9月26日，在《能源》雜志主辦的2023風(fēng)光大基地創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用大會(huì)上，國(guó)家電網(wǎng)首席專家孫樹(shù)敏總結(jié)新型電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能對(duì)于電網(wǎng)而言扮演著“三個(gè)角色”，并對(duì)電源側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)、用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用及發(fā)展做出研判。
“我判斷用戶側(cè)儲(chǔ)能將在未來(lái)獲得一個(gè)很大的發(fā)展，特別是在中東部地區(qū)，大量的分布式儲(chǔ)能加上分布式光伏將提供一個(gè)比較穩(wěn)定可靠的供電電源。”
孫樹(shù)敏表示，包括抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能，也包括大量的分布式儲(chǔ)能，如果都能夠參與到電網(wǎng)的調(diào)頻中，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會(huì)得到極大的提升。
以下為國(guó)網(wǎng)首席專家孫樹(shù)敏發(fā)言內(nèi)容整理：
為什么是儲(chǔ)能
新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)新型能源系統(tǒng)的重要平臺(tái)。
大家知道，我國(guó)如今已是全世界最大的能源生產(chǎn)大國(guó)和能源消費(fèi)大國(guó)。
2014年的時(shí)候，我國(guó)能源生產(chǎn)便首次超越美國(guó)，2019年發(fā)電量為美國(guó)、印度、俄羅斯和日本的總和。
無(wú)論是新能源發(fā)展速度還是裝機(jī)總量，中國(guó)都已經(jīng)做到了全世界第一。在強(qiáng)需求的推動(dòng)下，我國(guó)的特高壓發(fā)展在全球也是首屈一指。
如此高速發(fā)展，客觀上給電網(wǎng)和電力系統(tǒng)提出了非常大的挑戰(zhàn)。
除了西北沙戈荒地區(qū)大規(guī)模的風(fēng)電、光伏以外，中東部地區(qū)的分布式光伏也是一個(gè)突出的焦點(diǎn)問(wèn)題。
大量的新能源接入電網(wǎng)，大裝機(jī)、小電量、低抗擾的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性，為新能源消納與新型電力系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)了很大的隱患。
隨著新能源裝機(jī)比例的增加，又逐漸由消納問(wèn)題演變到發(fā)電裝機(jī)的穩(wěn)定性問(wèn)題。高比例可再生資源和高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特性日益凸顯，這對(duì)電力系統(tǒng)提出了更高的要求。
在最近中央深改委關(guān)于新型電力系統(tǒng)指導(dǎo)意見(jiàn)里面提到了“四個(gè)轉(zhuǎn)變”，其中最后一個(gè)轉(zhuǎn)變就是調(diào)控運(yùn)行模式由“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”多元智能互動(dòng)轉(zhuǎn)變。
大家知道，電力系統(tǒng)的平衡就是電源和負(fù)荷之間的一個(gè)電力平衡和電量平衡。
電離平衡主要是頻率的平衡，如常規(guī)電源（火電、水電等）都是可以根據(jù)負(fù)荷來(lái)調(diào)控的。現(xiàn)在加入了間歇性的新能源之后，新能源比例較小時(shí)，我們完全有能力適應(yīng)和響應(yīng)這種波動(dòng)。
但當(dāng)新能源裝機(jī)的容量比例越來(lái)越高，達(dá)到一定的程度之后，會(huì)直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。為即將到來(lái)的諸多挑戰(zhàn)做好提前準(zhǔn)備，是當(dāng)前面臨的一個(gè)非常嚴(yán)肅且重要的問(wèn)題。
