǒng)液流電池2～3倍。我國鉛酸蓄電池行業(yè)發(fā)展較為成熟，主要實行以銷定產(chǎn)的運營模式，但供需缺口始終不平衡，需求大于供給，缺口持續(xù)擴大。而鈉流電池在國內(nèi)商業(yè)化發(fā)展較國外例如美國和日本來說相對滯后，目前僅有示范應(yīng)用項目。其他化學電池如表3所示。
表3其他化學電池Table 3Other chemical batteries
2.2 電化學儲能系統(tǒng)關(guān)鍵集成技術(shù)
為實現(xiàn)電化學儲能系統(tǒng)的落地應(yīng)用，除電池本體技術(shù)外，電化學儲能系統(tǒng)集成技術(shù)尤為重要，例如電池本身充放電效率若為95%，系統(tǒng)集成后的實際應(yīng)用中，效率會受到集成方式的影響而降低。電化學儲能系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)主要包括電化學儲能變流器系統(tǒng)技術(shù)（power conversion system，PCS）、電池管理系統(tǒng)技術(shù)（battery management system，BMS）及能量管理系統(tǒng)技術(shù)（energy management system，EMS）等[12]。電化學儲能系統(tǒng)拓撲如圖2所示。圖1全球已投運儲能項目裝機分布Fig.1Global installed capacity of installed energy storage projects
圖2電池儲能系統(tǒng)拓撲Fig.2Topology of energy storage system
（1） 電化學儲能變流器系統(tǒng)PCSPCS是儲能與交流電網(wǎng)連接的樞紐[13]。目前市面上PCS的規(guī)模從幾kW到幾MW均有成熟產(chǎn)品，只是不同的規(guī)模等級應(yīng)用的場景有所區(qū)別：戶用型基本在幾十kW下，工商業(yè)用戶型基本在幾十kW至幾百kW之間，而在電網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域PCS的規(guī)模將達到MW級。大功率大容量電化學儲能PCS的研究是當前電化學儲能應(yīng)用的熱門[14]。
（2） 電池管理系統(tǒng)BMSBMS貫穿了電化學儲能電池本體與應(yīng)用端[15]。除了電池剩余電量SOC的準確計算與應(yīng)用研究之外，基于大數(shù)據(jù)平臺，開展針對電池應(yīng)用過程中的健康診斷、能效分析、故障預(yù)警等綜合服務(wù)研究也是當前的熱點。
（3） 能量管理系統(tǒng)EMSEMS是能量與信息管理的融合[16]。針對電力輔助服務(wù)領(lǐng)域、大規(guī)模新能源并網(wǎng)領(lǐng)域、峰谷差套利等應(yīng)用場景，充分考慮系統(tǒng)壽命和安全性，研究基于收益最大化的電化學儲能系統(tǒng)充放電運行控制策略是目前EMS研究的熱點。
3 電化學儲能在發(fā)電側(cè)的應(yīng)用方向
電化學儲能的應(yīng)用分為能量型應(yīng)用和功率型應(yīng)用。能量型應(yīng)用要求較長的放電時間，對響應(yīng)時間要求不高。而功率型應(yīng)用要求有快速響應(yīng)能力，對放電時間要求不高。電化學儲能技術(shù)在電力領(lǐng)域中的應(yīng)用分為發(fā)電側(cè)、輸配側(cè)、用戶側(cè)三個方向。隨著電力市場的不斷開展以及儲能技術(shù)在應(yīng)用模式上的不斷創(chuàng)新，三個方向界限也逐漸模糊。針對發(fā)電側(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，概括起來，電化學儲能系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括三個方向，分別為大規(guī)模新能源并網(wǎng)、電力輔助服務(wù)以及微電網(wǎng)。
