中國儲能網訊：9月11日在深圳鵬瑞萊佛士酒店舉辦的“碳中和能源院士高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能術及工程應用大會”上，中國電力科學研究院有限公司高級工程師楊水麗進行“新型儲能技術現狀與應用案例”的演講。
楊水麗：各位領導、各位專家：大家上午好！很榮幸在這里分享，我的題目是《新型儲能技術現狀與應用案例》，分為三部分：新型儲能發(fā)展背景、技術與應用現狀；典型案例分析；總結。
首先看背景，國家發(fā)改委和能源局關于加快推動新型儲能技術發(fā)展的指導意見中提出：到2025年，區(qū)別于抽蓄儲能，將由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模應用條件。創(chuàng)新目標是降成本，百兆瓦級工程應用，到2030年全面市場化發(fā)展。與電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)深度融合發(fā)展，支撐雙碳目標的實現。
在新型電力系統(tǒng)背景下，新能源高占比電力系統(tǒng)運行方式發(fā)生深刻變化，對電源將由穩(wěn)定、可控向靈活可控發(fā)展，對間歇性、隨機新的新能源將需要提高精度，實現友好并網，對用電，需要部分可控，并可參與需求側響應。新型儲能技術是應對新需求的支撐技術之一。儲能技術發(fā)展的現狀是可全面部署應用的儲能有電化學儲能、超級電容器儲能，在電化學儲能中，鋰電較為成熟，它的進一步發(fā)展趨勢是降成本、促安全。其他的儲型技術：機械儲能、電池儲能、熱儲能、制氫、儲氫，熱電聯共，處于系統(tǒng)示范階段。
儲能應用發(fā)展的目標是，持續(xù)優(yōu)化建設布局，促進新型儲能與電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用各環(huán)節(jié)融合發(fā)展，支撐新型電力系統(tǒng)建設。
在電源側，布局新型儲能，可促進新能源資源富集地區(qū)，友好新型能源電站建設，支撐跨省跨區(qū)輸電通道，可再生能源基地的外送，促進沙漠、戈壁、荒漠，大型風電光伏基地開發(fā)消納。
在電網側，可以提高電網關鍵節(jié)點的安全穩(wěn)定運行水平，增強供電能力不足，偏遠地區(qū)的供電保障能力，延緩和替代輸電走廊資源緊張地區(qū)，輸變電設施投資，提升重要電力用戶應急保障能力。
在用戶側，可以支撐分布式供能系統(tǒng)建設，提供定制化用能服務，提升用戶靈活調節(jié)能力。
多元化應用方面，可以推進源網荷儲一體化協(xié)同發(fā)展，加快跨領域融合發(fā)展，拓展多種儲能形式應用?？傮w來說，它的應用場景是很廣泛的。
下面介紹一下我們測算過的典型案例。案例一，在電源側，促進送端電網中新能源消納，對新疆、甘肅、寧夏、吉林、青海等地區(qū)配置電化學儲能，以減少新能源限電率為目標開展仿真測算，得出不同地區(qū)滿足性能和成本比較優(yōu)的儲能配置值，如表所示，由成效、投資、效益和回收期可以看出：甘肅、青海和寧夏，它的成效高、收益大、回收期短，在新疆、吉林成效相對低，回收期長。但是，各地區(qū)配置儲能系統(tǒng)均不能在經濟性比較優(yōu)的情況下將新能源的限電率縮減至5%左右。影響各地區(qū)新能源消納水平提升的主要原因是持續(xù)限電時期長，儲能系統(tǒng)的利用率低。
