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目前儲(chǔ)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用還處在多樣化發(fā)展階段，不同的儲(chǔ)能技術(shù)所具有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和局限性差異很大，故其適用于哪些領(lǐng)域，需要進(jìn)一步具體分析。只有堅(jiān)持技術(shù)上可行可靠、成本經(jīng)濟(jì)的路線，才能具有大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的前景。因此，有必要對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的具體特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為儲(chǔ)能項(xiàng)目的技術(shù)選型提高參考。

儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展階段及發(fā)展趨勢(shì)

從全球來(lái)看，截至2022年底，抽水蓄能、傳統(tǒng)壓縮空氣、儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱、鉛蓄電池、鋰離子電池都進(jìn)入了商業(yè)化應(yīng)用；先進(jìn)壓縮空氣、飛輪、液流電池處于推廣應(yīng)用階段，已非常接近商業(yè)化應(yīng)用；鈉離子電池、超級(jí)電容器等儲(chǔ)能技術(shù)處于示范應(yīng)用階段。

從中國(guó)來(lái)看，先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能、全礬液流電池儲(chǔ)能、鈉離子儲(chǔ)能等技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用走在世界前列，處于世界領(lǐng)先水平；鉛蓄電池、鋰離子電池、儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱處于并跑階段；抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器在一些關(guān)鍵技術(shù)上落后于世界。

目前主流應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)的主要性能比較如下表所示。當(dāng)前，磷酸鐵鋰為最主要的新型儲(chǔ)能技術(shù)，同煤電比較，初始投資成本與煤電持平，度電成本相對(duì)較高。從初始投資上看，近兩年，10萬(wàn)千瓦2小時(shí)的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資成本為2800~4400元/kW，30～60萬(wàn)千瓦國(guó)產(chǎn)機(jī)組3500-4500元/kW，二者成本相差不大。從度電成本看，火電在電煤1000元/噸情況下度電成本為0.35~0.4元/kWh，儲(chǔ)能在“兩充兩放”情況下為度電成本為0.6~0.7元/kWh。

預(yù)計(jì)各類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展目標(biāo)如下，預(yù)計(jì)到2030年，壓縮空氣、全釩液流電池、飛輪儲(chǔ)能在初始投資成本上，預(yù)計(jì)有30%、50%、50%以上的下降空間，磷酸鐵鋰電池、鈉離子電池在循環(huán)壽命、初始投資成本上都具有較大的改進(jìn)空間。

發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求及配置原則

發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能應(yīng)根據(jù)電源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電網(wǎng)需求開(kāi)展，宜以省級(jí)或地市級(jí)電網(wǎng)為單位開(kāi)展。配置原則如圖2-1所示。

水電大省儲(chǔ)能需求

（1）儲(chǔ)能需求

1）長(zhǎng)周期能量時(shí)移需求
水電機(jī)組具有明顯的豐水期和枯水期，季節(jié)性負(fù)荷大的波動(dòng)，枯水期電力缺口是由于電量不足導(dǎo)致的，儲(chǔ)能方面需要重點(diǎn)關(guān)注氫能等跨季節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)或采用風(fēng)光水互補(bǔ)方案。目前的新型儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)大多在8小時(shí)以下，難以發(fā)揮裝機(jī)替代作用。

2）超短時(shí)抑制超低頻振蕩需求

水電機(jī)組具有水錘效應(yīng)，對(duì)于含高比例水電電力系統(tǒng)，其頻率特性呈現(xiàn)弱阻尼性，導(dǎo)致系統(tǒng)頻率容易發(fā)生超低頻率的持續(xù)振蕩現(xiàn)象（即超低頻振蕩），降低了電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定水平。
儲(chǔ)能應(yīng)用于超低頻振蕩抑制，既不需要修改水電機(jī)組的原有控制系統(tǒng)，也不需要調(diào)整水電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制死區(qū)、頻率放大倍數(shù)和PID參數(shù)等主要參數(shù)，從而有利于保留水電機(jī)組一次調(diào)頻調(diào)節(jié)量大和調(diào)節(jié)速率快的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而不會(huì)影響電力系統(tǒng)的負(fù)荷快速跟蹤和頻率快速調(diào)整的能力。

（2）配置原則

1）系統(tǒng)長(zhǎng)周期調(diào)峰需求應(yīng)根據(jù)電力、電量、峰谷差分析確定。

2）用于系統(tǒng)長(zhǎng)周期調(diào)峰的儲(chǔ)能電站功率與能量配置規(guī)模宜考慮儲(chǔ)能利用率和經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后確定

火電大省儲(chǔ)能需求

（1）儲(chǔ)能需求
截至到2020年底，我國(guó)山東、內(nèi)蒙古、江蘇、廣東、河南、山西、新疆、安徽八省煤電裝機(jī)容量都超過(guò)5000萬(wàn)千瓦，占我國(guó)煤電總裝機(jī)容量的53.9%?；痣娧b機(jī)占比大的省份，儲(chǔ)能主要是滿(mǎn)足新能源消納、調(diào)頻、緊急功率支撐等。

（2）配置原則

對(duì)于提供系統(tǒng)調(diào)峰、緊急功率支撐等應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)需求預(yù)測(cè)結(jié)果，確定儲(chǔ)能電站的功率和能量規(guī)模、布局位置、建設(shè)時(shí)序。具體要求如下：

