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從全局電力系統(tǒng)的視角，我們可以將儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景細(xì)分為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、輸配電側(cè)儲(chǔ)能，以及用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能三大部分。而這三個(gè)場(chǎng)景都可以從電網(wǎng)需求的角度進(jìn)一步區(qū)分為能量型需求和功率型需求。

能量型需求通常需要較長(zhǎng)的放電時(shí)間（例如能量時(shí)移）并且對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求相對(duì)較低。相對(duì)地，功率型需求則通常需要快速響應(yīng)能力，雖然放電時(shí)間相對(duì)較短（例如在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)頻時(shí)）。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)各個(gè)場(chǎng)景中的特定需求來(lái)對(duì)各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行深入分析，以找出最適配的儲(chǔ)能解決方案。

發(fā)電側(cè)

由于各種電力來(lái)源對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響各異，加上負(fù)載端的不確定性導(dǎo)致的發(fā)電與用電之間的動(dòng)態(tài)失衡，因此在發(fā)電方面，我們可以看到多種對(duì)儲(chǔ)能的需求場(chǎng)景，包括能量時(shí)移、容量機(jī)組、負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、備用容量、可再生能源并網(wǎng)等六大應(yīng)用場(chǎng)景。

能量時(shí)移

通過(guò)儲(chǔ)能削峰填谷的方式，即在電力需求較低的時(shí)段，發(fā)電廠(chǎng)對(duì)電池進(jìn)行充電，然后在電力需求高峰時(shí)釋放儲(chǔ)存的電能。此外，將可再生能源的閑置電力存儲(chǔ)并移至其他時(shí)段使用，也是能量時(shí)移的一種形式。能量時(shí)移是典型的能量應(yīng)用，對(duì)充放電的時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格的要求，對(duì)充放電的功率需求也比較靈活。然而，由于用戶(hù)的電力需求和可再生能源的發(fā)電特性，使得能量時(shí)移的應(yīng)用頻率相對(duì)較高，通常每年超過(guò)300次。

容量機(jī)組

由于電力需求在不同的時(shí)間段存在差異，煤電機(jī)組需要具備調(diào)峰能力，留出一部分發(fā)電能力以應(yīng)對(duì)峰值負(fù)荷，這使得火力發(fā)電機(jī)組無(wú)法滿(mǎn)載運(yùn)行，影響了經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)使用儲(chǔ)能，我們可以在電力需求低谷時(shí)進(jìn)行充電，然后在需求高峰時(shí)釋放電能以降低負(fù)荷峰值。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以解放煤電機(jī)組的調(diào)峰能力，提高火力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，從而提高經(jīng)濟(jì)性。容量機(jī)組同樣屬于能量型應(yīng)用，對(duì)充放電的時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格要求，對(duì)充放電的功率需求也較為寬松，但由于用戶(hù)的電力需求和可再生能源的發(fā)電特性，使得能量時(shí)移的應(yīng)用頻率相對(duì)較高，通常每年約200次。

負(fù)荷跟蹤

負(fù)荷跟蹤是針對(duì)緩慢變化的持續(xù)變動(dòng)負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整以達(dá)到實(shí)時(shí)平衡的一種輔助服務(wù)。我們可以根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際情況將其細(xì)分為基本負(fù)荷和爬坡負(fù)荷，而負(fù)荷跟蹤主要應(yīng)用于爬坡負(fù)荷。通過(guò)調(diào)整輸出功率，我們盡量降低傳統(tǒng)能源機(jī)組的爬坡速率，使其能夠平滑地過(guò)渡到調(diào)度指令的水平。與容量機(jī)組相比，負(fù)荷跟蹤對(duì)放電響應(yīng)時(shí)間的要求更高，通常需要在幾分鐘內(nèi)完成。

系統(tǒng)調(diào)頻

頻率的變化可能會(huì)影響到發(fā)電和用電設(shè)備的安全高效運(yùn)行，甚至影響其壽命，因此頻率調(diào)節(jié)至關(guān)重要。在傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)中，電網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡是由傳統(tǒng)機(jī)組（在我國(guó)主要是火電和水電）通過(guò)響應(yīng)AGC信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。然而，隨著新能源并入電網(wǎng)，風(fēng)光電力的波動(dòng)性和隨機(jī)性使得電網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡變得更加嚴(yán)重。由于火電機(jī)組的調(diào)頻速度慢，響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令時(shí)存在滯后性，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生反向調(diào)節(jié)等錯(cuò)誤動(dòng)作，因此無(wú)法滿(mǎn)足新增的需求。相對(duì)而言，儲(chǔ)能（特別是電化學(xué)儲(chǔ)能）的調(diào)頻速度快，電池可以靈活地在充放電狀態(tài)之間切換，因此成為了非常優(yōu)秀的調(diào)頻資源。

