互聯網背景下的電力儲能技術展望

汪成龍

國網江蘇省電力有限公司海安市供電分公司 江蘇海安 226600

隨著我國經濟與科技的飛速發展，在能源互聯網助推之下，電力儲能技術得到了飛速進步，進而為可再生能源并網領域等相關生產、銷售、服務市場帶來了新的活力與動力，最終將共同促進我國電力行業的可持續發展進步。

1 能源互聯網背景下的電力儲能技術

能源互聯網的核心研究方向就是將能源體系與互聯網技術進行有機結合。通過合理運用電力儲能技術，促進發電側、用電側及儲能設備協調運行，實現以電為核心，生產和消費的高效匹配多能源系統。隨著能源互聯網研究的逐漸推進，電力儲能的價值將不斷體現，“十四五” 對儲能技術的要求，是希望做到高安全、長壽命、高功率、高能量效率，響應速度快，度電成本控制在2毛以下。電力儲能技術的重要性日益突顯，在能源互聯網中具有廣闊的發展前景。

2 我國規模化儲能技術的最新發展現狀

2.1 適合能量型應用的儲能技術

（1）物理儲能。目前，應用最為廣泛、技術最成熟的就是抽水蓄能技術，具備使用壽命長、儲能量大、運維費用低等優勢，缺點是受到地理資源條件限制，水質變化、庫區淹沒以及土壤鹽堿化的問題日益突出。與之相比壓縮空氣儲能具有運行維護費用更低，隨著儲能時長的增加也可以顯著降低成本，有可能整個采購成本降到每瓦時1 元以下，有望替代抽水蓄能電站。

（2）電化學儲能。電化學儲能技術會將電能轉化成化學能進行有效的存儲，當需要使用電能時，通過氧化還原反應便可以將化學能重新轉換回電能。在進行氧化還原反應的過程中，由于離子的轉移將會導致電荷發生變化，最終促成電能儲存或釋放的功能。電化學儲能是主流的儲能技術之一，主要包括有鋰離子電池、液流電池以及目前尚在中試階段并被廣泛看好的鈉離子電池等等。

（3）熱能儲能。熔融鹽蓄熱是利用傳熱工質以及換熱器加熱并把熱量存儲起來。需要時再通過動力泵、傳熱工質以及換熱器等設備將熱量釋放出來，充分利用了熔融鹽使用溫度范圍廣、傳熱性能高、工作壓力低的特性，在太陽能熱發電、集中供熱供暖等方面有所應用。

2.2 適合功率型短時應用的儲能技術

（1）電磁儲能。電磁儲能技術主要分為超級電容器儲能和超導儲能，循環壽命長，不需要進行能量轉換，效率高、響應快，可以改善電能質量。但是這兩種技術尚不成熟，且成本過高，所以目前并沒有得到廣泛的利用建設。

（2）飛輪儲能。飛輪是高功率技術，使用壽命長并且對環境友好，主要是針對輔助調頻、風力發電的頻率和電壓支撐，還有一些動能回收方面的應用，特別是在軌道交通上已經有了一些大規模的驗證，在國內這方面技術的儲備和發展和國外最領先的技術還有一定差距，正在努力追趕。

3 能源互聯網背景下的電力儲能應用關鍵技術分析

3.1 新能源發電與大容量儲能的協同調度技術

可再生能源應盡量就近開發利用，這需要我們多渠道拓展清潔能源消納能力。電網企業應當統籌儲能與電網發展，做好儲能規劃，確定合理的設施布局、發展規模，有序開展儲能建設，優先考慮在電能調度困難、改造網架成本高的地區投資建設，緩解用電緊張的問題，發揮削峰填谷的作用。另一方面，電網調度應當及時完善相關調度規程和并網調度協議，應將并網的儲能設備納入統一調度管理，配置適宜的儲能技術，使儲能系統參與調峰調頻，做到新能源發電平滑出力，有效提高電網調節能力以及設備利用效率，實現地區或者跨地區的新能源調度消納。

3.2 基于優化儲能分配的能量調度技術

光伏、風電等可再生能源發電會受天氣狀況影響產生較大的波動，都存在供電不穩定、與需求側不同步的現象。這就需要配合電力儲能，為新能源發電站做支撐，解決光伏和風電間歇性、波動性的問題。而電化學儲能、物理儲能等作為不同類型能源耦合在一起的能源互聯網中，由于選擇多樣化的問題，原本簡單的輸入輸出及配置變得復雜起來。結合網絡中各種設備 “即插即用” 屬性及突發事故后的 “網架重構”，會造成一些難以預測的狀態產生。這種隨機性和多變性，對能源互聯網中的能量合理調度帶來了挑戰。因此我們要根據不同儲能技術的效率和容量進行合理優化，建立儲能的多能源系統的優化調度模型，利用神經網絡等算法模擬出最佳方案，實現清潔能源優勢互補，經濟效益最大化，能源可持續發展。

3.3 考慮儲能的能源交易市場與價格波動機制

在沒有大規模儲能的電力系統中，電能是即發即用的產品，能源互聯網中的各方在進行交易時，大環境下既要降低電價控制成本，又要效益最大化，增加了電網企業的運營壓力。電網企業運營成本往往會受到外部的能源價格波動的影響，甚至將改變能源分配布局。而當我們在電力系統中進行大規模儲能后，讓儲能參與到能源交易中，不僅僅能夠通過儲能高低來間接有效的反饋市場的供需情況，同時能夠大大緩解企業的運營壓力。電力儲能在能源市場中改變了電能交易機制，對整個電力市場有著很廣的應用空間。

4 結語

我國現在具有最堅定的發展可再生能源，建立智能電網和能源互聯網的決心和戰略，做好電力儲能技術對優化我國能源結構，提高能源安全，具有戰略意義。可以預見需求和技術的匹配將最終成熟完善，電力儲能將成為集中式和分布式能源系統不可或缺的部分。