?3月17-19日，以“擁抱十四五 暢想碳中和”為主題的PAT2021 愛(ài)光伏一生一世光伏先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)在合肥隆重舉行。中國(guó)電力科學(xué)研究院首席科學(xué)家惠東就電力儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研判做主旨演講。

惠東指出，儲(chǔ)能技術(shù)是涉及多學(xué)科的不斷更新?lián)Q代的技術(shù)，儲(chǔ)能可在電力系統(tǒng)電源、電網(wǎng)、用戶(hù)（負(fù)荷）側(cè)承擔(dān)不同的角色，發(fā)揮不同的作用。儲(chǔ)能的引入是要顛覆電力系統(tǒng)的供需平衡的運(yùn)行原則，其中關(guān)鍵因素在于“t”，即“時(shí)間因子”的介入，在儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)中表現(xiàn)為作用時(shí)間，是其不同于傳統(tǒng)即發(fā)即用設(shè)備的主要標(biāo)志，是儲(chǔ)能技術(shù)價(jià)值最重要的體現(xiàn)。它的重要衡量參數(shù)主要是功率容量、額定續(xù)航時(shí)間（配置）、出力頻次（實(shí)際運(yùn)行）。

惠東介紹到，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)不管如何變化，它的服務(wù)方式是支撐服務(wù)、保障服務(wù)、電力系統(tǒng)輔助服務(wù)、套利交易服務(wù)。重點(diǎn)關(guān)注的儲(chǔ)能類(lèi)型包括飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、抽水蓄能、壓縮空氣、熔融鹽和儲(chǔ)氫，但現(xiàn)在所講的儲(chǔ)能是指雙向式儲(chǔ)電，氫能一般來(lái)講，從現(xiàn)今來(lái)看，還不能說(shuō)是狹義的儲(chǔ)能技術(shù)，抽水蓄能也不算，至少現(xiàn)在來(lái)講從學(xué)科上是這樣設(shè)定的。

新能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性和反調(diào)峰性，給電力系統(tǒng)的電力電量平衡帶來(lái)巨大壓力，成為高比例新能源消納的主要障礙。2030年，風(fēng)、光裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到12~16億千瓦，全國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能日最大功率波動(dòng)預(yù)計(jì)4~6億千瓦，大大超出電源調(diào)節(jié)能力，迫切需要重新構(gòu)建調(diào)峰體系。依據(jù)新版《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》要求，“新能源場(chǎng)站應(yīng)提高調(diào)節(jié)能力，必要時(shí)配置抽蓄、儲(chǔ)能電站等靈活調(diào)節(jié)資源。”惠東稱(chēng)，未來(lái)最大負(fù)荷增速仍高于用電量增速，負(fù)荷峰谷差異呈增大趨勢(shì)；尖峰負(fù)荷短而高，調(diào)節(jié)極端時(shí)間的負(fù)荷尖峰需要增加調(diào)節(jié)因素，減少滿(mǎn)足最大負(fù)荷需要的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。到2025年峰谷差約4億千瓦（國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)），電網(wǎng)調(diào)峰壓力將隨著負(fù)荷峰谷差的提高進(jìn)一步增加。高比例新能源電力系統(tǒng)安全問(wèn)題愈發(fā)復(fù)雜嚴(yán)峻。隨著低慣量、弱支撐的新能源機(jī)組在電網(wǎng)中的比例不斷增加，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低30%以上，系統(tǒng)安全問(wèn)題日益突出。

隨著用戶(hù)側(cè)分布式光伏、電動(dòng)汽車(chē)等新型用能形勢(shì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷的不確定性逐漸增加，將對(duì)用戶(hù)的供電安全、電能質(zhì)量和配電設(shè)施的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。惠東表示，著力提升電力系統(tǒng)靈活性，是應(yīng)對(duì)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型，破解新能源消納難題有效方式，高比例能源接入，需要用高比例靈活資源布局來(lái)應(yīng)對(duì)。當(dāng)前電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)的主要手段包括火電、氣電、抽水蓄能電站、規(guī)?；枨箜憫?yīng)。但是，調(diào)節(jié)資源面臨以下問(wèn)題：①靈活性調(diào)節(jié)資源缺口大，且愈來(lái)愈大。②調(diào)節(jié)資源的靈活性不足，火電機(jī)組的靈活調(diào)節(jié)受機(jī)組低負(fù)荷工況的設(shè)備運(yùn)行安全、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、脫硝等環(huán)保達(dá)標(biāo)排放等方面因素制約。③靈活性調(diào)節(jié)資源的布局不盡合理，抽水蓄能機(jī)組調(diào)節(jié)較為靈活，但我國(guó)抽蓄電站站址資源分布不均。④激活既有調(diào)節(jié)資源，缺乏完善的市場(chǎng)化機(jī)制。

