新型電力系統(tǒng)的顯著特征是新能源在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，而新能源具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源需求大，系統(tǒng)大范圍和長周期電力電量平衡難度顯著加大，對電網(wǎng)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)在持續(xù)可靠供電、電網(wǎng)安全穩(wěn)定和生產(chǎn)經(jīng)營等方面將面臨重大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能作為電網(wǎng)一種優(yōu)質(zhì)的靈活性調(diào)節(jié)資源，同時(shí)具有電源和負(fù)荷的雙重屬性，可以解決新能源出力快速波動(dòng)問題，提供必要的系統(tǒng)慣量支撐，提高系統(tǒng)的可控性和靈活性。在新型電力系統(tǒng)下，儲(chǔ)能是支撐高比例可再生能源接入和消納的關(guān)鍵技術(shù)手段，在提升電力系統(tǒng)靈活性和保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。
（本文來源：微信公眾號 能源研究俱樂部 ID：nyqbyj ）
作者：陳衛(wèi)東（南方電網(wǎng)廣西電力科學(xué)研究院）
一、儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中的定位
新型電力系統(tǒng)賦予了儲(chǔ)能更為重要的戰(zhàn)略地位，使“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”成為新型電力系統(tǒng)中不可或缺的要素。建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，關(guān)鍵是提高系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，平抑新能源的短時(shí)波動(dòng)，提高較長時(shí)段的系統(tǒng)平衡能力。儲(chǔ)能可進(jìn)行大規(guī)模容量充放電，能有效地滿足新能源大規(guī)模接入和用戶用能方式升級帶來的系統(tǒng)平衡新需求，支撐新型電力系統(tǒng)長時(shí)間尺度電力電量供需平衡，提高電力系統(tǒng)的安全性。目前，儲(chǔ)能已在電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮重要作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。
隨著我國“雙碳”目標(biāo)的提出以及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)目標(biāo)的確立，儲(chǔ)能在整個(gè)電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略地位和重要作用正在得到進(jìn)一步彰顯。南方電網(wǎng)公司在“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃提出，到 2030年，電網(wǎng)具備支撐新能源再新增裝機(jī)1億千瓦以上的接入消納能力，推動(dòng)新能源成為南方區(qū)域第一大電源，非化石能源占比達(dá)到65%以上。新能源裝機(jī)的大規(guī)模快速提升，以及新型電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)變化，將使得儲(chǔ)能剛需屬性愈發(fā)增強(qiáng)。隨著各省市新能源配置儲(chǔ)能政策相繼落地，儲(chǔ)能逐漸成為新能源的標(biāo)配或必配。這些政策在推進(jìn)建設(shè)清潔能源消納的電力市場機(jī)制、全面提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和著力推動(dòng)清潔能源消納模式創(chuàng)新的同時(shí)，進(jìn)一步鼓勵(lì)推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)和參與，加快系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，推進(jìn)能源利用效率提升。可見，儲(chǔ)能已成為未來建設(shè)新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐手段。
二、儲(chǔ)能向多元化方向發(fā)展
儲(chǔ)能是未來新型電力系統(tǒng)的重要應(yīng)用技術(shù)，目前已開展研究及應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)類型眾多，其技術(shù)特點(diǎn)及適用場景各異。按照能量的存儲(chǔ)方式，儲(chǔ)能技術(shù)主要分為電化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、鋰電池等）、電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級電容等）、物理儲(chǔ)能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、熱儲(chǔ)能（如顯熱儲(chǔ)能、潛熱儲(chǔ)能）等。目前全球發(fā)展最成熟、裝機(jī)規(guī)模最大的儲(chǔ)能是抽水蓄能，電化學(xué)儲(chǔ)能緊隨其后。同時(shí)，以氫儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱/冷技術(shù)、電磁儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)也在不斷進(jìn)步。未來，儲(chǔ)能材料將朝著低成本、高儲(chǔ)能密度、高循環(huán)穩(wěn)定性、長周期存儲(chǔ)的趨勢發(fā)展；儲(chǔ)能裝備將從關(guān)注單體設(shè)備效率、成本，轉(zhuǎn)向滿足差異性需求的高品質(zhì)供能、儲(chǔ)用協(xié)調(diào)方向；規(guī)模化儲(chǔ)能技術(shù)將從單純供能轉(zhuǎn)向兼顧電網(wǎng)輔助服務(wù)和綜合能源服務(wù)的多元化用能。
