电网侧储能技术应用分析

江苏电网侧储能发展分析国网江苏省电力有限公司经济技术研究院2018.10一、储能技术综述二、江苏电网发展趋势和运行特性预测三、江苏发展电网侧储能的需求四、源网荷储系统建设情况五、电网侧储能发展的思考•按存储介质，主要包括机械类、电气类、电化学类、化学类及热储能。

•按放电时间，主要包括短放电时间（秒级至分钟级）、中等放电时间（分钟级至小时级）、较长放电时间储能（小时级至天级）1、抽水蓄能Ø应用最广泛、最成熟。

Ø容量大（GW级，连续抽发数小时）、寿命长（超过30年）、度电成本低（全生命周期度电成本约0.2-0.3元）。

Ø效率75%左右，建设成本6000元/kW以上，建设周期较长（数年）。

Ø主要的商业模式（1）两部制电价：容量电价（约500元/kW/年）+电量电价。

（2）政府核定租赁费用：电站建成后租赁给电网公司调度管理，支付租赁费。

Ø受地质条件限制。

2、压缩空气储能Ø容量大（MW级，连续抽发数小时）、寿命长（30年）、度电成本较低（全生命周期度电成本接近抽水蓄能）。

Ø作用类似抽水蓄能。

Ø效率60%左右，建设成本9000元/kW左右。

Ø大型压缩空气储能需要利用盐穴、矿坑等特殊地理条件建设储气室。

江苏省内常州、淮安有盐穴资源。

电化学储能可灵活布点、响应速度快（毫秒级），是目前各国储能产业研发创新的重点领域和主要增长点。

不同电化学储能技术各自均存在发展短板，呈现多种技术路线相互竞争、多元化发展的局面。

1、铅炭电池Ø传统铅蓄电池的改进型。

Ø成本低用户侧储能领域广泛应用（江苏用户侧铅炭电池占比超60%）。

Ø安全性好。

Ø能量密度较低（占地面积较大）。

Ø大倍率充放电能力较差（MW和MWh的比例至少1:4，一般在1:8）。

Ø充放电深度40%-60%（锂电池可达80%）。

电网侧储能发展及共享储能运营模式浅析摘要：电网结构大致可分为三类：供电侧、电网侧和用户侧。

在电网侧和用户侧的弱储能模式下，新能源发电侧的储能在政策支持下逐渐进入新能源企业投资决策的视野。

电力企业将储能技术作为缓解调峰压力、降低输变电损耗、保障电网安全的重要手段。

资源型省份也将能源储存作为杠杆投资的重要载体。

关键词：电网侧；储能发展；共享储能；运营模式1电网侧储能现状在电源侧安装储能系统，可以与各类发电设备的出力进行互补，提升电源设备外特性的稳定可控水平，从而保障电力系统的安全稳定。

在当前情况下，个别地区的电化学储能采用火电联合调频模式得到了比较好的收益，但尚未形成完备的商业模式和良好的利益共享机制。

市场空间方面，目前收益较高的联合火电调频受国家政策限制，发展空间有限。

今后电源侧储能将更趋向于新能源消纳等应用方向，即“储能+新能源”模式。

技术特性方面，风电、光伏等有各自特色的出力特性，技术上“光伏+储能”的应用壁垒更低。

光伏发电的出力以天数计算周期，相对稳定，储能设备的充放循环按日进行即可，而风电具有较明显的季节特性，如何高效、经济的配置储能系统成为一大挑战。

盈利模式方面，“储能+新能源”模式最主要的问题在于收益模式的模糊和利益分配机制不明确，储能成本的下降速度和应用场景的收益曲线也还没有达到良好契合。

2储能电站安全生产维护建议储能设备的安全生产和维护是一个系统性问题。

事故的发生往往是由许多因素的相互作用演变而来，最终导致电池滥用和热量失控。

根据国内外储能事故报告中安全激励的分类，可以从蓄电池本体、外部励磁源、运行环境和管理制度等方面加强储能安全生产管理。

（1）电池体系数仍然是储能系统安全的核心。

鉴于电池本体因素的长期演化特征，如何通过电池的内部老化机制实现储能系统安全演化趋势的预测和预警，锂电池储能系统安全管理的重点是电池间不一致性的演化及外部参数的相应变化。