與負(fù)荷跟蹤相比，系統(tǒng)調(diào)頻對(duì)負(fù)荷的變化周期在分秒級(jí)，要求響應(yīng)速度更快（通常為秒級(jí)響應(yīng)），負(fù)荷分量的調(diào)整方式通常采用自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）。但請(qǐng)注意，系統(tǒng)調(diào)頻是典型的功率型應(yīng)用，它要求在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行快速充放電。當(dāng)我們采用電化學(xué)儲(chǔ)能時(shí)，需要有較大的充放電倍率，這可能會(huì)對(duì)某些類(lèi)型電池的壽命產(chǎn)生影響，從而影響其經(jīng)濟(jì)性。

備用容量

備用容量是指在滿(mǎn)足預(yù)計(jì)電力需求之外，為應(yīng)對(duì)突發(fā)情況而預(yù)留的用以保障電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的有功功率儲(chǔ)備。通常，備用容量需要占到系統(tǒng)正常電力供應(yīng)容量的15~20%，且其最小值應(yīng)等于系統(tǒng)中單個(gè)機(jī)組的最大裝機(jī)容量。由于備用容量針對(duì)的是突發(fā)情況，一般年運(yùn)行頻率較低。如果單獨(dú)使用電池作為備用容量服務(wù)，其經(jīng)濟(jì)性難以保證，因此需要將其與現(xiàn)有備用容量的成本進(jìn)行比較，以確定實(shí)際的替代效益。

可再生能源并網(wǎng)

由于風(fēng)電和光伏發(fā)電的出力具有隨機(jī)性和間歇性，其電能質(zhì)量相比傳統(tǒng)能源有所降低。由于可再生能源發(fā)電的波動(dòng)（頻率波動(dòng)、出力波動(dòng)等）可以在幾秒到幾小時(shí)之間變化，因此既包含功率型應(yīng)用也包含能量型應(yīng)用。我們通常將其分為可再生能源能量時(shí)移、可再生能源發(fā)電容量固化以及可再生能源出力平滑三類(lèi)應(yīng)用。例如，解決光伏發(fā)電的棄光問(wèn)題需要將白天產(chǎn)生的剩余電力儲(chǔ)存，以供夜間使用，這就是可再生能源的能量時(shí)移。

輸配電側(cè)

儲(chǔ)能在輸配電側(cè)的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方面：緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容以及提供無(wú)功支持。相對(duì)于發(fā)電側(cè)的應(yīng)用，輸配電側(cè)的應(yīng)用類(lèi)型可能較少，但從結(jié)果來(lái)看，其更多的是起到替代效應(yīng)。

緩解輸配電阻塞

線(xiàn)路阻塞是指線(xiàn)路負(fù)荷超過(guò)線(xiàn)路容量，解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是在線(xiàn)路上游安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)。當(dāng)線(xiàn)路阻塞發(fā)生時(shí)，無(wú)法輸送的電能可以?xún)?chǔ)存在儲(chǔ)能設(shè)備中，等到線(xiàn)路負(fù)荷小于線(xiàn)路容量時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)再向線(xiàn)路放電。一般來(lái)說(shuō)，這種儲(chǔ)能系統(tǒng)需要具備小時(shí)級(jí)的放電時(shí)間和50~100次的運(yùn)行次數(shù)，屬于能量型應(yīng)用。同時(shí)，這種應(yīng)用對(duì)響應(yīng)時(shí)間有一定要求，需要在分鐘級(jí)進(jìn)行響應(yīng)。

延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容

在負(fù)荷接近設(shè)備容量的輸配電系統(tǒng)中，如果一年中的大部分時(shí)間都能滿(mǎn)足負(fù)荷供應(yīng)，只在部分高峰時(shí)段自身容量無(wú)法滿(mǎn)足負(fù)荷需求，那么可以通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)有效提高電網(wǎng)的輸配電能力，以此來(lái)減輕新建輸配電設(shè)施的成本，延長(zhǎng)原有設(shè)備的使用壽命。與緩解輸配電阻塞相比，延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容的工作頻次更低，但考慮到電池老化，實(shí)際可變成本可能較高，因此對(duì)電池的經(jīng)濟(jì)性有更高的要求。