1）儲(chǔ)能電站的配置功率和能量規(guī)模應(yīng)根據(jù)其多場(chǎng)景綜合支撐能力，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定；

2）儲(chǔ)能電站的布局位置應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合電源分布、負(fù)荷分布和電網(wǎng)網(wǎng)架等因素，采用就近部署原則，重點(diǎn)選擇在負(fù)荷密集接入、新能源密集接入、大規(guī)模分布式電源匯集、大容量直流饋入、調(diào)峰調(diào)頻困難、電壓支撐能力不足等關(guān)鍵電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；

3）儲(chǔ)能電站建設(shè)時(shí)序應(yīng)根據(jù)負(fù)荷逐年預(yù)測(cè)結(jié)果、電源與電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)序確定，滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電站的逐年規(guī)劃配置需求。
新能源大省儲(chǔ)能需求

（1）儲(chǔ)能需求

隨著波動(dòng)性可再生能源滲透率的提高而逐步增多，風(fēng)電、光伏出力的隨機(jī)性、波動(dòng)性和不確定性導(dǎo)致了系統(tǒng)多時(shí)間尺度有功功率不平衡，主要包括平滑輸出功率波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃出力曲線、削峰填谷、輔助頻率調(diào)節(jié)、提供電網(wǎng)調(diào)峰等。

（2）配置原則

1）風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站配置電化學(xué)儲(chǔ)能電站的額定功率和額定能量應(yīng)在分析風(fēng)電、光伏出力特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合平滑輸出功率波動(dòng)、跟蹤計(jì)劃出力曲線、削峰填谷、輔助頻率調(diào)節(jié)、提供電網(wǎng)調(diào)峰、無(wú)功電壓支撐等應(yīng)用場(chǎng)景確定。

2）風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站配置電化學(xué)儲(chǔ)能電站的額定功率與額定能量應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)能的多應(yīng)用場(chǎng)景利用能力和綜合經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

3）風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站配置電化學(xué)儲(chǔ)能電站的建設(shè)時(shí)序應(yīng)結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站分批次建設(shè)情況，以及場(chǎng)站及其匯集站送出線路的輸送能力確定。

4）單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站配置的電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)點(diǎn)宜選擇在風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站內(nèi)部。

5）同一區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站采用多場(chǎng)站匯集方式接入電網(wǎng)時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能電站的額定功率和額定能量應(yīng)在分析匯集站的綜合出力特性基礎(chǔ)上確定，并網(wǎng)點(diǎn)宜選擇匯集站升壓變低壓側(cè)母線。

6）不同區(qū)域風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站配置共享型電化學(xué)儲(chǔ)能電站時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能電站的額定功率和額定能量應(yīng)在分析各場(chǎng)站出力疊加后的綜合出力特性基礎(chǔ)上確定，并網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)位置及周邊電網(wǎng)接入條件綜合確定。
目前發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用以單一技術(shù)為主，火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻商業(yè)化程度最高，但規(guī)模有限；新能源單獨(dú)配儲(chǔ)，成本由新能源場(chǎng)站單獨(dú)承擔(dān)，經(jīng)濟(jì)性最差；目前發(fā)電側(cè)的主要調(diào)節(jié)需求是2~4小時(shí)的調(diào)峰，大規(guī)模的共享儲(chǔ)能是目前及十四五發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的主要方式。

隨著新能源裝機(jī)的快速增長(zhǎng)，單一的儲(chǔ)能系統(tǒng)已不能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。利用兩種或多種儲(chǔ)能技術(shù)配合應(yīng)用的混合儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)性能上的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同運(yùn)行工況下的差異化需求，避免單一型儲(chǔ)能功能制約和不足?；旌蟽?chǔ)能系統(tǒng)將成為儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

隨著新版“兩個(gè)細(xì)則”的逐漸落地，集中式新能源場(chǎng)站需具備慣量響應(yīng)、一次調(diào)頻、無(wú)功電壓支撐等功能，響應(yīng)快速、長(zhǎng)壽命是這些場(chǎng)景的基本要求，飛輪、超級(jí)電容等功率型儲(chǔ)能需求將越來(lái)越大。

以上內(nèi)容節(jié)選自《雙碳背景下發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能綜合價(jià)值評(píng)估及政策研究》，該報(bào)告由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）和自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（NRDC）共同發(fā)布。報(bào)告重點(diǎn)圍繞發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能3個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景，開(kāi)展發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)適用度和綜合價(jià)值評(píng)價(jià)，在調(diào)研4個(gè)典型省份新型儲(chǔ)能發(fā)展的基礎(chǔ)上，分析了發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能面臨的利用率低、經(jīng)濟(jì)性差、成本疏導(dǎo)困難等問(wèn)題，總結(jié)了發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、消防安全、市場(chǎng)化方面的挑戰(zhàn)，并提出了促進(jìn)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能規(guī)模化、市場(chǎng)化發(fā)展的政策建議。
該
研究項(xiàng)目的意義在于輔助項(xiàng)目開(kāi)發(fā)者深刻把握發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能典型應(yīng)用場(chǎng)景及技術(shù)需求；幫助利益相關(guān)者全面認(rèn)識(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值，尤其在減煤、減碳方面；總結(jié)典型省份經(jīng)驗(yàn)，輔助政策制定者制定和完善發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能政策及市場(chǎng)規(guī)則。 

原標(biāo)題：發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求及配置原則