受现阶段管理系统监控可靠性的限制，有必要收紧电池体的SOC范围。

dB《资源节约与环保》2019年第12期电网侧大容量储能电站的应用与节能分析王坤李国豪甘智勇张利（国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384）摘要:储能的快速响应特性使其在参与电网调峰/调频方面具有优势。

根据大容量储能电站的特点，总结了储能电站在电网侧各类应用场景，主要包括提高可再生能用利用比例、储能电站独立调峰、调频、平衡优化售电容量偏差、应急保障和需求响应等。

并通过分析储能电站的运营模式，通过场景应用获得收益，实现储能电站的可持续运营。

电网侧储能实现了资源的合理分配和新能源高效利用，有助于节约能源和保护环境。

关键词：储能电站；电网侧；应用场景；节能分析引言储能技术的研究和发展一宜以来备受各国重视，储能技术应用的程度决定着新能源的发展水平，储能产业重要性可见一斑。

随着光伏FIT下降、户用光储补贴、税收投资抵免、能源智能网络化管控等因素驱动，全球主要储能市场蓬勃发展，发展前景广阔叫储能作为新兴产业,2007年之后一直保持较快增长。

储能技术呈现为抽水蓄能为主，电化学储能增长迅猛,各类储能技术同步发展；电网侧、发电侧储能独占鳌头，用户侧与分布式储能快速增长。

中国储能（除抽水蓄能外）产业尚处于发展的初期阶段，压缩空气、飞轮储能、蓄热储能市场容量很小，且进展缓慢；化学储能增速加快，主要以锂离子电池为主。

随着电力市场化改革的推进，我国电力辅助服务市场建设正在提速。

但是,储能电站独立参与调频、调峰的项目国内还比较少见，且仍处于试点摸索阶段叫1电网侧储能系统结构建设电网侧集中式储能电站，通过专线接入变电站，系统由储能电池箱、中压箱、环网箱、集控箱构成。

一次系统图如图1所示。

目前,储能电站系统一般采用集装箱型式，电池模组和电池架均按照标准模块化设计，易于安装、运输、维护和进行系统扩容。

图1储能系统一次妬扑图2电网侧储能电站应用场景电网侧大容量储能电站的应用可有效提高可再生能源利用比例，实现了资源的合理分配和新能源高效利用，减少了传统化石能源的消耗，有助于优化我国能源结构，并且减少污染物排放达到节能减排的目的。

全球及中国电网侧储能行业现状分析一、电网侧储能综述在电源侧，新能源占比不断提升增大了输出端的日间波动，在负荷侧，居民用电占比提升使得电网负荷波动更加剧烈，在这种情况下，电网调节能力必须提升以适应未来更为复杂的源荷波动，具有快速调节速率、配置方式灵活的储能能够胜任此任务。

电网侧储能能够提高电力系统安全性，在辅助服务市场也大有可为。

储能在电网侧的应用能够缓解电网阻塞、延缓输配电设备扩容升级、辅助发电侧进行调峰，还能参与电力辅助市场服务，包括系统调频和备用容量，尤其在调频方面发挥了非常大作用。

二、电网侧储能政策环境2019年，国家电网发布两条方案，规定不得以投资、租赁或合同能源管理等方式开展电网侧电化学储能设施建设。

虽是出于宏观经济目标而降电价的压力，却对电网侧电化学储能造成了严重的打击。

从长期看，新能源发电比例的进一步增长，也会带起电网侧储能的市场化发展和竞争，为电网侧储能带来新一轮的活力。

三、电网侧储能行业现状1、电力辅助服务新增装机情况锂电池储能在电网侧的主要应用领域是电力辅助服务市场，该市场的主要需求为调频（AGC）、调峰与备用容量。

调频（AGC）的作用是将发电设备向用户供电的频率调整到一定范围内（50±0.2Hz），以维持电网稳定运行，避免损害各类电器。

调峰的作用主要是在用电负荷较高时快速提供发电能力以“削峰”，而在负荷较低时降低发电功率或者作为用电设备减小供需差值以“填谷”，从而提高电网供电的充裕性，增强电网运行稳定性。

备用容量分为负荷备用（旋转备用）和事故备用，事故备用容量可在电力系统发生事故时保障供电的安全稳定，负荷备用则可在冲击性负荷超过发电设备最大供电能力时提供应急增量。