3.1 大規(guī)模新能源并網(wǎng)領(lǐng)域
近年來，我國電力產(chǎn)業(yè)逐步向低碳方向發(fā)展，新能源發(fā)電得到了長足的發(fā)展，風電、光伏穿透率不斷攀升。在三北地區(qū)一些省份，新能源發(fā)電裝機容量已經(jīng)達到了100%當?shù)赜秒娯摵?。但是，由于新能源的波動性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生了不可忽視的影響。同時《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》以及部分地區(qū)的兩個細則都對新能源的并網(wǎng)指標提出了嚴格要求，達不到要求就面臨考核，影響經(jīng)濟效益。此外，為彌補新能源MPPT模式帶來的問題而加裝的集中式無功補償裝置，給新能源的投資運行帶來了挑戰(zhàn)。因此摸索電化學儲能與新能源發(fā)電經(jīng)濟、有效、共贏的結(jié)合模式是當前的研究熱點。
電化學儲能在新能源領(lǐng)域既有功率型也有能量型應(yīng)用，這是由新能源發(fā)電的波動（頻率波動、出力波動等）從數(shù)秒到數(shù)小時之間造成的。在實際工程項目的應(yīng)用中針對光伏以能量型應(yīng)用為主，對風電以功率型應(yīng)用為主。電化學儲能因其快速響應(yīng)、爬坡率大等特點可在大規(guī)模新能源并網(wǎng)中發(fā)揮有功功率波動平抑、一次調(diào)頻支撐、被動響應(yīng)無功支撐和計劃出力跟蹤等功能，主動支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行，降低新能源機組波動性，提升其可控、可計劃性，減小電網(wǎng)對新能源機組的調(diào)度難度。另外，大規(guī)模的電化學儲能還可實現(xiàn)棄風、棄光回收功能，在限電情況下一定程度挽回業(yè)主損失電量。因此，電化學儲能技術(shù)在大規(guī)模新能源并網(wǎng)的應(yīng)用，可以在保證新能源穿透率的情況下，提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，并提高入網(wǎng)電能質(zhì)量。
相比于其他領(lǐng)域，儲能在新能源并網(wǎng)應(yīng)用中需要滿足一些特殊要求：由于新能源電站所處地理位置較為偏遠，儲能系統(tǒng)需滿足配置靈活、安裝方便、使用壽命長等特點，以減少建設(shè)周期，并盡可能做到減少維護或免維護；另外新能源電站環(huán)保要求較高，儲能電池、裝置在選擇時應(yīng)盡量具備綠色無污染等特點。儲能系統(tǒng)的放電以低倍率0.5 C、1 C為主，PCS接入方式以百千瓦級多機并聯(lián)經(jīng)過升壓接入6 kV或10 kV母線為主。目前，鋰離子電池或釩液流電池被公認為該應(yīng)用領(lǐng)域的主要技術(shù)手段[17]，其中磷酸鐵鋰電池市場占較高，而隨著三元鋰電池在電化學儲能項目中暴露出來與日增加的安全問題，越來越多的集成商逐漸避免采用三元鋰系電池。另外，超級電容在功率波動平抑，鉛碳電池在棄風、棄光回收等應(yīng)用場合也有應(yīng)用案例。表4中列舉了國內(nèi)具有代表性的大規(guī)模新能源并網(wǎng)項目。
表4大規(guī)模新能源并網(wǎng)儲能項目Table 4Large-scale new energy grid-connected energy storage project
3.2 電力輔助服務(wù)領(lǐng)域
從電力供應(yīng)角度，隨著新能源發(fā)電在電網(wǎng)中比重的增加，為了平抑波動性很大的風電或光伏電源，電網(wǎng)中必須配置相應(yīng)的備用電源容量。從負荷需求角度，隨著電力市場改革的深化，為了保證電力市場穩(wěn)定，提高電能安全和電能質(zhì)量，也要求儲能等快速響應(yīng)電源參與到電力輔助服務(wù)市場中來。輔助服務(wù)種類主要包括調(diào)峰調(diào)頻、SVG（static var generator）無功補償、電網(wǎng)黑啟動等。調(diào)峰主要是能量型的應(yīng)用，而調(diào)頻是典型的功率型應(yīng)用，目前較為成熟的應(yīng)用包括抽水蓄能電站調(diào)峰與鋰電池火電聯(lián)合調(diào)頻。