隨著國家相關(guān)政策的出臺(tái)和體制機(jī)制的不斷完善，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也已呈現(xiàn)出多元化、快速發(fā)展的良好態(tài)勢，并在商業(yè)化模式中展現(xiàn)更大應(yīng)用價(jià)值。南方電網(wǎng)公司通過試驗(yàn)示范和實(shí)際運(yùn)行進(jìn)一步推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步，并使其在電力系統(tǒng)削峰填谷、電壓補(bǔ)償、頻率調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量治理等方面發(fā)揮更大作用，不斷滿足新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠需求。
三、儲(chǔ)能面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對建議
我國“雙碳”目標(biāo)的提出將加快推動(dòng)可再生能源實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，同時(shí)對儲(chǔ)能也給予了更高的預(yù)期。面對建設(shè)新型電力系統(tǒng)的迫切需求，儲(chǔ)能發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。
挑戰(zhàn)一：儲(chǔ)能參與電力市場的身份不明確。目前國家尚無對儲(chǔ)能設(shè)施從事電力業(yè)務(wù)的具體規(guī)定，在實(shí)際工作中造成既要支持儲(chǔ)能發(fā)展又無章可循的兩難境地。儲(chǔ)能的市場地位不明確，直接導(dǎo)致其在市場準(zhǔn)入、計(jì)量、結(jié)算等方面衍生出諸多問題，影響了行業(yè)的快速發(fā)展。
挑戰(zhàn)二：儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)缺乏必要的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。儲(chǔ)能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的應(yīng)用場景不同，對儲(chǔ)能的規(guī)模、技術(shù)、性能要求差異性較大。儲(chǔ)能的政策、法規(guī)和準(zhǔn)則與行業(yè)的深度融合還欠缺完善的頂層設(shè)計(jì)，在建設(shè)運(yùn)行當(dāng)中尚缺乏體系化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致安全隱患較大。
挑戰(zhàn)三：儲(chǔ)能參與電力市場的機(jī)制尚不完善。盡管儲(chǔ)能設(shè)備、運(yùn)行成本不斷下降，為儲(chǔ)能靠自身經(jīng)濟(jì)性參與市場競爭創(chuàng)造了條件，但目前電力市場中的調(diào)度、交易、結(jié)算等機(jī)制還難以與儲(chǔ)能應(yīng)用全面匹配，儲(chǔ)能在建設(shè)新型電力系統(tǒng)中的作用也沒有被充分認(rèn)識(shí)。
盡管儲(chǔ)能發(fā)展過程面臨的挑戰(zhàn)不少，但國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》的發(fā)布，為儲(chǔ)能行業(yè)從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展定下基調(diào)，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)發(fā)展將獲得良好機(jī)遇。
應(yīng)對一：提升儲(chǔ)能服務(wù)新型電力系統(tǒng)能力。隨著電力市場化改革深入，儲(chǔ)能發(fā)展獲得了政策空間，也獲得了參與市場的入場券。南方電網(wǎng)公司將依托儲(chǔ)能業(yè)務(wù)提升新型電力系統(tǒng)服務(wù)能力，研究組建服務(wù)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的儲(chǔ)能業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，充實(shí)完善新型儲(chǔ)能相關(guān)業(yè)務(wù)。
應(yīng)對二：制定完善新型儲(chǔ)能配置系列標(biāo)準(zhǔn)。“十四五”期間儲(chǔ)能發(fā)展提速，南方電網(wǎng)公司將加快編制南方區(qū)域新型儲(chǔ)能規(guī)劃，推動(dòng)按照新增新能源的20%配置新型儲(chǔ)能，明確各地區(qū)規(guī)模及項(xiàng)目布局，“十四五”和“十五五”期間分別投產(chǎn)2000萬千瓦新型儲(chǔ)能。
應(yīng)對三：深化儲(chǔ)能電力輔助服務(wù)市場建設(shè)。容量電價(jià)機(jī)制為儲(chǔ)能參與電力市場提供了可能，南方電網(wǎng)公司將通過深化電力輔助服務(wù)市場建設(shè)，完善調(diào)頻、調(diào)峰、備用等市場品種，制定適應(yīng)抽水蓄能、新型儲(chǔ)能等新興市場主體參與的交易機(jī)制，有效疏導(dǎo)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)資源成本。
四、結(jié)語
隨著儲(chǔ)能技術(shù)不斷進(jìn)步、商業(yè)化模式日趨成熟以及市場機(jī)制逐步完善，儲(chǔ)能行業(yè)必將得到空前規(guī)模化發(fā)展。南方電網(wǎng)公司將牢牢把握構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重大機(jī)遇，推動(dòng)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，助力國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。