案例二，在電源側，聯合單臺火電機組AGC調頻，基于國家能源局2019年公布的調頻補償費用情況可以看出，在蒙西、陜西、廣東三地的單位裝機分攤費用最高，分攤費用高表征調頻需求大。因此，基于廣東省作為功率補償的測算代表，對400兆瓦的燃氣機組配置12兆瓦/6兆瓦時的儲能系統(tǒng)，聯合參與AGC調頻，由仿真結果可以看出，儲能系統(tǒng)對機組調節(jié)速率的提升程度最大，由原來的0.375提升至2.765。其次是日調節(jié)里程，投資回收期是4.3年，小于儲能系統(tǒng)投資的盈虧閾值5年。不過隨著儲能投資成本的降低，這個閾值會更寬泛。
我們選取陜西省作為容量測算的代表，對三臺火電機組分別配置對應的儲能系統(tǒng)，聯合參與AGC調頻，由測算結果可以看出，儲能系統(tǒng)對日調節(jié)容量的提升程度有限，儲能輔助660MW和直吹式機組參與AGC調節(jié)的經濟性最好，為7年。但是仍然超過儲能系統(tǒng)的投資閾值5年，投資風險比較大。由功率和容量測算的兩個案例可以看出，在AGC調頻中,功率測算的方式能更好地展現儲能系統(tǒng)的功率特性，具有比較好的經濟性。
案例三在電網側提升特高壓交直流輸電能力應用，大功率接收區(qū)外來電的受段電網，發(fā)生直流單極或者雙極閉鎖，而損失高比例功率時，受端電網的全網性頻率安全問題制約特高壓通道穩(wěn)態(tài)的輸送能力。由表可以看出，比較典型的是河南、湖南電網，他們的饋入通道實際輸送能力不足額定輸送能力的一半。因此我們針對河南配置670萬千瓦/15分鐘的儲能系統(tǒng)，用于大功率事故支撐，可以提升長南線與天中直流的穩(wěn)態(tài)輸送功率770萬千瓦，投資回收期為2.27年，收益良好。
案例四，在電網側，輔助省級電網傳統(tǒng)調節(jié)源AGC調頻。隨著新能源發(fā)電的快速發(fā)展，特高壓交直流建設，引發(fā)了電網調頻資源減少、頻率特性惡化的結構性困境，各省電力公司開始布局儲能調頻項目，但是應用需求量究竟多大，儲能的投入占比是多少時可以獲得性能和收益間的平衡，我們需要開展仿真分析。
針對這個需求，我們基于火電、水電和儲能系統(tǒng)的調節(jié)特性，將電網的AGC指令劃分基本分量RegA和波動分量RegD，在傳統(tǒng)電源和儲能間進行分配，基于里程測算法，開發(fā)了儲能輔助傳統(tǒng)調節(jié)源AGC調頻的多源博弈特性時序仿真軟件。
基于某省典型電網某日的ACE曲線開展仿真分析，由仿真結果可以看出，隨著儲能裝機的投入，對ACE曲線的跟蹤效果也逐步提升，對標準誤差縮小的趨勢逐步減小。由右圖可以看出，縮減率圖上的C點是儲能需求容量的拐點，也就是飽和效應點，也就是儲能投資比較經濟的儲能配置值。由表可以看出，在火電機組調節(jié)需求系數為10%時，機組需要完成的基準條件分量RegA為33兆瓦，超過33兆瓦的快速波動分量由儲能系統(tǒng)調節(jié)。在這個系數下，比較優(yōu)的儲能配置值為210兆瓦/105兆瓦時。在所有的系數中，儲能的配置值最小，機組的臺數也最少，為85臺，但是對標準誤差的縮減是效果最明顯的。
總結：儲能應用需要緊密結合新型電力系統(tǒng)的資源稟賦特性與調節(jié)需求，系統(tǒng)價值維度包括消峰填谷、新能源并網、調頻等。在當前儲能成本條件下，大功率事故支撐，參與電網AGC調節(jié)具有技術經濟可行性。未來攻克方向是開展橋接儲能系統(tǒng)與電網之間領域，以及在電力系統(tǒng)碳減排中的作用等方面的研究具有前景。
我的匯報完畢。謝謝！