儲(chǔ)能是行業(yè)公認(rèn)能夠解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。但是不同的行業(yè)專家對(duì)于儲(chǔ)能作用的理解又有所不同，儲(chǔ)能能不能解決調(diào)峰問(wèn)題？能不能解決“三北地區(qū)”的消納問(wèn)題？這實(shí)際上要從不同的角度來(lái)考慮。
如果要靠?jī)?chǔ)能解決風(fēng)光儲(chǔ)的問(wèn)題，就需要非常大的量。大規(guī)模建設(shè)目前在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域仍然受到經(jīng)濟(jì)成本的嚴(yán)重制約，而靠抽水蓄能則要面臨極長(zhǎng)的建設(shè)周期。
以山東為例，大基地建設(shè)，山東是重要的參與者。
一方面，在“三北地區(qū)”的大基地建設(shè)當(dāng)中，山東能源開(kāi)發(fā)企業(yè)是一支重要的力量。
另一方面，隨著沙戈荒地區(qū)大規(guī)模的風(fēng)光開(kāi)發(fā)，大量新能源難以在當(dāng)?shù)叵{，很大一部分要通過(guò)特高壓輸送到中東部地區(qū)，山東就是外電入涌的重點(diǎn)省份。
如何去消化這么大數(shù)量級(jí)的新能源？?jī)?chǔ)能就是一個(gè)非常重要的技術(shù)路線。
山東新能源裝機(jī)發(fā)展速度非常之快，但抽水蓄能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到需求的數(shù)量，電化學(xué)儲(chǔ)能反而得到迅速發(fā)展，讓山東一躍成為新型儲(chǔ)能大省。
而對(duì)于電網(wǎng)而言，我們傾向于將儲(chǔ)能理解為“三個(gè)角色”。
角色與應(yīng)用
儲(chǔ)能都有哪些角色呢？
第一個(gè)，儲(chǔ)能需要承擔(dān)電力保供的作用。
電力保供要尤其關(guān)注調(diào)頻的問(wèn)題，隨著新能源電力系統(tǒng)峰谷差增大，相應(yīng)負(fù)荷變化速率也顯著增加。
新能源配建的10%-20%儲(chǔ)能，很大程度上都是解決新能源一次調(diào)頻向下調(diào)容易、向上調(diào)難的問(wèn)題，儲(chǔ)能可以起到很好的作用。
第二個(gè)，儲(chǔ)能可以發(fā)揮緊急功率支撐的作用。
我國(guó)電源與負(fù)荷逆向分布的特點(diǎn)決定了大容量、遠(yuǎn)距離電力輸送長(zhǎng)期存在的局面，需要儲(chǔ)能等靈活調(diào)節(jié)資源提升特高壓交直流電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行能力
第三個(gè)，儲(chǔ)能本身是一個(gè)電力電子裝置，可以具有很快的調(diào)節(jié)速度，可以對(duì)電壓控制起到一個(gè)非常大的作用。目前我們儲(chǔ)能應(yīng)用最多的，還是在調(diào)峰領(lǐng)域。
應(yīng)該說(shuō)，儲(chǔ)能的應(yīng)用在電源側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)、用戶側(cè)都得到了非常重要的發(fā)展。
其中，我判斷用戶側(cè)儲(chǔ)能將在未來(lái)獲得一個(gè)很大的發(fā)展。特別是在中東部地區(qū)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一種新的商業(yè)模式，大量的分布式儲(chǔ)能加上分布式光伏將提供一個(gè)比較穩(wěn)定可靠的供電電源。
一方面，解決了分布式光伏的消納問(wèn)題；另一方面，也可以為用戶提供一個(gè)高質(zhì)量的供電。
未來(lái)分布式光伏和分布式儲(chǔ)能通過(guò)能源聚合和虛擬電廠進(jìn)入交易之后，用戶開(kāi)發(fā)投入的積極性也會(huì)越來(lái)越高，應(yīng)用的場(chǎng)景也會(huì)越來(lái)越多。
在電源側(cè)，儲(chǔ)能能夠有效提高調(diào)頻能力，特別是參與火電機(jī)組的AGC調(diào)節(jié)，提高火電機(jī)組的功率動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；參與新能源場(chǎng)站的功率調(diào)節(jié)，提升新能源場(chǎng)站的功率可調(diào)控性及電網(wǎng)友好性。
