構建(jian)以新(xin)(xin)能(neng)(neng)源為主(zhu)體的(de)(de)新(xin)(xin)型電力系(xi)統的(de)(de)關鍵(jian),在于提升系(xi)統的(de)(de)靈活性。儲能(neng)(neng)作(zuo)為重要(yao)的(de)(de)調(diao)節資(zi)源,對于促進(jin)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源高(gao)(gao)比例消納、保障電力安全供應和提高(gao)(gao)電力系(xi)統運(yun)行效(xiao)率具有重要(yao)作(zuo)用。行業(ye)應根據各類(lei)儲能(neng)(neng)的(de)(de)自身特點,結合(he)以新(xin)(xin)能(neng)(neng)源為主(zhu)體的(de)(de)新(xin)(xin)型電力系(xi)統運(yun)行要(yao)求,協調(diao)推進(jin)儲能(neng)(neng)行業(ye)發展。
儲能有助于構建綠色、安全、高效的新型電力系統
儲能有助于提高新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)納(na)水平,實現(xian)(xian)綠色低碳發(fa)展。構建新(xin)型(xing)電(dian)力(li)系(xi)統的基本內涵是(shi)重構能源(yuan)(yuan)(yuan)產供儲銷體系(xi),實現(xian)(xian)能源(yuan)(yuan)(yuan)結構由以(yi)化石能源(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)主體向以(yi)新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)為(wei)主體的轉(zhuan)型(xing)升級(ji)。與化石能源(yuan)(yuan)(yuan)相(xiang)比,風電(dian)、光伏等新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)是(shi)“看(kan)天吃飯”的不(bu)穩定電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),而儲能可有效解決新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)出力(li)與用電(dian)負(fu)荷(he)時空(kong)不(bu)匹配的問題,實現(xian)(xian)新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)充分消(xiao)納(na)利(li)用。
儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)助于(yu)增(zeng)強系(xi)(xi)統靈活性,提高新型(xing)電(dian)力系(xi)(xi)統的(de)(de)安全(quan)水(shui)平。以新能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)為主體的(de)(de)新型(xing)電(dian)力系(xi)(xi)統呈現(xian)明(ming)顯(xian)的(de)(de)高比例可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)接(jie)入(ru)與高比例電(dian)力電(dian)子(zi)設備應(ying)用的(de)(de)“雙高”特性。在碳達(da)峰、碳中和(he)目標約束下,煤(mei)電(dian)等(deng)傳統調節電(dian)源(yuan)發展規模受限,未(wei)來(lai)電(dian)力系(xi)(xi)統的(de)(de)靈活性難以滿足新能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)大規模并網(wang)的(de)(de)運(yun)行要求(qiu)。充(chong)放靈活的(de)(de)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)不(bu)僅可有(you)效(xiao)提升系(xi)(xi)統調節能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力,還可以為系(xi)(xi)統提供頻率、電(dian)壓支撐,改善電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)質量,提高新型(xing)電(dian)力系(xi)(xi)統的(de)(de)安全(quan)穩定水(shui)平。
儲(chu)(chu)能(neng)應用(yong)場景(jing)多元,可提(ti)高(gao)(gao)新型(xing)電力(li)系(xi)統的運行效率。在電源側,儲(chu)(chu)能(neng)可以(yi)通過協同優(you)化運行提(ti)高(gao)(gao)新能(neng)源消納水平;在電網側,儲(chu)(chu)能(neng)可以(yi)提(ti)高(gao)(gao)電網供電能(neng)力(li),延(yan)緩或替代電網投資;在用(yong)戶側,儲(chu)(chu)能(neng)可以(yi)與新型(xing)電力(li)終端深度融合,形成產銷一體、智慧用(yong)能(neng)的能(neng)源消費(fei)新格局,提(ti)高(gao)(gao)系(xi)統運行效率。
根據新型電力系統運行要求,在不同時間尺度上發展不同功能定位的儲能
