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【视点】储能技术价值评估凸显刚性期盼

导读: 目前储能系统在用户侧的主要应用方式是分布式电源和储能的联合运行,或微网形式。储能是分布式发电及微网的关键支撑技术,其价值主要体现在稳定系统输出、备用电源、实现可调度性。

电力系统是迄今为止人类现代文明发展史上最复杂的系统工程之一。电能的生产、输送和消费瞬间同时完成的特征,决定了电网必须保持电力生产和消费实时平衡。长期以来,电力行业始终对储能技术存在刚性期盼。人类一直在探索通过储能技术使电力发、输、配、用实时平衡的刚性电力系统变得更加柔性,最终改变电力系统的基本形态和功能。



大容量储能技术已经起步

在过去相当长的一段时间,储能在电力系统的应用技术主要是抽水蓄能,应用领域主要在电网的移峰填谷、调频辅助服务等。近年来,随着新能源发电技术的发展,风电、光伏发电等波动性电源接入电网的规模不断扩大,以及分布式电源在配网应用规模的扩大,储能在电力系统的应用技术和应用领域都发生了很大变化。从应用技术来看,出现了适用于电网的集成功率达到兆瓦级的电池储能技术;从应用领域来看,储能技术在电力系统的应用已从电网扩大到发电侧和用户侧,从移峰填谷、调频辅助服务扩大到新能源并网、电力输配和分布式发电及微网等领域。

关于适用于电网的先进大容量储能技术,目前没有明确定义(由于抽水蓄能技术已完全成熟,在电网已有成熟应用,故不作为研究对象)。考虑未来高比例新能源电力系统发展的需要,针对储能在新能源并网、移峰填谷、调频辅助服务、延缓输配电设备投资、分布式发电及微网等领域应用的需要,从集成功率等级、技术进步潜力、能量转化效率、功率/能量成本等四个维度考量。目前压缩空气储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、飞轮储能、超级电容、超导储能已处于示范或商业应用阶段,能量转换效率均超过60%,具备兆瓦级应用条件,可作为先进大容量储能技术的代表。

据中关村储能产业技术联盟统计,截至2016年底,全球累计投运电化学储能规模为1.77吉瓦,其中锂离子电池占比 65%;压缩空气储能约1.5吉瓦。中国累计投运电化学储能规模243兆瓦,其中锂离子电池占比59%;压缩空气储能约为10兆瓦。

2016年,在国际储能应用市场中,风电等新能源并网约占43%,调频及辅助服务约占24%,电力输配占19%,分布式发电及微网约占13%。在我国储能应用市场中,分布式发电及微网约占56%,新能源并网应用约占35%,调频及辅助服务约占2%,其它约占7%。新能源并网、分布式发电及微网领域的应用约占我国储能应用市场份额的九成。

储能在三领域应用价值评估

(一)电网侧

移峰填谷:储能系统可在用电低谷时作为负荷存储电能,在用电高峰时作为电源释放电能,减小负荷峰谷差,提高系统效率以及输配电设备的利用率。移峰填谷对储能系统的能量和功率要求比较高,目前除抽水蓄能电站外,其他储能技术尚不具备移峰填谷的能力。

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