备用容量使用频次较低，往往与调峰、调频等功能共用机组。

据统计，2020年全球在辅助服务应用场景新增储能429MW，其中国内新增262MW。

2、调频调峰装机容量据北极星储能网信息，调频需求在火力发电系统中的功率占比在2-3%，基于NREL的研究，当波动性发电占比达30%时，调频需求将翻倍。

新能源系统中储能技术的应用与发展储能技术是新能源系统中不可或缺的重要组成部分，它在解决新能源波动性和不稳定性方面发挥着重要作用。

本文将分别从储能技术在电网侧和用户侧的应用以及未来的发展趋势等方面进行介绍。

一、电网侧储能技术的应用1. 蓄电池技术蓄电池技术是储能技术中应用最广泛的一种技术。

它可以通过将电能储存起来，以便在需要的时候释放出来。

目前，锂离子电池、铅酸电池等蓄电池技术被广泛应用于电网侧的储能系统中。

储能系统可以将电网中的过剩电能存储下来，以供高峰期使用，从而平衡电网的负荷，并提高电网的可靠性和稳定性。

2. 压缩空气能储能技术压缩空气能储能技术是一种将电能转化为压缩空气储存起来的技术。

在峰谷电价差异大的时段，利用低成本的电能将空气压缩成高压气体，然后在高价格时段释放能量，以增加供电能力。

同时，压缩空气能储能技术还可以通过回收储存过程中产生的热能，提高能量转化效率，减少能源浪费。

3. 超级电容技术超级电容技术是一种高能量密度、高功率密度的储能技术。

它具有充电速度快、使用寿命长、环保等优点。

超级电容技术广泛应用于电网侧的瞬时储能系统中，可以用于平衡功率波动、提高电能质量和稳定供电。

二、用户侧储能技术的应用1. 家庭能源储存系统随着可再生能源的发展，越来越多的家庭采用太阳能发电或风能发电等新能源技术。

然而，这些可再生能源的不稳定性给电网带来了一定的压力。

家庭能源储存系统可以将家庭产生的过剩能量存储起来，在能源稀缺或者电网断电时使用。

通过提高家庭电能的利用率，减少能源浪费，降低用户的能源成本，改善电网的可靠性。

2. 电动汽车和储能系统的结合电动汽车在车载电池方面具有良好的储能能力，可以在行驶过程中储存和释放能量。

电动汽车与储能系统的结合可以实现能源的互补与交换，使得电动汽车成为移动的储能装置。

当电网需要储能时，电动汽车可以将储存在电池中的能量释放出来，而当电动汽车需要充电时，储能系统可以向电动汽车充放电。

新能源发电侧储能技术应用分析摘要：近年来，随着能源革命的深入，新能源开发规模依然在不断产生扩大趋势，而由于我国新能源使用规模居世界前列。

所以对于新能源侧储能技术来说乃是新能源装机容量的关键技术支撑，同时还能够有效提高电网运行的安全性、稳定性和灵活性。

因此，本文通过重点对于新能源侧储能技术的发展和应用进行深入分析，并探讨其在新能源、微电网等领域的应用，以期对未来的研究工作有所帮助。

关键词：新能源；发电；储能技术；1.新能源发电侧储能技术的类型及应用现状1.1发展现状自2021年上半年数据便可看出，我国已然有13个省份发布了新储能技术相关政策，并以此为契机大力支持新储能建设发展，同时通过认真分析评估了储能装机容量和储能时间，从而提出具体的技术发展模式。

以某省规定为例，光伏发电系统实际运行系统的存储容量必须大于5%，存储时间必须超过1小时。

而在出具相关规定内容的过程之中，也在积极推动新能源技术的发展。

并将“光伏+储能”项目作为重点项目而不断展开。

另外，他们也在积极推进风力发电等应用，从而为未来储能系统的管理和调峰风电系统的整体优化升级奠定坚实基础。

目前我国新能源+储能项目招标规模越来越大，其新能源技术逐步亦在不断走向标准化。

因此，则需要在全国建立更科学可靠的控制方法，以确保其运行的有效性。

1.3应用优势而根据全球储能系统的运行情况出发，便能够得出全球储能容量已达到740GW的具体数据。

起初，钠硫电池约占45%，其余储能电池占55%，锂离子电池占33%。

而近年来，随着国内外储能技术的不断深入，我国开始不断建设锂离子储能电站，因此其消费量也在不断增长。

所以在功率表的放电时间方面，由于电化学储能技术尚未达到GW的水平，所以便通常需要5-6小时的放电，而钠硫电池的放电时间相对较长，可以满足高容量的放电要求。

从电池的工作效率和循环寿命来看，锂、钠硫和铅酸电池的应用比例最高；在生产成本方面，钠硫电池具有更高的循环寿命和更低的价格。

毕业论文（设计）储能技术在电力系统中的应用研究系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化摘要储能技术是一项可能对未来电力系统发展及运行带来革命性变化的技术，必须立足长远从整个电力系统的角度来考虑,明确储能技术的发展定位，要全面分析储能技术应用对整个电力系统和社会带来的综合效益和价值。