構建(jian)新型(xing)電(dian)力系(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin),是新能源成為(wei)主體電(dian)源后如何實現和保(bao)障不同(tong)時間尺度(du)上的(de)電(dian)力電(dian)量(liang)平衡,其(qi)關鍵在于統(tong)籌發(fa)展不同(tong)功(gong)能定(ding)位的(de)儲能。
電(dian)化(hua)學儲(chu)能(neng)具有精準(zhun)控(kong)(kong)制、快速(su)響(xiang)應、布局靈活的(de)(de)特點,持續(xu)放(fang)(fang)電(dian)時(shi)(shi)間為(wei)分(fen)鐘至(zhi)小時(shi)(shi)級(ji),充放(fang)(fang)電(dian)轉(zhuan)換相(xiang)對靈活,可快速(su)吸(xi)收(shou)、釋放(fang)(fang)功率,能(neng)夠有效(xiao)支撐節點電(dian)壓、平抑系統頻(pin)(pin)率波(bo)動,將(jiang)不穩(wen)定的(de)(de)新(xin)能(neng)源出力轉(zhuan)化(hua)為(wei)穩(wen)定可靠的(de)(de)電(dian)力供應,適用(yong)于超短周期(毫秒(miao)(miao)至(zhi)秒(miao)(miao)級(ji))和短周期(分(fen)鐘至(zhi)小時(shi)(shi)級(ji))調頻(pin)(pin)調壓場(chang)景(jing)。電(dian)化(hua)學儲(chu)能(neng)主要解決新(xin)能(neng)源波(bo)動性問題,在頻(pin)(pin)率控(kong)(kong)制、改善電(dian)能(neng)質量、可再生(sheng)能(neng)源消納等(deng)方面將(jiang)發揮重要作用(yong)。
抽水(shui)蓄能(neng)具有(you)大(da)規模能(neng)量吞(tun)吐能(neng)力(li),放(fang)電時(shi)間(jian)為小時(shi)級及(ji)以上(shang),具有(you)長時(shi)間(jian)尺度(du)(日內和(he)多日)的電網(wang)調峰及(ji)電力(li)平(ping)衡能(neng)力(li)。抽水(shui)蓄能(neng)主要解決(jue)新(xin)能(neng)源間(jian)歇性問題,在(zai)提升系統(tong)調峰能(neng)力(li)、系統(tong)安(an)全性和(he)特殊天氣場景下電力(li)供應(ying)保障(zhang)能(neng)力(li)等(deng)方面作用明顯。
氫(qing)能(neng)具備(bei)清潔和(he)長(chang)周(zhou)期儲(chu)能(neng)優勢(shi),可(ke)解決風電、光伏等(deng)可(ke)再(zai)生能(neng)源不穩定和(he)低(di)能(neng)量密度問題(ti),實(shi)現高比例可(ke)再(zai)生能(neng)源的(de)(de)中長(chang)期(季節)供需平衡。目前,氫(qing)能(neng)技(ji)術在(zai)電-氫(qing)轉(zhuan)換、氫(qing)能(neng)輸送和(he)存儲(chu)等(deng)方面還有(you)待提高,但隨著(zhu)電-氫(qing)轉(zhuan)換技(ji)術的(de)(de)進(jin)步和(he)成本降低(di),氫(qing)能(neng)有(you)望在(zai)新能(neng)源大規模長(chang)周(zhou)期存儲(chu)方面發揮重要作用。
結合新型電力系統的特點,協調推動儲能發展
集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)和分布式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)相(xiang)(xiang)結合(he)發(fa)展(zhan)。當(dang)(dang)前,新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)展(zhan)呈(cheng)現出集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)與分布式(shi)(shi)并(bing)舉的(de)態(tai)勢,新(xin)(xin)型電力(li)系(xi)統(tong)的(de)網(wang)(wang)架(jia)結構將向“主干網(wang)(wang)架(jia)+中(zhong)小型電網(wang)(wang)及(ji)微(wei)型電網(wang)(wang)”柔(rou)性互聯形態(tai)發(fa)展(zhan),與此相(xiang)(xiang)適(shi)(shi)應(ying)(ying),行(xing)業應(ying)(ying)推動集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)和分布式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)相(xiang)(xiang)結合(he)發(fa)展(zhan)。集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)包括抽水蓄(xu)能(neng)、大(da)(da)容量儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電站(zhan)等(deng)(deng)。