總體來(lái)講對(duì)于靈活性資源調(diào)節(jié)資源的服務(wù)目的要做兩件事情，第一，保障電力系統(tǒng)各時(shí)間尺度的實(shí)時(shí)平衡（安全）。第二，輔助電能實(shí)現(xiàn)高效利用（消納）。儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)講具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠迅速實(shí)現(xiàn)充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)；具有調(diào)節(jié)精準(zhǔn)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制與跟蹤；具有有功/無(wú)功正負(fù)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)；在額定功率表范圍內(nèi)，具有無(wú)調(diào)節(jié)深度限制的特性，無(wú)需熱備用，無(wú)啟停時(shí)間；具有靈活布局和配置的特點(diǎn)，便于模塊化設(shè)計(jì)。儲(chǔ)能在未來(lái)電力需求建立靈活性資源調(diào)整的地位，就是靈活性調(diào)節(jié)資源，而電化學(xué)是日調(diào)節(jié)資源。作為日調(diào)節(jié)來(lái)講，我們確確實(shí)實(shí)8小時(shí)以下，做到秒級(jí)甚至到電化學(xué)所能夠承擔(dān)的發(fā)揮作用，所以我們將來(lái)對(duì)技術(shù)上要進(jìn)行一些研判。

關(guān)于鋰離子電池在未來(lái)承擔(dān)的重要角色，惠東介紹道，它的發(fā)展趨勢(shì)要朝著高安全、長(zhǎng)日歷壽命、高循環(huán)壽命、低成本上發(fā)展，在系統(tǒng)集成技術(shù)和運(yùn)行技術(shù)方面都需要進(jìn)一步更大跨度獲得突破。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看：

一、在高比例新能源接入地區(qū)，通過(guò)新能源場(chǎng)站配套建設(shè)，促進(jìn)新能源消納，分布式或集中式儲(chǔ)能均可通過(guò)棄電存儲(chǔ)與參與調(diào)峰，提升高比例新能源接入電力系統(tǒng)后電網(wǎng)電力電量在空間和時(shí)間上的平衡能力，促進(jìn)高比例新能源消納利用。

二、提供電力系統(tǒng)主動(dòng)支撐（慣量支撐及一次頻率調(diào)節(jié)），在高比例新能源和大容量直流接入地區(qū)，規(guī)模化儲(chǔ)能可彌補(bǔ)高比例新能源和大容量直流接入可能帶來(lái)的大功率不平衡的沖擊問(wèn)題，提升同步電網(wǎng)的慣量支撐，以及在電網(wǎng)大擾動(dòng)后期的一次調(diào)頻能力，有效降低電網(wǎng)頻率越限和失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

三、納入安控系統(tǒng)，提供緊急功率支撐。將規(guī)模化儲(chǔ)能納入安控系統(tǒng)，可為系統(tǒng)提供緊急功率支援，提高交直流混聯(lián)大區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，減小負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)，一定程度上等效釋放饋入直流的輸電能力。

四、滿(mǎn)足地區(qū)短時(shí)尖峰負(fù)荷供電，釋放電力輸配電資源能力。利用儲(chǔ)能滿(mǎn)足尖峰負(fù)荷供電需求，可延緩為滿(mǎn)足短時(shí)最大負(fù)荷或網(wǎng)絡(luò)阻塞而新增的電網(wǎng)建設(shè)投資。儲(chǔ)能擴(kuò)容量配置簡(jiǎn)單靈活，將成為未來(lái)電網(wǎng)保障峰荷供電、節(jié)約基建投資、提高輸變電設(shè)備利用率的剛性要求。

五、在客戶(hù)側(cè)通過(guò)虛擬電廠將分布式儲(chǔ)能資源聚合實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)及需求響應(yīng)，促進(jìn)綜合能源新液態(tài)。儲(chǔ)能是提升負(fù)荷調(diào)控能力，提升配電網(wǎng)安全運(yùn)行水平的重要手段之一，將各類(lèi)分布式儲(chǔ)能資源進(jìn)行聚合并協(xié)同用戶(hù)側(cè)可調(diào)負(fù)荷，聯(lián)合參與價(jià)格和激勵(lì)型需求響應(yīng)，可深度釋放各類(lèi)可調(diào)節(jié)負(fù)荷的潛能，實(shí)現(xiàn)各方互益共贏，產(chǎn)生巨大市場(chǎng)需求。

在談及到儲(chǔ)能裝機(jī)時(shí)，惠東談到，首先，儲(chǔ)能裝機(jī)只有達(dá)到一定規(guī)模，才能在電力系統(tǒng)中間發(fā)揮顯著的作用。其次，電化學(xué)儲(chǔ)能是儲(chǔ)能極其重要的一種技術(shù)形態(tài)，十四五期間由于各方面的因素，儲(chǔ)可能還難以成為調(diào)節(jié)資源的主力。但是到十五五和十六五，規(guī)?；瘍?chǔ)能主力作用開(kāi)始凸顯，預(yù)計(jì)未來(lái)十年內(nèi)，鋰離子電池仍將保持主導(dǎo)應(yīng)用地位。第三，光伏+鋰離子電池儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)可置信調(diào)度發(fā)電的成本，且低于常規(guī)火電機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)。對(duì)儲(chǔ)能電池的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求電池系統(tǒng)500-550元/kWh,儲(chǔ)能電池運(yùn)行壽命20年以上。

（本文根據(jù)嘉賓演講內(nèi)容整理，未經(jīng)嘉賓審核）