自2013年來，電化學儲能聯(lián)合火電機組調(diào)頻達到了規(guī)?；茝V[18]。電化學儲能電池可充分發(fā)揮調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)時間、調(diào)節(jié)速率上的優(yōu)勢，與火電機組聯(lián)合運行，優(yōu)化機組AGC（automatic generation control）綜合調(diào)頻性能指標[19]，依據(jù)按性能付費的原則獲取更多輔助服務(wù)利潤。AGC調(diào)頻作用時間短，功率需求高，能量需求低，因此高倍率儲能電池是較為合適的選擇。針對高倍率電池在集裝箱成組時，通常應(yīng)增加單獨風道設(shè)計，提高系統(tǒng)安全性能。儲能系統(tǒng)的放電以2 C、4 C等高倍率為主，PCS接入方式為百千瓦級多級并聯(lián)經(jīng)過升壓接入6 kV或10 k V母線，或通過高壓級聯(lián)接入10 kV并網(wǎng)，功率可達2 MW。在火儲聯(lián)合調(diào)頻中儲能一般按火電裝機的3%×0.5小時的方案進行配置。
由此獲得的收益，多數(shù)情況下電廠與投資者之間按照二八比例分成，但近期由于電化學儲能參與火電機組調(diào)頻項目已建、在建和中標的項目超過30個，地區(qū)市場也從華北電網(wǎng)向蒙西電網(wǎng)、南方電網(wǎng)分散，利益分成模式逐漸趨向多元化。投資者為了獲得市場，分成比例甚至出現(xiàn)五五分的現(xiàn)象，這給項目的投資回收增加了更多的不確定性。表5列舉了國內(nèi)部分電化學儲能聯(lián)合調(diào)頻項目信息。
表5儲能聯(lián)合調(diào)頻項目案例Table 5Energy storage joint frequency project case
近期國家電網(wǎng)在江蘇、河南、湖南等地陸續(xù)規(guī)劃了多個百兆瓦級電化學儲能項目，有效支撐了電網(wǎng)穩(wěn)定運行，發(fā)電側(cè)輔助服務(wù)市場趨于飽和。
3.3 微電網(wǎng)領(lǐng)域
微電網(wǎng)組成包括分布式能源、交直流負荷、儲能、變配電以及控制系統(tǒng)等[20]?？沙浞掷帽镜匕l(fā)電資源實現(xiàn)自發(fā)自用，并可余量上網(wǎng)。但由于其電網(wǎng)小，穩(wěn)定性差，加之含有具備波動性的新能源，因此電網(wǎng)穩(wěn)定性需要儲能系統(tǒng)進行保障，電化學儲能在微電網(wǎng)中的應(yīng)用既有能量型也包含功率型。儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用中，系統(tǒng)的放電倍率以0.5 C及以下為主，PCS以百千瓦級即插即用小容量PCS為主。電化學儲能在微電網(wǎng)中的作用主要包括兩點：
（1） 提高微電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量電化學儲能系統(tǒng)可以提供快速功率緩沖，吸收/補充電能，提供有功、無功功率支撐，穩(wěn)定電壓波動[21]。通過能量管理系統(tǒng)（EMS），將分布式電源與儲能系統(tǒng)、主電網(wǎng)協(xié)同控制[22]，平穩(wěn)分布式能源的波動，穩(wěn)定輸出。并且調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)向微電網(wǎng)輸出的有功、無功，同時解決電壓驟降/跌落問題。電化學儲能也能為微電網(wǎng)解決一些諧波治理的問題，從而改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量。除建設(shè)獨立電池儲能系統(tǒng)參與構(gòu)建微電網(wǎng)之外，將電動汽車中的電池充分利用也是重要的研究方向，例如當前的熱點技術(shù)V2G，國際上美國、日本、英國等已有相關(guān)試驗，未來V2G技術(shù)將在電力負荷轉(zhuǎn)移、負荷調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用等方面發(fā)揮重要作用。
