牛猛1 季顺国2
1 中国华电集团电力建设技术咨询有限公司 北京 100017 2 国电南京自动化股份有限公司 江苏 南京 210031
摘要：随着新时代的发展，电力储能系统其快速的响应能力，解决了目前调峰与调频问题，从而减少调峰电站、备用容量及输配设备扩容等投入，使得传统机组更多的在额定工作状态下工作，充分提高了机组使用效率，减少机组损耗，进一步提升了经济性。与此同时推动储能系统技术不断进步，最终储能系统将应用于发输配售全部环节。
关键词：电力储能系统；发展现状；展望
引言
目前电力储能技术在电力系统中应用，能有效解决调峰与调频问题。针对储能系统产业发展现状，阐述了储能系统产业发展趋势，并对储能系统在电力系统供用进行了展望，旨在为相关人员提供理论参考，不断优化储能技术，提高能源转化率，促使储能技术在电力系统中广泛应用。
1电力储能系统产业发展现状
我国目前已经拥有的储能装机量为28．9GW，增长19%，其中抽水蓄能占比98%，电池化学储能累计装机389．8MW，增长45%，占比1．3%。锂离子电池占58%、铅蓄电池占36%、液流电池占4%、超级电容占2%、钠硫电池0．1%。储能系统产业在政策和市场还不完善的情况下已经率先启动，市场需求也在逐渐提升，预计在短期内，电力储能系统产业继续保持增长势头。
2电力储能系统产业发展趋势
2.1持续完善储能系统安全性和可靠性
最近十年在全球范围内各种新型储能技术快速发展，储能系统在使用寿命、功率和容量的规模化、运行可靠性、投资成本等方面获得了突破。完善储能系统储能系统安全性和可靠性对于实现储能技术的应用价值具有促进作用。具体包括：
（1）系统规模大：模块化设计，通过并联实现百MW以上级别系统规模；
（2）响应速度快：毫秒级时间尺度内实现额定功率范围内的有功无功的输入和输出；
（3）能精确控制：能够在可调范围内的任何功率点保持稳定输出；
（4）双向调节能力：充电为用电负荷，放电为发电电源，额定功率双倍的调节能力；
（5）系统寿命长：管理良好的储能系统的循环寿命可以达到百万次以上。
2.2储能系统持续强化系统控制功能
储能技术应用于新能源电力系统中，对于维护电力系统安全运行具有重要作用。工作人员在运用储能技术进行新能源电力系统能源储存和转化工作时，为了促使储能技术达到最佳应用效果，需要结合电力系统运行情况，强化储能系统控制功能，尤其对电力系统内部功率较大的电流进行控制，通过对系统内部电流的有效控制，降低能源消耗量，实现储能技术在新能源电力系统领域的应用目的。工作人员强化储能系统的控制功能，除了控制系统内部电流变动情况，还可以通过控制储能系统内部装置，结合先进的信息技术，充分发挥现代技术智能化的优势，控制电力系统的电流变动，加强对能源转化的有效控制，促进储能系统控制自动化，促使储能技术在新能源电力系统储能转化控制中得到广泛应用。
2.3储能系统持续优化配置
针对于我国的储能系统来说，在进行持续优化的过程中必须要实现高质量和稳定的电能，使其可以保证功率在实际进行波动的过程中变得更加稳定，重复的对经济性和技术性引起足够的重视，使其内部容量可以得到全面的提升，更好地满足现如今的实际储能需要。在此之外，通过积极的开发新能源，对实际运行过程中的特点曲线做出良好的分析，不断地对电力系统的设计进行持续的优化，重复考核曲线和相关的负荷特性，这样才能更加全面的优化新能源发电的联合系统，最终保证电力系统更加科学以及完善。
3储能系统在电力系统中应用的展望
从整个电力系统的角度看，储能的应用场景可以分为发电侧、输配电侧和用电侧三大场景。
这三大场景又都可以从电网的角度分成能量型需求和功率型需求。能量型需求一般需要较长的放电时间（如能量时移），而对响应时间要求不高。与之相比，功率型需求一般要求有快速响应能力，但是一般放电时间不长（如系统调频）。
实际应用中，需要根据各种场景中的需求对储能技术进行分析，以找到最适合的储能技术。
3.1系统调频应用
频率的变化会对发电及用电设备的安全高效运行及寿命产生影响，因此频率调节至关重要。在传统能源结构中，电网短时间内的能量不平衡是由传统机组（在我国主要是火电和水电）通过响应 AGC 信号来进行调节的。而随着新能源的并网，风光的波动性和随机性使得电网短时间内的能量不平衡加剧，传统能源（特别是火电）由于调频速度慢，在响应电网调度指令时具有滞后性，有时会出现反向调节之类的错误动作，因此不能满足新增的需求。相较而言，储能（特别是电化学储能）调频速度快，电池可以灵活地在充放电状态之间转换，成为非常好的调频资源。和负荷跟踪相比，系统调频的负荷分量变化周期在分秒级，对响应速度要求更高（一般为秒级响应），对负荷分量的调整方式一般为AGC。但是系统调频是典型的功率型应用，其要求在较短时间内进行快速的充放电，采用电化学储能时需要有较大的充放电倍率，会减少一些类型电池的寿命，因此对于储能电池充放电倍率、次数提出更高要求。
3.2系统调峰应用
由于用电负荷在不同时间段有差异，煤电机组需要承担调峰能力，因此需要留出一定的发电容量作为相应尖峰负荷的能力，这使得火电机组无法达到满发状态，影响机组运行的经济性。采用储能可以在用电负荷低谷时充电，在用电尖峰时放电以降低负荷尖峰。利用储能系统的替代效应将煤电的容量机组释放出来，从而提高火电机组的利用率，增加其经济性。能量型的应用对充放电的时间没有严格要求，对于充放电的功率要求也比较宽，但是因为用户的用电负荷及可再生能源的发电特征导致能力时移的应用频率相对较高，每年在 200 次左右。因而以能量型应用为主。
3.3可再生能源并网应用
由于风电、光伏发电出力随机性、间歇性的特点，其电能质量相比传统能源要差，由于可再生能源发电的波动（频率波动、出力波动等）从数秒到数小时之间，因此既有功率型应用也有能量型应用，一般可以将其分为可再生能源能量时移、可再生能源发电容量固化和可再生能源出力平滑三类应用。例如针对光伏发电弃光的问题，需要将白天发出的剩余电量进行储存以备晚上放电，属于可再生能源的能量时移。而针对风电，由于风力的不可预测性，导致风电的出力波动较大，需要将其平滑，因而以功率型应用为主。
4结语
与全球储能产业发展和应用情况不同，国内大型储能示范项目多在可再生能源并网侧体现。由于储能在提高输出质量和促进消纳等方面的利益难以得到准确衡量，该应用领域全部以示范应用形式体现，并且我国电力市场开放程度有限，市场化价格机制和现货市场交易机制尚未完全形成，虽然一定程度上制约了储能技术的灵活应用，但是也为储能技术应用提供了保护，固定峰谷电价、需量电费管理和即将全面推广的需求响应，能为储能技术应用提供较为固定的收益，随着储能技术成本的下降，项目投资回收期将缩短，用户侧也成为了最具有商业化基础的应用领域，最终系统将应用于发输配售全部环节。
参考文献
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［2］陈钰慧．浅谈新能源电力系统中的储能技术［J］．科技经济导刊，2018(01):55．
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