儲(chǔ)能有助于構(gòu)建綠色、安全、高效的新型電力系統(tǒng)

  有助于提高新能源消納水平，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。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(chǔ)銷(xiāo)體系，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)由以化石能源為主體向以新能源為主體的轉(zhuǎn)型升級(jí)。與化石能源相比，風(fēng)電、光伏等新能源是“看天吃飯”的不穩(wěn)定電源，儲(chǔ)能可有效解決新能源出力與用電負(fù)荷時(shí)空不匹配的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)新能源充分消納利用。

  有助于增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性，提高新型電力系統(tǒng)的安全水平。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的高比例可再生能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用的“雙高”特性。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)約束下，煤電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源發(fā)展規(guī)模受限，未來(lái)電力系統(tǒng)的靈活性難以滿(mǎn)足新能源大規(guī)模并網(wǎng)的運(yùn)行要求。充放靈活的儲(chǔ)能不僅可有效提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，還可以為系統(tǒng)提供頻率、電壓支撐，改善電能質(zhì)量，提高新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。

  應(yīng)用場(chǎng)景多元，提高新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在電源側(cè)，儲(chǔ)能可以通過(guò)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行提高新能源消納水平；在電網(wǎng)側(cè)，儲(chǔ)能可以提高電網(wǎng)供電能力，延緩或替代電網(wǎng)投資；在用戶(hù)側(cè)，儲(chǔ)能可以與新型電力終端深度融合，形成產(chǎn)銷(xiāo)一體、智慧用能的能源消費(fèi)新格局，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

  在不同時(shí)間尺度上發(fā)展不同功能定位的儲(chǔ)能

  構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是新能源成為主體電源后如何實(shí)現(xiàn)和保障不同時(shí)間尺度上的電力電量平衡，其關(guān)鍵在于統(tǒng)籌發(fā)展不同功能定位的儲(chǔ)能。

  電化學(xué)儲(chǔ)能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活的特點(diǎn)，持續(xù)放電時(shí)間為分鐘至小時(shí)級(jí)，充放電轉(zhuǎn)換相對(duì)靈活，可快速吸收、釋放功率，能夠有效支撐節(jié)點(diǎn)電壓、平抑系統(tǒng)頻率波動(dòng)，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)，適用于超短周期(毫秒至秒級(jí))和短周期(分鐘至小時(shí)級(jí))調(diào)頻調(diào)壓場(chǎng)景。電化學(xué)儲(chǔ)能主要解決新能源波動(dòng)性問(wèn)題，在頻率控制、改善電能質(zhì)量、可再生能源消納等方面發(fā)揮重要作用。

  抽水蓄能具有大規(guī)模能量吞吐能力，放電時(shí)間為小時(shí)級(jí)及以上，具有長(zhǎng)時(shí)間尺度(日內(nèi)和多日)的電網(wǎng)調(diào)峰及電力平衡能力。抽水蓄能主要解決新能源間歇性問(wèn)題，在提升系統(tǒng)調(diào)峰能力、系統(tǒng)安全性和特殊天氣場(chǎng)景下電力供應(yīng)保障能力等方面作用明顯。

  氫能具備清潔和長(zhǎng)周期儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，可解決風(fēng)電、光伏等可再生能源不穩(wěn)定和低能量密度問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源的中長(zhǎng)期(季節(jié))供需平衡。目前，氫能技術(shù)在電-氫轉(zhuǎn)換、氫能輸送和存儲(chǔ)等方面還有待提高，隨著電-氫轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)步和成本降低，氫能有望在新能源大規(guī)模長(zhǎng)周期存儲(chǔ)方面發(fā)揮重要作用。

  結(jié)合新型電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 協(xié)調(diào)推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展

  集中式和分布式儲(chǔ)能相結(jié)合發(fā)展。新能源發(fā)展呈現(xiàn)出集中式與分布式并舉的態(tài)勢(shì)，新型電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將向“主干網(wǎng)架+中小型電網(wǎng)及微型電網(wǎng)”柔性互聯(lián)形態(tài)發(fā)展。與此相適應(yīng)，應(yīng)推動(dòng)集中式和分布式儲(chǔ)能相結(jié)合發(fā)展。集中式儲(chǔ)能包括抽水蓄能、大容量?jī)?chǔ)能電站等。抽水蓄能適合長(zhǎng)時(shí)間尺度電網(wǎng)調(diào)峰及電力平衡場(chǎng)景，可統(tǒng)一在電網(wǎng)側(cè)配置；大容量?jī)?chǔ)能電站可在集中式新能源發(fā)電基地適當(dāng)配置，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。分布式儲(chǔ)能包括小型儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等，可推動(dòng)建設(shè)小區(qū)、樓宇、家庭應(yīng)用場(chǎng)景下的分布式儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng)，促進(jìn)新能源就地就近消納利用。

  電儲(chǔ)能與其他各類(lèi)儲(chǔ)能相結(jié)合發(fā)展。柔性開(kāi)放是新型電力系統(tǒng)的顯著特征，新型電力系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)多元化源荷開(kāi)放接入。在此背景下，應(yīng)推動(dòng)電儲(chǔ)能與各類(lèi)儲(chǔ)能相結(jié)合發(fā)展。在發(fā)電側(cè)，大力推進(jìn)新能源場(chǎng)站配置新型儲(chǔ)能，研究推廣光熱發(fā)電儲(chǔ)能；在電網(wǎng)側(cè)，加快抽水蓄能電站建設(shè)，推進(jìn)電網(wǎng)側(cè)新型儲(chǔ)能合理布局；在用戶(hù)側(cè)，推動(dòng)新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展，研究?jī)?chǔ)電與儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)氫等各類(lèi)型儲(chǔ)能相結(jié)合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)在新能源高效利用目標(biāo)下，以電能為核心的多能源生產(chǎn)和消費(fèi)的匹配。

  以數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)儲(chǔ)能與新能源協(xié)同運(yùn)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(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及先進(jìn)傳感測(cè)量、通信信息、控制技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”之間的高效交互，提升新型電力系統(tǒng)靈活性。在此背景下，可利用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù)，聚合用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等海量可調(diào)節(jié)資源，實(shí)現(xiàn)“新能源+儲(chǔ)能”“新能源+電動(dòng)汽車(chē)”協(xié)調(diào)運(yùn)行，促進(jìn)新能源大規(guī)模并網(wǎng)和消納。

  (作者楊再敏為南網(wǎng)能源院新能源研究所副所長(zhǎng)、孫思揚(yáng)為南網(wǎng)能源院新能源研究所主管)