（2） 峰谷電價套利利用電化學儲能進行峰谷差套利是指在電價低谷時充電并存儲，并在峰值時為負荷供電的盈利模式[23]。目前鉛酸（碳）電池、磷酸鐵鋰電池、釩液流電池等均有這方面的應(yīng)用案例。業(yè)內(nèi)普遍認為峰谷電價差超過0.7元才具備盈利的可能，目前北京、江蘇、上海等地區(qū)的峰谷電價差收益相對較高。忽略基建、運維等費用，若儲能系統(tǒng)以峰谷及峰平進行兩充兩放的方式運行，系統(tǒng)投資回收期約5年左右，而以峰谷進行一充一放的方式運行時投資回收期則需要延長1年左右。
另外由于大工業(yè)用電的峰谷電價差相對于普通工商業(yè)峰谷電價差小，因此可通過峰谷套利與降低需量電費相加的模式進行盈利分析。為進一步縮小成本提高收益，實現(xiàn)電池的充分利用，選用梯次電池代替新電池的儲能應(yīng)用模式逐漸推廣開來。2019年8月6日在深圳市比克工業(yè)園區(qū)投運的2.15 MW/7.27 MW·h梯次電池儲能項目，采用三元及磷酸鐵鋰電池、兩充兩放的技術(shù)方案，實現(xiàn)削峰填谷、重要負荷應(yīng)急保障供電等功能。表6列舉了國內(nèi)目前已建成的部分儲能微電網(wǎng)項目。
表6儲能微電網(wǎng)項目Table 6Energy storage microgrid project
4 電化學儲能應(yīng)用展望
4.1 電化學儲能應(yīng)用發(fā)展趨勢
隨著政策頒布和綜合能源業(yè)務(wù)的擴展，電化學儲能的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展將日趨多元化，電化學儲能應(yīng)用的趨勢包括以下幾個方面：
（1）電化學儲能承擔的任務(wù)不再單一化，例如與火儲聯(lián)合系統(tǒng)，不僅承擔調(diào)頻的任務(wù)，還可以承擔調(diào)峰、備用等任務(wù)。還包括區(qū)域內(nèi)的新能源消納、跨區(qū)域的新能源消納、電網(wǎng)的暫態(tài)支撐等[24]。
（2）復(fù)合儲能以及與多種新能源融合應(yīng)用將成為新的趨勢，電化學儲能在各種應(yīng)用場景中的作用不斷被發(fā)掘。
（3）電化學儲能在網(wǎng)側(cè)裝機容量將呈爆發(fā)式增長，可能會促進電網(wǎng)形態(tài)發(fā)生變化，推動電網(wǎng)與儲能的深度融合。
（4）采用電化學儲能滿足不同的電力用戶用電關(guān)系的轉(zhuǎn)換、用能設(shè)備的能量緩沖、靈活互動以及智能交互是目前電化學儲能技術(shù)發(fā)展的主流[25]。
（5）在綜合能源服務(wù)及偏差考核、需求側(cè)響應(yīng)等應(yīng)用中發(fā)揮不可替代的作用。
4.2 企業(yè)發(fā)展啟示
目前國內(nèi)電化學儲能產(chǎn)業(yè)仍存在示范項目多，商業(yè)化運營項目少，電化學儲能商業(yè)化仍存在較多問題亟需解決，如電池生產(chǎn)成本較高、系統(tǒng)安全性能無法保障、電力交易市場化程度低、缺少儲能價格有效激勵等問題。因此，電化學儲能的應(yīng)用推廣仍需行業(yè)內(nèi)各企業(yè)單位根據(jù)自身情況著重發(fā)展以下幾個方面。
（1）研發(fā)新型電化學儲能電池，降低電化學儲能成本，提高系統(tǒng)安全性。針對發(fā)電側(cè)應(yīng)用大容量、高安全性要求，開發(fā)高能量密度、高轉(zhuǎn)換效率、長壽命、高安全性能、單體大容量的新型電化學儲能電池，以降低電化學儲能系統(tǒng)的應(yīng)用成本。
