新型电力系统中储能创新方向研究

新型电力系统中储能创新方向研究摘要：在当前全球能源危机的背景下，大力发展电力系统储能技术对我国实现能源可持续发展具有重要的意义。全球能源互联网具有智能化、前瞻性、复杂性、物联性、经济性等特点，有助于我国完善传统的能源结构体系，大量可再生能源的开发与利用，从而为我国社会发展提供便利。关键词：新型电力系统；储能；创新方向1新型电力系统的主要特征1.1新型电力系统是产业互联互通的智慧系统新型电力系统将开创数字经济体制机制，打造充满活力的数字能源新业态，改变传统能源电力的配置方式，实现数字与物理系统、现代信息通信技术与电力技术的深度融合。以数据流引领和优化能量流、业务流，通过数字平台建设，汇集海量能源数据，通过分析优化能源结构、利用方式，实现新能源按资源禀赋因地制宜广泛接入，提高能源使用效率。充分利用现代信息和通信技术，建立科学高效的智能系统，实现电源侧、电网侧、用户侧的有机融合。通过产业间的互联互通，构建产业链合作平台，服务数字政府和智慧城市，打造新能源生态圈。1.2新型电力系统是源网荷储融合互动的平衡系统新型电力系统以电力为中心，以电网为基础平台，打通源网荷储各环节信息，实现从“源随荷动”到“源荷互动”的转变，保障运行安全、提升运行效率。大电网的柔性互联形态和数字化调控技术将使电网更加灵活可控，配电网将促进交直流混联和柔性电网与微电网等多种形式协同发展，实现多元化负荷的开放接入和双向互动，支撑分布式新能源高效就地消纳。有效解决高比例新能源及高比例电气化接入产生的随机性、波动性、间歇性问题，实现全面可观、精确可测、高度可控。1.3新型电力系统是多层级电力防护的安全系统新型电力系统通过打造多元融合高弹性电网，拥有强大的感知能力和快速应变能力，支持高比例新能源和电力电子设备参与电力调控全过程。通过搭建全网协同、区域互助、多级联合、因地制宜、主动防御、智能决策的新一代调控体系，加强预测及报警机制建设，实现风险可控，保证极端事件下电力系统的快速反应与恢复。2储能技术和商业模式的创新方向2.1储能技术和商业模式创新要着眼电网的高弹性为适应新型电力系统关于高弹性、高灵活性的要求，储能技术将围绕低成本、长寿命、高安全性、大容量四大主线加快攻关，提高储能设备经济性、安全性和可靠性。新能源发电和储能技术的结合应用，可有效解决新能源波动性、随机性，使输出可控制、可调度。另外，随着低惯量、弱支撑的新能源机组在电网中比例的不断增加，系统转动惯量大幅降低，关键运行指标和支撑调节能力逐步下降，需要储能主动提供系统转动惯量支撑，补充电网调频能力，最大幅度提升电力系统弹性。对于电源侧储能，应明确新能源参与调峰、调频的责任和义务，建立“储能优先、先到先得”的并网机制，有效降低新能源配储能的成本投入。对于电网侧储能，应明确其公共基础设施属性，既单独提供辅助服务，也可与就近的新能源发电联合运行以提升新能源消纳，以保证电力系统的安全稳定运行。对于用户侧储能，应大力发展综合能源服务，加快试点分布式储能应用。2.2储能技术和商业模式创新要致力服务的普惠性储能将在新型电力系统中承担不可或缺的、无处不在的“多面手”角色。在电源侧，可以辅助动态运行、延缓新建机组、缓解线路阻塞、延缓输配电扩容、作为备用电源、进行调频辅助服务；在电网侧，可以调频、调峰、提供电压支持、作为备用容量；在分布式方面，可以使新能源平滑输出、跟踪计划出力、爬坡率控制；在用户侧，可以对用户进行分时电价管理、容量费用管理、电能质量管理、作为紧急备用、进行需求侧管理。储能在新型电力系统中有多重利用价值，是一种具有明显公共服务属性的商品，具有普惠性。