關于儲能技術在電力系統中的應用和價值分析

近幾年太陽能、風能等可再生能源發電在電力系統中比例逐漸增加，給現有電網的安全運行和高效調度帶來了新的挑戰，智能電網則成為推動新能源發展及保障電網安全的重要載體。儲能技術尤其大規模儲能技術是智能電網在發電、輸電、配電、用電四大環節調節電能質量、優化能源效率等主要目標的實現手段，逐漸成為構建智能電網不可或缺的關鍵環節。(見表2)

可以看出，儲能在整個電力系統中的作用體現在“調劑、優化、提高、保障”，即調劑全系統內電能的高效和靈活分配，優化全系統設備的資源配置和利用、提高全系統的運行效率和電能質量、保障全系統穩定和安全運行。其中儲能的必要性體現在保障電網安全，實現全系統的能量管理，接納可再生能源;經濟性體現在優化設備的配置、提高全網的效率;技術先進性體現在相比于傳統調峰、調頻、旋轉備用設備來說其快速、準確的響應性和高效率等方面的突出優勢。

當前，儲能在電力系統的細分領域應用主要包括可再生能源接入儲能、電網調峰/調頻儲能、配電側分布式儲能和用戶側分布式微網儲能幾種，儲能在這些應用中具有直接和間接經濟價值。(見表3)

綜上，投資者(發電公司、電網運營商、用戶側)衡量儲能的價值除考慮各個應用模式下的直接收益外，更多的要衡量儲能對全系統內的綜合性價值，包括設備投資減少、運營費用降低、發電/用電效率的提高等，另外開放的電力交易也會增大儲能的市場競爭力。通過已運行的儲能示范項目積累，建立不同模式下系統經濟模型，通過產業政策全局把握，推動儲能行業的發展。

關于化學儲能技術的應用現狀

目前，全球在電力系統中運行的儲能設備總裝機容量達到127GW，其中99%的儲能設備為抽水蓄能技術，化學儲能技術總裝機容量約520MW，其中鈉硫電池304MW、鋰電池116MW、液流電池20MW、鉛酸電池(包括鉛炭電池)80MW。

鈉硫電池是目前裝機規模最大的化學儲能技術，主要應用于配電網的分布式儲能，延緩負荷增長時對配網設備和線路擴容升級的投資。鋰電池和液流電池近些年技術發展很快，在電力系統中的應用逐漸增多。鋰電池的主流技術包括碳酸鋰、磷酸鋰鐵、聚合物鋰電池和錳酸鋰電池等，偏重于電力系統的功率型應用，包括調頻、調壓及波動控制等。液流電池中技術最成熟的是全釩液流儲能電池，也有研究機構在研究鐵鉻液流電池。主要是電力系統的能量型應用，包括提高可再生能源發電效率、電網調峰和分布式儲能等。鉛炭電池目前主要用于提高電網的電能質量。(見表4)

美國、日本、歐洲和中國的電力系統中化學儲能的應用處于領先水平。日本是高度城市化的國家，用電峰谷負荷差異大，電網用于擴容的投資巨大，儲能的作用是提高電網的利用效率、延緩擴容升級投資以及家用備用電源等;美國的電力交易商業化市場程度較高，儲能的應用主要是針對分布式微網及電力調頻應用。中國和歐洲的可再生能源發展迅速，儲能主要作用是加強現有電網接納可再生能源的能力。

液流電池、鋰電池和鈉硫電池等化學儲能技術在電力系統的各個環節都有所應用，并逐漸體現其綜合價值，項目的數量和規模逐年增加。美國、中國、日本、歐洲由于電網結構的不同，對儲能應用的側重點有所差異。更多應用項目的實施會引導和推進技術的完善以及市場的商業化。