目前各类技术正处于快速发展阶段，应当采取鼓励多元发展的路线，加快各类技术的小规模试点和示范应用，通过实践检验、筛选出有前景的技术，在电力系统目前应重点加快在新能源发电和用户侧的试点应用。

而且针对性的政策法规对储能技术的发展至关重要,应当积极研究储能相关的法规，清晰界定相关方面的责任义务，出台包括峰谷电价、投资补贴在内的激励机制。

本文介绍了国内外各种储能技术的发展现状，并从电力系统安全高效运行的角度论述了电能储存技术的重要性。

本文对抽水储能、蓄电池储能、飞轮储能、超导磁储能、压缩空气储能、超级电容器储能等几种储能技术的原理和实现方法作了介绍，并对其在电力系统中的应用情况以及可实施性作了说明。

关键词：储能技术，电力系统,安全，高效，稳定性AbstractEnergy storage technology is a possible future development and operation of power systems brought about revolutionary changes in technology, you must take a long-term perspective from the point of view of the entire power system，clear energy storage technology development，comprehensive analysis of energy storage technology for the entire power system and comprehensive benefit and value to the community.At present, all kinds of technology is in a stage of rapid development, should be taken to encourage pluralistic development of route, speed up all kinds of technical application of small scale pilot and demonstration, by practice，filtering out the promising technologies，in the power system should now be focused on speeding up the pilot application of new energy power generation and customer side. And targetedpolicies and regulations is essential to development of energy storage technologies, should actively study on energy—related regulations, clearly define the responsibilities，introduced，including peak-Valley electricity price subsidies，investment incentives。

International FinancingAugust 2019 国际融资PCS系统在储能系统中的应用从资源综合利用环节来讲，电网侧配置储能应该是综合效率最高的一种。

P C S在整个储能系统里面是一个最关键的部件，也是整个系统里面在功率层面惟一的主动元件。

PCS系统如何做到安全可靠？需要和电池进行快速有效的互动，电池系统在整个储能系统里面成本最高，同时它的使用边界条件要求比较多，有大量的E M S 防护和其他系列的防护系统。

所以P C S需要和E M S之间进行快速通信，获得相互的信息，能够及时进行合理的动作，保证基础的安全。

同时还要有一些预防通信失灵或者出错的措施。

此外，P C S还要快速地接受本地E M S的调度，及时响应，尤其是大规模的时候要相互协调。

现有的变电站，已经是从秒级到毫秒级了，响应的先后顺序很可能影响后续的决策。

谈到如何提升储能系统的技术经济性？必然会谈到初投资成本。

但经济性和初投资成本是两个概念，要从使用的角度上来看经济性，电的成本是核心。

在变电站里，系统的体积占比和技术性能等都会影响系统的效率。

比如PCS的转换效率每提升1%，储能系统的吞吐效率会提升2%。

在电站里面有一些调峰的应用，相应的吞吐效率就会提升2%，有可能投资回报率会提升1~2%。

从系统里面看，目前的变电站储能或者电网储能应用，大部分的情况是PCS，成本占比不超过10%。

而P C S在市场供应的平均价格上下波动一般不会超过1%。

因为系统里面选择了一些配置适当的部件，会导致在辅助功能上面的投入有可能产生3~5%的波动，同时安全防护、散热、相应的响应速度、增加额外的二次投入、运行维护投入都会相应增加。