目前中国储能成本疏导机制尚不完善，随着调峰市场与现货市场融合机制的建立，储能参与电力市场获益模式将逐渐清晰。大力推动各类电源侧、用户侧储能资源参与到电力市场交易中，使储能获得辅助服务额外收益，实现多重收益模式。根据不同储能技术的特点和应用模式，按照“谁投资、谁受益”，“谁受益、谁分摊”的原则，综合考虑储能在电源侧、电网侧和用户侧的应用场景、作用，建立“按效果付费”补偿机制，通过市场规则反映和发挥储能技术的多重价值。2.3储能技术和商业模式创新要聚焦技术的灵活性为不同应用场景提供灵活多元的储能解决方案将成为储能技术创新的重要方向。储电技术中，抽水蓄能装机容量大、技术成熟可靠，适合调峰；电化学储能技术应用增长最快，可兼顾调频调峰需求；飞轮储能技术响应快，适合调频；超级电容技术适合作为车辆的应急启动电源装置或动力源。储热技术中，熔盐储热已大规模应用于太阳能光热发电领域；水储热（冷）技术运行方式简单、成本低、寿命长，在综合智慧能源项目中的节能增效作用显著；固体储热技术储能密度高、温度区间广，适用于与新能源电力结合的清洁供暖；相变储热换热温度稳定，作为蓄热式电采暖可灵活部署。储能创新发展应充分掌握各类储能基础数据，全面把握各类储能技术特性及适用场景，重视储能综合功能的多重利用，研发技术灵活、功能多样的新型储能系统。同时，积极探索多种储能技术组合利用，着力满足特定用户的多元复合需求。2.4储能技术和商业模式创新要立足资源的共享性共享储能为解决传统单个电站独享储能方式难以应对新能源装机规模持续增长带来的调峰、电力电量平衡及电网安全运行挑战应运而生。共享储能狭义是由电网统一优化配置独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源，推动源网荷各端储能能力全面释放。广义上，共享储能也将助力实现智慧园区、城市乃至更大区域内能源跨区域、跨季节、跨能源形式灵活调配的“发、运、储、用”。共享储能的“共享性”打破了原有储能应用的界限，为电网侧、用户侧储能发展提供了新路径和能量调控，有利于提高项目收益率，缩短投资回收周期。储能将日趋向共享化、集约化方面发展。围绕提升储能的共享性，应着力构建储能企业和新能源发电企业或用户之间的交易机制，促进储能电站通过市场化交易为多个市场主体提供电力辅助服务，加速推动支撑储能多功能复用的“云大物移智链”技术、规划配置优化技术、协调控制技术以及系统集成技术的提升，催生更加多样化的商业模式创新，促进储能产业规模化发展。3储能技术的创新发展措施3.1做好多种能源的合理调度在当前能源互联网背景下，各种可再生能源的加入使网络变得复杂，新能源+储能的运作模式是解决电源侧不确定性的关键。通过对多种能源的合理调度与监控，可以增加电力能源的可调性与电网的适应性，利用调度系统收集各种数据、发送控制指令、控制系统的运行，可以使电力系统能源互联网的运行效率得到大幅提升。3.2做好大容量储能的规划布局能源互联网的初衷是提高清洁能源的利用效率，这需要大容量储能技术的支持。在实际工作中应对现有的储能技术进行提升与优化，努力提升效率、降低成本，还要综合考虑用户侧、发电侧、配电网侧的各因素，做好大容量储能的整体规划布局，合理配置容量。3.3实现集成化与模块化储能随着智能化技术的发展，集成化与模块化已成为智能设备发展的主要趋势，这对储能技术的发展也有着较大的帮助。此外，加快储能系统的集成化、模块化研发，提高系统控制的工作效率，使能源互联网运行更加的安全、经济、稳定，是当前一项战略性任务。4结论（1）本文分析总结新型电力系统的主要特点为：①新型电力系统是产业互联互通的智慧系统；②新型电力系统是“源网荷储”融合互动的平衡系统；③新型电力系统是多层级电力防护的安全系统。（