構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵在于提升系統(tǒng)的靈活性。儲能作為重要的調(diào)節(jié)資源,對于促進(jìn)新能源高比例消納、保障電力安全供應(yīng)和提高電力系統(tǒng)運行效率具有重要作用。應(yīng)根據(jù)各類儲能的特點,結(jié)合新型電力系統(tǒng)的運行要求,協(xié)調(diào)推進(jìn)儲能發(fā)展。
儲能有助于構(gòu)建綠色、安全、高效的新型電力系統(tǒng)
有助于提高新能源消納水平,實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基本內(nèi)涵是重構(gòu)能源產(chǎn)供儲銷體系,實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)由以化石能源為主體向以新能源為主體的轉(zhuǎn)型升級。與化石能源相比,風(fēng)電、光伏等新能源是“看天吃飯”的不穩(wěn)定電源,儲能可有效解決新能源出力與用電負(fù)荷時空不匹配的問題,實現(xiàn)新能源充分消納利用。
有助于增強系統(tǒng)靈活性,提高新型電力系統(tǒng)的安全水平。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的高比例可再生能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用的“雙高”特性。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)約束下,煤電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源發(fā)展規(guī)模受限,未來電力系統(tǒng)的靈活性難以滿足新能源大規(guī)模并網(wǎng)的運行要求。充放靈活的儲能不僅可有效提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,還可以為系統(tǒng)提供頻率、電壓支撐,改善電能質(zhì)量,提高新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平。
應(yīng)用場景多元,提高新型電力系統(tǒng)的運行效率。在電源側(cè),儲能可以通過協(xié)同優(yōu)化運行提高新能源消納水平;在電網(wǎng)側(cè),儲能可以提高電網(wǎng)供電能力,延緩或替代電網(wǎng)投資;在用戶側(cè),儲能可以與新型電力終端深度融合,形成產(chǎn)銷一體、智慧用能的能源消費新格局,提高系統(tǒng)運行效率。
在不同時間尺度上發(fā)展不同功能定位的儲能
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是新能源成為主體電源后如何實現(xiàn)和保障不同時間尺度上的電力電量平衡,其關(guān)鍵在于統(tǒng)籌發(fā)展不同功能定位的儲能。
電化學(xué)儲能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活的特點,持續(xù)放電時間為分鐘至小時級,充放電轉(zhuǎn)換相對靈活,可快速吸收、釋放功率,能夠有效支撐節(jié)點電壓、平抑系統(tǒng)頻率波動,將不穩(wěn)定的新能源出力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng),適用于超短周期(毫秒至秒級)和短周期(分鐘至小時級)調(diào)頻調(diào)壓場景。電化學(xué)儲能主要解決新能源波動性問題,在頻率控制、改善電能質(zhì)量、可再生能源消納等方面發(fā)揮重要作用。
抽水蓄能具有大規(guī)模能量吞吐能力,放電時間為小時級及以上,具有長時間尺度(日內(nèi)和多日)的電網(wǎng)調(diào)峰及電力平衡能力。抽水蓄能主要解決新能源間歇性問題,在提升系統(tǒng)調(diào)峰能力、系統(tǒng)安全性和特殊天氣場景下電力供應(yīng)保障能力等方面作用明顯。
氫能具備清潔和長周期儲能優(yōu)勢,可解決風(fēng)電、光伏等可再生能源不穩(wěn)定和低能量密度問題,實現(xiàn)高比例可再生能源的中長期(季節(jié))供需平衡。目前,氫能技術(shù)在電-氫轉(zhuǎn)換、氫能輸送和存儲等方面還有待提高,隨著電-氫轉(zhuǎn)換技術(shù)的進(jìn)步和成本降低,氫能有望在新能源大規(guī)模長周期存儲方面發(fā)揮重要作用。
結(jié)合新型電力系統(tǒng)的特點 協(xié)調(diào)推動儲能發(fā)展
集中式和分布式儲能相結(jié)合發(fā)展。新能源發(fā)展呈現(xiàn)出集中式與分布式并舉的態(tài)勢,新型電力系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將向“主干網(wǎng)架+中小型電網(wǎng)及微型電網(wǎng)”柔性互聯(lián)形態(tài)發(fā)展。與此相適應(yīng),應(yīng)推動集中式和分布式儲能相結(jié)合發(fā)展。集中式儲能包括抽水蓄能、大容量儲能電站等。抽水蓄能適合長時間尺度電網(wǎng)調(diào)峰及電力平衡場景,可統(tǒng)一在電網(wǎng)側(cè)配置;大容量儲能電站可在集中式新能源發(fā)電基地適當(dāng)配置,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行。分布式儲能包括小型儲能、電動汽車等,可推動建設(shè)小區(qū)、樓宇、家庭應(yīng)用場景下的分布式儲能設(shè)備,實現(xiàn)儲能設(shè)備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng),促進(jìn)新能源就地就近消納利用。
電儲能與其他各類儲能相結(jié)合發(fā)展。柔性開放是新型電力系統(tǒng)的顯著特征,新型電力系統(tǒng)將實現(xiàn)多元化源荷開放接入。在此背景下,應(yīng)推動電儲能與各類儲能相結(jié)合發(fā)展。在發(fā)電側(cè),大力推進(jìn)新能源場站配置新型儲能,研究推廣光熱發(fā)電儲能;在電網(wǎng)側(cè),加快抽水蓄能電站建設(shè),推進(jìn)電網(wǎng)側(cè)新型儲能合理布局;在用戶側(cè),推動新型儲能多元化發(fā)展,研究儲電與儲熱、儲冷、儲氫等各類型儲能相結(jié)合發(fā)展,實現(xiàn)在新能源高效利用目標(biāo)下,以電能為核心的多能源生產(chǎn)和消費的匹配。
以數(shù)字化技術(shù)推動儲能與新能源協(xié)同運行。數(shù)字化技術(shù)是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。依托云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及先進(jìn)傳感測量、通信信息、控制技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù),實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”之間的高效交互,提升新型電力系統(tǒng)靈活性。在此背景下,可利用物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等數(shù)字化技術(shù),聚合用戶側(cè)儲能、電動汽車等海量可調(diào)節(jié)資源,實現(xiàn)“新能源+儲能”“新能源+電動汽車”協(xié)調(diào)運行,促進(jìn)新能源大規(guī)模并網(wǎng)和消納。