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儲能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，對推動能源綠色轉(zhuǎn)型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)碳達峰碳中和具有重要意義。2021年7月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，大力推進電源側(cè)儲能項目建設(shè)、積極推動電網(wǎng)側(cè)儲能合理化布局、積極支持用戶側(cè)儲能多元化發(fā)展，到2025年，裝機規(guī)模達3000萬千瓦以上，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。《2021年儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》顯示，2020年新增投運項目中，儲能在新能源發(fā)電側(cè)的裝機規(guī)模最大，同比增長438%。未來新型儲能將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，上海亟需搶抓儲能產(chǎn)業(yè)新賽道，大力激活儲能資源價值，推進先進儲能技術(shù)規(guī)模化發(fā)展。

儲能技術(shù)是電網(wǎng)運行過程中“采—發(fā)—輸—配—用—儲”六大環(huán)節(jié)中的重要組成部分。電力系統(tǒng)中引入儲能環(huán)節(jié)后，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負荷，不僅可以更有效地利用電力設(shè)備，降低供電成本，還可以促進可再生能源的應用，也可作為提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補償負荷波動的一種手段。

一、儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的典型應用

儲能技術(shù)的研究和發(fā)展一直受到各國能源、交通、電力、電訊等部門的重視。電能可以轉(zhuǎn)換為化學能、勢能、動能、電磁能等形態(tài)存儲，按照其具體方式可分為物理、電磁、電化學和相變儲能四大類型。

抽水蓄能電站投入運行時必須配備上、下游兩個水庫(上、下池)，負荷低谷時段抽水儲能設(shè)備工作在電動機狀態(tài)，將下游水庫的水抽到上游水庫保存，負荷高峰時抽水儲能設(shè)備工作于發(fā)電機的狀態(tài)，利用儲存在上游水庫中的水發(fā)電。抽水儲能是在電力系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種儲能技術(shù)，其主要應用領(lǐng)域包括調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用、黑啟動和提供系統(tǒng)的備用容量，還可以提高系統(tǒng)中火電站和核電站的運行效率。

壓縮空氣儲能電站(CAES)是一種調(diào)峰用燃氣輪機發(fā)電廠，主要利用電網(wǎng)負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，并將其儲藏在典型壓力7.5MPa的高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰釋放出來驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電。CAES建設(shè)投資和發(fā)電成本均低于抽水蓄能電站，但其能量密度低，并受巖層等地形條件的限制。CAES 儲氣庫漏氣開裂可能性極小，安全系數(shù)高，壽命長，可以冷啟動、黑啟動，響應速度快，主要用于峰谷電能回收調(diào)節(jié)、平衡負荷、頻率調(diào)制、分布式儲能和發(fā)電系統(tǒng)備用。

飛輪儲能系統(tǒng)由高速飛輪、軸承支撐系統(tǒng)、電動機/發(fā)電機、 功率變換器、電子控制系統(tǒng)和真空泵、緊急備用軸承等附加設(shè)備組成。谷值負荷時，飛輪儲能系統(tǒng)由工頻電網(wǎng)提供電能，帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，以動能的形式儲存能量，完成電能—機械能的轉(zhuǎn)換過程；出現(xiàn)峰值負荷時，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪作為原動機拖動電機發(fā)電，經(jīng)功率變換器輸出電流和電壓，完成機械能—電能轉(zhuǎn)換的釋放能量過程。

超導磁儲能系統(tǒng)利用超導體制成的線圈儲存磁場能量，功率輸送時無需能源形式的轉(zhuǎn)換，具有響應速度快(ms級)，轉(zhuǎn)換效率高(≥96%)、比容量/比功率大等優(yōu)點，可以實現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實時大容量能量交換和功率補償。超導磁儲能系統(tǒng)在技術(shù)方面相對簡單，沒有旋轉(zhuǎn)機械部件和動密封問題，可以充分滿足輸配電網(wǎng)電壓支撐、功率補償、頻率調(diào)節(jié)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力的要求。

超級電容器儲能根據(jù)電化學雙電層理論研制，可提供強大的脈沖功率，充電時處于理想極化狀態(tài)的電極表面，電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。由于電荷層間距非常小(一般0.5mm以下)，加之采用特殊電極結(jié)構(gòu)，電極表面積成萬倍增加，從而產(chǎn)生極大的電容量。但由于電介質(zhì)耐壓低，存在漏電流，儲能量和保持時間受到限制，必須串聯(lián)使用，以增加充放電控制回路和系統(tǒng)體積。

電池儲能系統(tǒng)主要是一個利用鋰電池/鉛電池作為能量儲存載體，一定時間內(nèi)存儲電能和一定時間內(nèi)供應電能的系統(tǒng)，而且提供的電能具有平滑過渡、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓等功能。有控制有功功率流的能力,能夠同時對接入點的有功功率和無功功率進行調(diào)節(jié),為高壓輸電系統(tǒng)提供快速的響應容量,由于電池儲能具有技術(shù)相對成熟、容量大、安全可靠、噪聲低、環(huán)境適應性強、便于安裝等優(yōu)點。