抽水蓄(xu)能(neng)適(shi)(shi)合(he)長時間尺(chi)度電網(wang)(wang)調(diao)峰及(ji)電力(li)平衡場(chang)(chang)景(jing),可統(tong)一在(zai)電網(wang)(wang)側配置(zhi);大(da)(da)容量儲(chu)(chu)(chu)能(neng)電站(zhan)可在(zai)集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電基(ji)地適(shi)(shi)當(dang)(dang)配置(zhi),以(yi)實(shi)(shi)現儲(chu)(chu)(chu)能(neng)系(xi)統(tong)與新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)、電網(wang)(wang)的(de)協調(diao)優化運行(xing)。分布式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)包括小型儲(chu)(chu)(chu)能(neng)、電動汽車等(deng)(deng),可推動建設(she)小區、樓宇(yu)、家庭應(ying)(ying)用(yong)場(chang)(chang)景(jing)下(xia)的(de)分布式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)設(she)備(bei),實(shi)(shi)現儲(chu)(chu)(chu)能(neng)設(she)備(bei)的(de)混合(he)配置(zhi)、高效管理、友好并(bing)網(wang)(wang),促進新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)就(jiu)地就(jiu)近消納利用(yong)。
電儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)與其他各類(lei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)結合(he)發(fa)(fa)展。柔性開(kai)放(fang)是新(xin)型(xing)電力系統的顯著特征,新(xin)型(xing)電力系統將實現(xian)多元(yuan)化源(yuan)(yuan)荷開(kai)放(fang)接入。在(zai)(zai)此背景(jing)下,應推動電儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)與各類(lei)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)結合(he)發(fa)(fa)展。在(zai)(zai)發(fa)(fa)電側,可(ke)大力推進新(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)場站配(pei)(pei)置新(xin)型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng),研(yan)(yan)究(jiu)推廣光(guang)熱發(fa)(fa)電儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng);在(zai)(zai)電網(wang)側,可(ke)加快抽水蓄能(neng)(neng)(neng)(neng)電站建設,推進電網(wang)側新(xin)型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)合(he)理(li)布局;在(zai)(zai)用戶側,可(ke)推動新(xin)型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)多元(yuan)化發(fa)(fa)展,研(yan)(yan)究(jiu)儲(chu)(chu)(chu)電與儲(chu)(chu)(chu)熱、儲(chu)(chu)(chu)冷、儲(chu)(chu)(chu)氫等(deng)各類(lei)型(xing)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)結合(he)發(fa)(fa)展,實現(xian)在(zai)(zai)新(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)高效(xiao)利用目標下,以(yi)電能(neng)(neng)(neng)(neng)為(wei)核心的多能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生(sheng)產和(he)消費的匹配(pei)(pei)。
以(yi)數字化技術推(tui)動儲能(neng)(neng)與新(xin)能(neng)(neng)源協(xie)同運行。數字化技術是支(zhi)撐構建新(xin)型電(dian)力系統的關鍵技術。依托云計算(suan)、移(yi)動互聯網(wang)、人工(gong)智(zhi)能(neng)(neng)以(yi)及先進傳感測量(liang)、通(tong)信(xin)信(xin)息、控(kong)制技術等現代化技術,能(neng)(neng)實現源網(wang)荷儲之間的高(gao)效(xiao)交(jiao)互,提(ti)升(sheng)新(xin)型電(dian)力系統靈活性(xing)。在此背(bei)景(jing)下,行業(ye)可(ke)利用(yong)物聯網(wang)和區(qu)塊鏈等數字化技術,聚合用(yong)戶側儲能(neng)(neng)、電(dian)動汽(qi)(qi)車等海量(liang)可(ke)調節資源,實現“新(xin)能(neng)(neng)源+儲能(neng)(neng)”“新(xin)能(neng)(neng)源+電(dian)動汽(qi)(qi)車”協(xie)調運行,促(cu)進新(xin)能(neng)(neng)源大規模并網(wang)和消納。
注:本文作者楊再敏、孫思揚均供職于南方電網能源發展研究院。