無(wú)功支持

無(wú)功支持是通過(guò)在輸配電線(xiàn)路上注入或吸收無(wú)功功率，來(lái)調(diào)節(jié)輸電電壓。無(wú)功功率的不足或過(guò)剩都可能導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響電能質(zhì)量，甚至可能損壞用電設(shè)備。電池可以在動(dòng)態(tài)逆變器、通信和控制設(shè)備的協(xié)助下，通過(guò)調(diào)整其輸出的無(wú)功功率大小來(lái)對(duì)輸配電線(xiàn)路的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。無(wú)功支持屬于典型的功率型應(yīng)用，雖然其放電時(shí)間相對(duì)較短，但運(yùn)行頻次卻非常高。

用電側(cè)

用電側(cè)是電力的最終接收點(diǎn)，這里的用戶(hù)是電力的消費(fèi)者。發(fā)電和輸配電側(cè)的成本和收益會(huì)通過(guò)電價(jià)反映出來(lái)，轉(zhuǎn)化為用戶(hù)的成本，因此電價(jià)的變動(dòng)會(huì)對(duì)用戶(hù)需求產(chǎn)生影響。

用戶(hù)分時(shí)電價(jià)管理

電力部門(mén)將一天的24小時(shí)劃分為高峰、平段、低谷等多個(gè)時(shí)段，并針對(duì)各個(gè)時(shí)段設(shè)定不同的電價(jià)，這就是所謂的分時(shí)電價(jià)。用戶(hù)分時(shí)電價(jià)管理和能量時(shí)移的思路類(lèi)似，區(qū)別僅在于前者基于分時(shí)電價(jià)體系調(diào)節(jié)電力負(fù)荷，后者則是根據(jù)電力負(fù)荷曲線(xiàn)調(diào)節(jié)發(fā)電功率。

容量費(fèi)用管理

在我國(guó)，供電部門(mén)對(duì)大工業(yè)企業(yè)實(shí)行兩部制電價(jià)，其中，電量電價(jià)是按照實(shí)際發(fā)生的交易電量計(jì)費(fèi)，而容量電價(jià)則主要由用戶(hù)用電功率的最高值決定。容量費(fèi)用管理旨在在不影響正常生產(chǎn)的情況下，降低最高用電功率，從而降低容量費(fèi)用。用戶(hù)可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在用電低谷時(shí)儲(chǔ)能，高峰時(shí)負(fù)負(fù)荷放電，從而降低整體負(fù)荷，達(dá)到降低容量費(fèi)用的目標(biāo)。

提高電能質(zhì)量

因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)操作負(fù)荷性質(zhì)多變，設(shè)備負(fù)載非線(xiàn)性等問(wèn)題，用戶(hù)獲得的電能可能存在電壓、電流變化或者頻率偏差等問(wèn)題，導(dǎo)致電能質(zhì)量較差。在發(fā)電側(cè)和輸配電側(cè)，系統(tǒng)調(diào)頻、無(wú)功支持就是提升電能質(zhì)量的方式。在用戶(hù)側(cè)，儲(chǔ)能系統(tǒng)同樣可以平滑電壓、頻率波動(dòng)，例如利用儲(chǔ)能解決分布式光伏系統(tǒng)內(nèi)電壓升高、驟降、閃變等問(wèn)題。提升電能質(zhì)量屬于典型的功率型應(yīng)用，具體放電時(shí)間和運(yùn)行頻率取決于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，但一般要求響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)。

提升供電可靠性

當(dāng)發(fā)生停電故障時(shí)，儲(chǔ)能可以將儲(chǔ)備的能量供應(yīng)給終端用戶(hù)，從而避免故障修復(fù)過(guò)程中的電能中斷，以保證供電可靠性。在這種應(yīng)用中，儲(chǔ)能設(shè)備必須具備高質(zhì)量和高可靠性的要求，具體放電時(shí)長(zhǎng)主要與安裝地點(diǎn)有關(guān)。

原標(biāo)題：深入解析儲(chǔ)能的13個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景