电网侧储能系统的发展现状与要求就现状来讲，电网侧储能才刚刚起步，系统应用和部件都还没有形成成熟的产业。

在这种情况下，还不能够用搭积木的方式来进行系统采购、招标、或者系统集成，因为目前这是一个有风险的应用。

还没有真正超过一年的百兆瓦级或者百兆瓦时级的运行，而电池系统的退化是一个逐步老化、劣化的过程，比如电池系统的差异化要通过多少次循环以后，才会逐步被放大。

电网侧独立储能的作用及价值分析摘要：储能具有响应速度快、调节灵活的特点，可有效跟踪新能源出力和负荷的随机波动，电池等储能系统的调频性能甚至超过常规机组。

储能还在缓解阻塞、电压支撑与无功控制、故障紧急备用等方面发挥重要作用。

关键词：储能系统；在2020年，中国提出了碳中和目标，2030年达到碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和，在这样的大背景下，新能源发电迎来跨越式的发展，装机规模在电力系统中的比例也在不断增大，随着新能源装机规模的上升，各地方储能相关政策相继出台，储能产业焕发出勃勃生机，在用户侧、辅助服务、电网侧、可再生能源并网、智能微电网等领域快速发力，储能规模也屡创新高。

电网侧储能通常规模较大、接入各级调度中心调管，能够在电力系统运行中的调峰、调频、缓解阻塞、电压支撑与无功控制、故障紧急备用等方面发挥重要作用。

1、起到调峰调频的作用当电力系统中风电装机容量达到一定规模时，风电功率波动或风电场因故整体退出运行，可能导致系统有功出力与负荷之间的不平衡，造成系统频率偏差，严重时会导致系统频率越限，进而危及电网的安全稳定运行。

此外，随着新能源的大规模并网应用，目前我国抽水蓄能和水电等灵活调节电源的容量占比越来越小，快速调频容量不足的问题突显，亟需新的调频手段的出现。

储能系统参与电网调频的原理是当发电大于用电时把电能储存起来，防止系统频率的上升；在发电小于用电时把储存的电能释放出来，反馈给电网，防止系统频率的进一步下跌。

储能系统响应速度快、短时功率吞吐能力强，有助于提高电网的电能质量和频率稳定性。

尤其是当电网薄弱时，有大量的风电或其他可再生能源并入电网，储能的作用尤为凸显。

随着大规模集中式以及分布式电池储能系统的快速发展以及容量的不断扩大，电池储能系统通过直接并入电网侧对频率异常状态的主网进行干预控制，也逐渐成为部分发达地区电网频率稳定控制的有效手段。

电力储能技术最突出的优点是快速、精确的响应能力。

储能技术在配电侧的应用储能技术在配电侧的应用已经成为了近年来电力领域的热门话题。

随着新能源发电的大规模应用和用电负荷的不断增加，储能技术已经成为了一个不可或缺的能源调峰手段。

储能技术的应用不仅可以平衡电网的负荷，还可以提高电力系统的供电可靠性和经济性，减少电力系统的能源浪费。

本文将从储能技术的意义、配电侧储能技术的应用现状以及未来发展趋势三个方面介绍储能技术在配电侧的应用。

一、储能技术的意义储能技术是一种将电能储存起来，以备随时使用的技术。

储能技术的最大优点是可以储存电力，使电力在有需求时能够得到有效利用。

现代储能技术种类繁多，包括了电动汽车电池、超级电容器、氢燃料电池等。

其中最常见的储能技术是蓄电池技术和超级电容技术。

储能技术的应用可以在一定程度上解决电网可靠性和电能质量等问题，降低电力系统的运行风险，提高能源的利用效率。

此外，储能技术在一些特殊地区的应用可以解决电网容量不足、电力供应不稳定等问题。

在未来，随着新能源的进一步发展和应用，储能技术的重要性将越来越明显。

二、配电侧储能技术的应用现状目前，全球各国均在积极推广储能技术的应用。

在国内，储能技术的应用在先进制造业和节能环保等领域取得了一定的成功。

同样，在电力系统中，对于储能技术应用的研究和探索也在不断深入。

与储能技术的升级换代相伴随的是相关的政策法规的不断出台和完善，以及产业规模与市场需求的日益扩大。

在配电侧储能技术的应用中，储能容量通常较小，储能时间较短，主要应用于电力系统的峰值调峰、削峰填谷、设备备用等场景。

近年来，配电侧储能技术已成为了国内电力行业中的研究热点。

三、未来发展趋势未来，随着新能源的快速发展以及储能技术的不断升级和完善，配电侧储能技术的应用将得到进一步推广和普及。

储能技术的应用不仅可以实现电力系统的峰谷平衡和负荷调控，还可提高电力系统的供电可靠性和经济性，减少电力系统的能源浪费，为实现低碳、高效、安全、可持续的能源系统发展奠定坚实基础。