工商業儲能發電(diàn)側的3大(dà)配置原則

目前儲能技(jì)術(shù)的開(kāi)發利用還(hái)處在多(duō)樣化發展階段，不同的儲能技(jì)術(shù)所具有(yǒu)的技(jì)術(shù)經濟優勢和(hé)局限性差異很(hěn)大(dà)，故其适用于哪些(xiē)領域，需要進一步具體(tǐ)分析。隻有(yǒu)堅持技(jì)術(shù)上(shàng)可(kě)行(xíng)可(kě)靠、成本經濟的路線，才能具有(yǒu)大(dà)規模商業化應用的前景。因此，有(yǒu)必要對儲能技(jì)術(shù)的具體(tǐ)特性進行(xíng)綜合評價，為(wèi)儲能項目的技(jì)術(shù)選型提高(gāo)參考。

儲能技(jì)術(shù)發展階段及發展趨勢

從全球來(lái)看，截至2022年底，抽水(shuǐ)蓄能、傳統壓縮空(kōng)氣、儲冷儲熱、鉛蓄電(diàn)池、锂離子電(diàn)池都進入了商業化應用；先進壓縮空(kōng)氣、飛輪、液流電(diàn)池處于推廣應用階段，已非常接近商業化應用；鈉離子電(diàn)池、超級電(diàn)容器(qì)等儲能技(jì)術(shù)處于示範應用階段。
從中國來(lái)看，先進壓縮空(kōng)氣儲能、全礬液流電(diàn)池儲能、鈉離子儲能等技(jì)術(shù)的研發和(hé)應用走在世界前列，處于************水(shuǐ)平；鉛蓄電(diàn)池、锂離子電(diàn)池、儲冷儲熱處于并跑階段；抽水(shuǐ)蓄能、飛輪儲能、超級電(diàn)容器(qì)在一些(xiē)關鍵技(jì)術(shù)上(shàng)落後于世界。
目前主流應用儲能技(jì)術(shù)的主要性能比較如下表所示。當前，磷酸鐵(tiě)锂為(wèi)最主要的新型儲能技(jì)術(shù)，同煤電(diàn)比較，初始投資成本與煤電(diàn)持平，度電(diàn)成本相對較高(gāo)。從初始投資上(shàng)看，近兩年，10萬千瓦2小(xiǎo)時(shí)的磷酸鐵(tiě)锂儲能系統初始投資成本為(wèi)2800~4400元/kW，30～60萬千瓦國産機組3500-4500元/kW，二者成本相差不大(dà)。從度電(diàn)成本看，火(huǒ)電(diàn)在電(diàn)煤1000元/噸情況下度電(diàn)成本為(wèi)0.35~0.4元/kWh，儲能在“兩充兩放”情況下為(wèi)度電(diàn)成本為(wèi)0.6~0.7元/kWh。

發電(diàn)側儲能需求及配置原則

發電(diàn)側配置儲能應根據電(diàn)源基礎數(shù)據，并結合電(diàn)網需求開(kāi)展，宜以省級或地市級電(diàn)網為(wèi)單位開(kāi)展。配置原則如圖2-1所示。

水(shuǐ)電(diàn)大(dà)省儲能需求

（1）儲能需求  

   1）長周期能量時(shí)移需求水(shuǐ)電(diàn)機組具有(yǒu)明(míng)顯的豐水(shuǐ)期和(hé)枯水(shuǐ)期，季節性負荷大(dà)的波動，枯水(shuǐ)期電(diàn)力缺口是由于電(diàn)量不足導緻的，儲能方面需要重點關注氫能等跨季節儲能系統或采用風光水(shuǐ)互補方案。目前的新型儲能時(shí)長大(dà)多(duō)在8小(xiǎo)時(shí)以下，難以發揮裝機替代作(zuò)用。  