（2）優(yōu)化電化學儲能系統(tǒng)集成技術(shù)。研究優(yōu)化電化學儲能系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，使系統(tǒng)進一步模塊化、緊湊化，可靈活、高效地應(yīng)對實際應(yīng)用中的投切操作，解決占地面積、多電池串并聯(lián)失穩(wěn)等問題。
（3）優(yōu)化電化學儲能系統(tǒng)控制技術(shù)。采用高準確度的監(jiān)測和控制技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運行和狀態(tài)預(yù)測[26]。構(gòu)建電化學儲能在不同場景下的性能評估模型，確立以全壽命周期成本最低或者凈效益最高為優(yōu)化目標的目標函數(shù)及邊界約束條件的控制技術(shù)，提升電化學儲能技術(shù)經(jīng)濟性。
（4）深化電力體制改革，引導(dǎo)價格補償。推動電力市場制度規(guī)范和運營體系的建立，引導(dǎo)完善電化學儲能在發(fā)電側(cè)應(yīng)用的相關(guān)定價機制，引導(dǎo)促進產(chǎn)業(yè)化進程。
（5）行業(yè)協(xié)作，共同推進電化學儲能發(fā)展。鼓勵發(fā)電行業(yè)、電池行業(yè)、電網(wǎng)行業(yè)與市政行業(yè)等建立深度合作，全方位挖掘電化學儲能更深層次的功能，綜合考量其在電力安全、環(huán)境保護等方面的經(jīng)濟和社會價值，共同研究電化學儲能參與多種應(yīng)用場景綜合性解決方案，建立電化學儲能本體設(shè)備及輔助裝置回收和再利用循環(huán)體系，避免造成資源浪費和環(huán)境污染。
5 結(jié)語
在能源綠色和低碳化的時代需求下，諸如風、光等可再生能源在發(fā)電側(cè)應(yīng)用中的比重將不斷加大，相應(yīng)的電化學儲能承擔的電力支持作用也會逐步增加，電力行業(yè)的發(fā)展和電化學儲能技術(shù)的進步不可分割。電力市場改革的不斷深入，將推動電化學儲能技術(shù)快速發(fā)展以適應(yīng)不斷增加的應(yīng)用需求；電化學儲能技術(shù)的進步也將會帶動電力行業(yè)形態(tài)發(fā)生變化，在發(fā)電側(cè)應(yīng)用發(fā)揮更大的實用化價值，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。然而，在上述電力行業(yè)形態(tài)下，除了綜合考量儲能經(jīng)濟性、環(huán)保性及可持續(xù)利用等需求，更應(yīng)注重儲能本體技術(shù)、安全技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)及回收技術(shù)的不斷革新，這才是儲能長足發(fā)展的前提。因此，未來應(yīng)對其明確相應(yīng)的考核指標和規(guī)范包括：①儲能轉(zhuǎn)換效率、充放電循環(huán)耐久性等本體技術(shù)指標；②儲能安全性考核，如熱失控、故障位置的識別精度等安全技術(shù)指標；③儲能接入對發(fā)電側(cè)、并網(wǎng)側(cè)的影響，如電壓電流諧波等應(yīng)用技術(shù)指標；④儲能故障、退役后的回收規(guī)范，如故障率等回收技術(shù)指標。
引用本文：張文建,崔青汝,李志強等.電化學儲能在發(fā)電側(cè)的應(yīng)用[J].儲能科學與技術(shù),2020,9(1):287-295.
ZHANG Wenjian,CUI Qingru,LI Zhiqiang,et al.Application of electrochemical energy storage in power generation[J].Energy Storage Science and Technology,2020,9(1):287-295.