在輸電側(cè)，國(guó)網(wǎng)公司積極布局了大量的科研項(xiàng)目，大基地項(xiàng)目中也有使用。主要解決的就是調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻等電力系統(tǒng)核心的調(diào)節(jié)能力；在配電側(cè)，解決配電網(wǎng)電壓波動(dòng)等電能質(zhì)量問(wèn)題、供電薄弱地區(qū)以及重要用電負(fù)荷供電可靠性問(wèn)題等，儲(chǔ)能都有非常廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。
儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)頻方面，有兩個(gè)特殊意義。
一方面，儲(chǔ)能可以增加系統(tǒng)的慣性，減少整個(gè)系統(tǒng)的頻率擾動(dòng)；另一方面，儲(chǔ)能快速的頻率響應(yīng)和一次調(diào)頻，可以使得我們的新能源場(chǎng)站具有和傳統(tǒng)火電機(jī)組一樣的調(diào)頻能力，有功調(diào)節(jié)可上可下。
再有，當(dāng)儲(chǔ)能量達(dá)到一定的程度以后，它在解決某些時(shí)間段的調(diào)峰問(wèn)題中，會(huì)是一個(gè)非常好的選擇。
在受端電網(wǎng)的頻率支撐方面，以山東省為例。山東是全國(guó)最大的受端電網(wǎng)，將近三分之一的電量要來(lái)自于外電涌入。
大批量的特高壓電力進(jìn)入山東以后，對(duì)保障山東的電力平衡起到了非常大的作用，但要如何和山東本地的火電、新能源相協(xié)同，這是個(gè)很大的問(wèn)題。
大的事故、大的氣象過(guò)程都有可能造成電壓的擾動(dòng)，直接導(dǎo)致特高壓的直流電閉鎖，進(jìn)而將問(wèn)題從受端延伸到送端，在送端造成脫鉤等問(wèn)題。
電力系統(tǒng)是一個(gè)緊密聯(lián)系的系統(tǒng)，為解決受端電網(wǎng)的頻率支撐，過(guò)去我們一般采用快速切負(fù)荷。
然而“快速切”不如“快速加”，加的這部分就主要靠?jī)?chǔ)能，包括抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能，也包括大量的分布式儲(chǔ)能，如果都能夠參與到電網(wǎng)的調(diào)頻中，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會(huì)得到極大的提升。
儲(chǔ)能不僅僅解決系統(tǒng)的消納問(wèn)題，其重要性還在于保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性，儲(chǔ)能在提高“三道防線”的方面也有著非常關(guān)鍵的作用。
故障發(fā)生前參與第一道防線可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)潮流優(yōu)化與低頻振蕩抑制等；
故障發(fā)生時(shí)通過(guò)納入安穩(wěn)系統(tǒng)參與第二道防線能夠在送端代替切機(jī)措施，在受端代替切負(fù)荷措施；
故障發(fā)生后參與第三道防線通過(guò)頻率及電壓響應(yīng)控制及輔助黑啟動(dòng)等加速電網(wǎng)的恢復(fù)。
最后，儲(chǔ)能本身也有很多的類型。有些儲(chǔ)能充放電時(shí)間比較短，但是頻率和壽命可以比較高。
而持續(xù)放電時(shí)間大于4小時(shí)的長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，能夠在當(dāng)前夏秋季電力盈余、春冬季電力長(zhǎng)期短缺的調(diào)峰背景下，在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上解決電離平衡的尺度問(wèn)題。
分析各類長(zhǎng)周期儲(chǔ)能技術(shù)，氫儲(chǔ)能適合季節(jié)性調(diào)峰、提高新能源基地送出等長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)場(chǎng)景，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期、跨季節(jié)儲(chǔ)能的關(guān)鍵技術(shù)，在未來(lái)解決新能源消納的問(wèn)題當(dāng)中，還會(huì)發(fā)揮更為重要的作用。