   2）超短(duǎn)時(shí)抑制(zhì)超低(dī)頻振蕩需求水(shuǐ)電(diàn)機組具有(yǒu)水(shuǐ)錘效應，對于含高(gāo)比例水(shuǐ)電(diàn)電(diàn)力系統，其頻率特性呈現弱阻尼性，導緻系統頻率容易發生(shēng)超低(dī)頻率的持續振蕩現象（即超低(dī)頻振蕩），降低(dī)了電(diàn)力系統頻率穩定水(shuǐ)平。儲能應用于超低(dī)頻振蕩抑制(zhì)，既不需要修改水(shuǐ)電(diàn)機組的原有(yǒu)控制(zhì)系統，也不需要調整水(shuǐ)電(diàn)機組調速系統的控制(zhì)死區(qū)、頻率放大(dà)倍數(shù)和(hé)PID參數(shù)等主要參數(shù)，從而有(yǒu)利于保留水(shuǐ)電(diàn)機組一次調頻調節量大(dà)和(hé)調節速率快的優勢，進而不會(huì)影(yǐng)響電(diàn)力系統的負荷快速跟蹤和(hé)頻率快速調整的能力。

（2）配置原則

   1）系統長周期調峰需求應根據電(diàn)力、電(diàn)量、峰谷差分析确定。

   2）用于系統長周期調峰的儲能電(diàn)站(zhàn)功率與能量配置規模宜考慮儲能利用率和(hé)經濟效益，經過技(jì)術(shù)經濟性比較後确定

火(huǒ)電(diàn)大(dà)省儲能需求

（1）儲能需求

  截至到2020年底，我國山(shān)東、內(nèi)蒙古、江蘇、廣東、河(hé)南、山(shān)西、新疆、安徽八省煤電(diàn)裝機容量都超過5000萬千瓦，占我國煤電(diàn)總裝機容量的53.9%。火(huǒ)電(diàn)裝機占比大(dà)的省份，儲能主要是滿足新能源消納、調頻、緊急功率支撐等。
（2）配置原則
  對于提供系統調峰、緊急功率支撐等應用場(chǎng)景，應根據電(diàn)力系統需求預測結果，确定儲能電(diàn)站(zhàn)的功率和(hé)能量規模、布局位置、建設時(shí)序。具體(tǐ)要求如下：

   1）儲能電(diàn)站(zhàn)的配置功率和(hé)能量規模應根據其多(duō)場(chǎng)景綜合支撐能力，經技(jì)術(shù)經濟分析确定；

   2）儲能電(diàn)站(zhàn)的布局位置應根據其應用場(chǎng)景，結合電(diàn)源分布、負荷分布和(hé)電(diàn)網網架等因素，采用就近部署原則，重點選擇在負荷密集接入、新能源密集接入、大(dà)規模分布式電(diàn)源彙集、大(dà)容量直流饋入、調峰調頻困難、電(diàn)壓支撐能力不足等關鍵電(diàn)網節點；

   3）儲能電(diàn)站(zhàn)建設時(shí)序應根據負荷逐年預測結果、電(diàn)源與電(diàn)網項目建設時(shí)序确定，滿足電(diàn)力系統對儲能電(diàn)站(zhàn)的逐年規劃配置需求。

新能源大(dà)省儲能需求

（1）儲能需求
随着波動性可(kě)再生(shēng)能源滲透率的提高(gāo)而逐步增多(duō)，風電(diàn)、光伏出力的随機性、波動性和(hé)不确定性導緻了系統多(duō)時(shí)間(jiān)尺度有(yǒu)功功率不平衡，主要包括平滑輸出功率波動、跟蹤計(jì)劃出力曲線、削峰填谷、輔助頻率調節、提供電(diàn)網調峰等。
（2）配置原則

   1）風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)配置電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)的額定功率和(hé)額定能量應在分析風電(diàn)、光伏出力特性的基礎上(shàng)，結合平滑輸出功率波動、跟蹤計(jì)劃出力曲線、削峰填谷、輔助頻率調節、提供電(diàn)網調峰、無功電(diàn)壓支撐等應用場(chǎng)景确定。