二、兄弟省市電力儲能示范項目建設(shè)典型案例

（一）浙江探索儲能應用場景和商業(yè)模式

2021年11月，浙江省發(fā)展改革委、省能源局發(fā)布《關(guān)于浙江省加快新型儲能示范應用的實施意見》，未來三年，將建成并網(wǎng)100萬千瓦新型儲能示范項目，“十四五”力爭實現(xiàn)200萬千瓦左右新型儲能示范項目的發(fā)展目標。浙江正積極打造國家電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)，探索新型儲能發(fā)展模式，與新型電力系統(tǒng)發(fā)展相適應，重點支持集中式較大規(guī)模和分布式平臺聚合新型儲能項目建設(shè)，為電力系統(tǒng)提供容量支持及調(diào)峰能力。目前，浙江已催生出“新能源+儲能”聯(lián)合運營、共享儲能、儲能并網(wǎng)“一站式”服務(wù)等新業(yè)態(tài)新模式，實現(xiàn)點上開花。

2021年12月，寧波杭州灣新區(qū)110千伏越瓷變10千伏前灣儲能電站成功投運。作為浙江省首個電網(wǎng)側(cè)預制艙式儲能電站，前灣儲能電站占地面積僅為兩個籃球場大小，但它選用了能量密度大、循環(huán)壽命高的磷酸鐵鋰電池，可以實現(xiàn)高效率儲能。實現(xiàn)用電低谷時段充電儲能，高峰時段通過變電站向電網(wǎng)放電，及時彌補缺口，增強電力供應的靈活性和安全性。

（二）廣東省積極推進新型儲能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展應用

2021年4月，廣東華電韶關(guān)熱電公司AGC（自動發(fā)電控制裝置）儲能輔助調(diào)頻項目建成投產(chǎn)，這是國內(nèi)首個采用高壓級聯(lián)+1C電池方案的電源側(cè)儲能系統(tǒng)。南方電網(wǎng)積極推進新型儲能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展應用，通過火電機組加裝儲能系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)頻，對有效解決區(qū)域電網(wǎng)調(diào)頻資源不足、提升電網(wǎng)運行的可靠性及安全性具有重要意義。該項目配置了長循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)總?cè)萘繛?0兆瓦/10兆瓦時，采用高壓級聯(lián)+1C電池方案的電源側(cè)儲能系統(tǒng)具有能量轉(zhuǎn)換效率高(可達88%)、響應快調(diào)節(jié)靈活(0.604秒實現(xiàn)滿功率輸出)、電池均衡效果優(yōu)越、占地面積小等特點，連續(xù)充放電時間最長達51分鐘，電池循環(huán)壽命在5000次左右，核心指標均達國內(nèi)領(lǐng)先水平。

（三）山東首個儲能示范項目在華電正式投產(chǎn)

2021年12月，華電國際萊城發(fā)電廠9兆瓦/兆瓦時儲能調(diào)頻電站圓滿完成168試運行，標志著山東省首個儲能示范項目正式投產(chǎn)。萊城發(fā)電在運4臺30萬千瓦煤電機組，是魯中電網(wǎng)高負荷區(qū)的重要電源支撐，也是山東電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的主力機組。為進一步提高機組調(diào)節(jié)性能，適應電網(wǎng)調(diào)頻市場競爭需要，萊城發(fā)電投資建設(shè)9兆瓦/兆瓦時儲能調(diào)頻電站，利用電儲能調(diào)節(jié)速度快、精度高的優(yōu)勢，通過“火儲聯(lián)合調(diào)頻”實時調(diào)整發(fā)電出力，滿足發(fā)電側(cè)出力和用戶側(cè)負荷的實時平衡。項目投運后，將大幅提高萊城發(fā)電機組調(diào)頻性能，提高企業(yè)輔助服務(wù)收益，同時改善山東電網(wǎng)運行可靠性，提高可再生能源消納能力，為加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)揮良好示范效應。

（四）連云港港建成投運國內(nèi)首套岸電儲能一體化系統(tǒng)

2021年4月，國內(nèi)首套岸電儲能一體化系統(tǒng)在連云港港建成投運，該系統(tǒng)能夠有效提高港口電網(wǎng)運行效率，改善系統(tǒng)電能質(zhì)量，降低岸電終端使用成本，對港口安全生產(chǎn)和船用岸電技術(shù)的推廣應用均具有重要意義。該項目建有功率5兆瓦的儲能電站，可以滿足總量10兆瓦以上或單個泊位3兆瓦以上岸電接入需求，并且在岸電滿負荷運行的情況下，留有足夠裕量，滿足港口航吊、龍門吊等多種隨機性、沖擊性負荷的接入需求。推廣岸電技術(shù)是減少靠港船舶污染的最佳解決方案，通過“油改電”，實現(xiàn)船舶靠港期間的用能替代，可以大幅降低船舶的污染物排放。

原標題： 布局儲能產(chǎn)業(yè)新賽道，加快儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的示范應用（一）