1.4 储能

1.4.1 储能概述

随着新能源的大规模开发与利用，以及人们对电能的多样性和可靠性要求逐渐提高，电力从生产至消费的各个环节都正经历着深刻变革。储能技术及系统，打破了传统电力系统中电力实时平衡的瓶颈，显著增强了电力系统的灵活性，进而直接推动着原本以化石能源为主的电力架构逐步转变为以新能源为主的电力架构，并使得这一进程不断深入。

相较于其他形式的储能技术，电池储能系统具备多样化的控制特性和较为丰富的集成方式。这一方面能够从不同方面满足电力系统和消费者的需求，进而受到广泛关注；另一方面电池储能集成技术的研究也直接推动了储能行业的发展，成为储能大规模应用与普及的关键技术之一。下面将对储能技术的发展现状做简单概述。

根据中关村储能产业技术联盟全球储能项目库的不完全统计，2021年中国新增储能装机为7397.9MW，累计装机已经达到43.44GW。在电力储能中，抽水蓄能是较为传统的储能方式，而电化学储能等属于新型储能方式。从2021年中国储能市场结构看，抽水储能累计装机规模达到37.57GW，占比超86%，而电化学储能累计装机规模达到5.12GW，占比达到11.8%。在电化学储能中，锂离子电池占比达到91%。

随着国家能源转型的不断深入和对电力系统灵活性要求的不断提高，储能将继续保持强劲的增长趋势，并已经成为各国实现能源战略目标的关键技术。随着全球对清洁电力的不断追求，以风电、光伏为代表的新能源发电比例正迅速提高。而风能、太阳能的随机波动性对以化石能源为主的传统电力系统在消纳能力、灵活性与安全性方面都提出了挑战。电力系统在面对负荷随机波动的同时，也将不得不把新能源作为一种波动负荷进行平衡，通过调度常规电厂运行出力、增加热备用常规机组容量的方式来保障新能源发电的送出与消纳。

新能源配合储能系统能够增强新能源发电的稳定性、连续性和可控性，使得电力系统获得了更快速、灵活的瞬时功率平衡能力，也使得新能源具备了能够向电网提供稳定性支撑的能力，是实现电网高比例新能源发电的必要支撑技术。具体体现在以下方面：

1.可支撑大规模集中新能源并网接入

在一些电网建设较为薄弱的系统末端，由于新能源出力的波动性会对电力系统的稳定运行产生危害。通过配置相应容量的储能系统，根据指令进行快速动态能量吸收或释放，能够平抑新能源出力波动，降低对电能质量的影响；结合新能源场站功率预测系统，可以有效提高新能源跟踪发电计划的能力，减少对热备用机组容量的需求，避免出现弃光、弃风等现象；主动向电网提供系统阻尼，参与电网电压控制，抑制振荡。

2.提高分布式新能源的高效利用与友好接入

利用储能系统实现新能源发电在时间上的迁移，更好地迎合负荷需求，实现就近消纳；削减等效负荷峰值，提高电网线路与设备利用率，优化资源配置成本，增强了电网对新能源的接纳与传输能力。

3.提高新能源对电网提供支撑服务和实现故障穿越的能力

储能系统的配置与先进控制算法的应用使得新能源电站能够具备和常规机组类似的参与AGC、一次调频与调峰能力；更使得新能源电站能够在电网故障情况下，不会出现随意脱网，而是能够按照电网规定和需要提供一定的无功支持帮助电网恢复正常。

储能与各种传统及智能化控制技术与理论相融合，使得传统的电力系统理论有了更广阔的应用空间，也具有了更丰富的调控手段；与传统的电力系统设备的协同应用，提升了旋转发电机组的动态性能，对电能质量治理装置和继电保护装置的应用提出了新的技术要求。

与先进数字化、智能化技术相融合，成为智能电网建设的关键一环。大数据云计算、神经网络、数字镜像等先进技术，将进一步扩展储能系统的商业运行模式，构建如“共享储能”“虚拟电厂”等新兴的储能系统应用领域，也为储能系统内部设备的故障预警与诊断、寿命预测与管理等提供了更有效的技术手段。