   2）風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)配置電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)的額定功率與額定能量應根據儲能的多(duō)應用場(chǎng)景利用能力和(hé)綜合經濟效益，經技(jì)術(shù)經濟比較确定。

   3）風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)配置電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)的建設時(shí)序應結合風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)分批次建設情況，以及場(chǎng)站(zhàn)及其彙集站(zhàn)送出線路的輸送能力确定。

   4）單個(gè)風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)配置的電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)并網點宜選擇在風電(diàn)場(chǎng)、光伏電(diàn)站(zhàn)內(nèi)部。

   5）同一區(qū)域內(nèi)風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)采用多(duō)場(chǎng)站(zhàn)彙集方式接入電(diàn)網時(shí)，電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)的額定功率和(hé)額定能量應在分析彙集站(zhàn)的綜合出力特性基礎上(shàng)确定，并網點宜選擇彙集站(zhàn)升壓變低(dī)壓側母線。

   6）不同區(qū)域風電(diàn)場(chǎng)、光伏發電(diàn)站(zhàn)配置共享型電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)時(shí)，電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)的額定功率和(hé)額定能量應在分析各場(chǎng)站(zhàn)出力疊加後的綜合出力特性基礎上(shàng)确定，并網點應根據電(diàn)化學儲能電(diàn)站(zhàn)建設位置及周邊電(diàn)網接入條件綜合确定。
目前發電(diàn)側儲能的應用以單一技(jì)術(shù)為(wèi)主，火(huǒ)儲聯合調頻商業化程度最高(gāo)，但(dàn)規模有(yǒu)限；新能源單獨配儲，成本由新能源場(chǎng)站(zhàn)單獨承擔，經濟性最差；目前發電(diàn)側的主要調節需求是2~4小(xiǎo)時(shí)的調峰，大(dà)規模的共享儲能是目前及十四五發電(diàn)側儲能的主要方式。
随着新能源裝機的快速增長，單一的儲能系統已不能夠滿足市場(chǎng)需求。利用兩種或多(duō)種儲能技(jì)術(shù)配合應用的混合儲能可(kě)實現性能上(shàng)的優勢互補，滿足不同應用場(chǎng)景、不同運行(xíng)工況下的差異化需求，避免單一型儲能功能制(zhì)約和(hé)不足。混合儲能系統将成為(wèi)儲能行(xíng)業發展的必然趨勢。
随着新版“兩個(gè)細則”的逐漸落地，集中式新能源場(chǎng)站(zhàn)需具備慣量響應、一次調頻、無功電(diàn)壓支撐等功能，響應快速、長壽命是這些(xiē)場(chǎng)景的基本要求，飛輪、超級電(diàn)容等功率型儲能需求将越來(lái)越大(dà)。
以上(shàng)內(nèi)容節選自《雙碳背景下發電(diàn)側儲能綜合價值評估及政策研究》，該報告由中關村儲能産業技(jì)術(shù)聯盟（CNESA）和(hé)自然資源保護協會(huì)（NRDC）共同發布。報告重點圍繞發電(diàn)側儲能3個(gè)典型應用場(chǎng)景，開(kāi)展發電(diàn)側儲能技(jì)術(shù)适用度和(hé)綜合價值評價，在調研4個(gè)典型省份新型儲能發展的基礎上(shàng)，分析了發電(diàn)側儲能面臨的利用率低(dī)、經濟性差、成本疏導困難等問題，總結了發電(diàn)側儲能在技(jì)術(shù)經濟性、消防安全、市場(chǎng)化方面的挑戰，并提出了促進發電(diàn)側儲能規模化、市場(chǎng)化發展的政策建議。 
該研究項目的意義在于輔助項目開(kāi)發者深刻把握發電(diàn)側儲能典型應用場(chǎng)景及技(jì)術(shù)需求；幫助利益相關者全面認識儲能的價值，尤其在減煤、減碳方面；總結典型省份經驗，輔助政策制(zhì)定者制(zhì)定和(hé)完善發電(diàn)側儲能政策及市場(chǎng)規則。