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)用大會上，國家電網(wǎng)首席專家孫樹敏總結(jié)新型電力系統(tǒng)中儲能對于電網(wǎng)而言扮演著“三個角色”，并對電源側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)、用戶側(cè)儲能應(yīng)用及發(fā)展做出研判。
“我判斷用戶側(cè)儲能將在未來獲得一個很大的發(fā)展，特別是在中東部地區(qū)，大量的分布式儲能加上分布式光伏將提供一個比較穩(wěn)定可靠的供電電源。”
孫樹敏表示，包括抽水蓄能、電化學(xué)儲能，也包括大量的分布式儲能，如果都能夠參與到電網(wǎng)的調(diào)頻中，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會得到極大的提升。
以下為國網(wǎng)首席專家孫樹敏發(fā)言內(nèi)容整理：
為什么是儲能
新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)新型能源系統(tǒng)的重要平臺。
大家知道，我國如今已是全世界最大的能源生產(chǎn)大國和能源消費大國。
2014年的時候，我國能源生產(chǎn)便首次超越美國，2019年發(fā)電量為美國、印度、俄羅斯和日本的總和。
無論是新能源發(fā)展速度還是裝機總量，中國都已經(jīng)做到了全世界第一。在強需求的推動下，我國的特高壓發(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突出的焦點問題。
大量的新能源接入電網(wǎng)，大裝機、小電量、低抗擾的間歇性、波動性、隨機性，為新能源消納與新型電力系統(tǒng)建設(shè)帶來了很大的隱患。
隨著新能源裝機比例的增加，又逐漸由消納問題演變到發(fā)電裝機的穩(wěn)定性問題。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)意見里面提到了“四個轉(zhuǎn)變”，其中最后一個轉(zhuǎn)變就是調(diào)控運行模式由“源隨荷動”向“源網(wǎng)荷儲”多元智能互動轉(zhuǎn)變。
大家知道，電力系統(tǒng)的平衡就是電源和負荷之間的一個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)負荷來調(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，我們完全有能力適應(yīng)和響應(yīng)這種波動。
但當(dāng)新能源裝機的容量比例越來越高，達到一定的程度之后，會直接影響到整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。為即將到來的諸多挑戰(zhàn)做好提前準備，是當(dāng)前面臨的一個非常嚴肅且重要的問題。
儲能是行業(yè)公認能夠解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)。但是不同的行業(yè)專家對于儲能作用的理解又有所不同，儲能能不能解決調(diào)峰問題？能不能解決“三北地區(qū)”的消納問題？這實際上要從不同的角度來考慮。
如果要靠儲能解決風(fēng)光儲的問題，就需要非常大的量。大規(guī)模建設(shè)目前在電化學(xué)儲能領(lǐng)域仍然受到經(jīng)濟成本的嚴重制約，而靠抽水蓄能則要面臨極長的建設(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)光開發(fā)，大量新能源難以在當(dāng)?shù)叵{，很大一部分要通過特高壓輸送到中東部地區(qū)，山東就是外電入涌的重點省份。
如何去消化這么大數(shù)量級的新能源？儲能就是一個非常重要的技術(shù)路線。
山東新能源裝機發(fā)展速度非常之快，但抽水蓄能還遠遠達不到需求的數(shù)量，電化學(xué)儲能反而得到迅速發(fā)展，讓山東一躍成為新型儲能大省。
而對于電網(wǎng)而言，我們傾向于將儲能理解為“三個角色”。
角色與應(yīng)用
儲能都有哪些角色呢？
第一個，儲能需要承擔(dān)電力保供的作用。
電力保供要尤其關(guān)注調(diào)頻的問題，隨著新能源電力系統(tǒng)峰谷差增大，相應(yīng)負荷變化速率也顯著增加。
新能源配建的10%-20%儲能，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)難的問題，儲能可以起到很好的作用。
第二個，儲能可以發(fā)揮緊急功率支撐的作用。
我國電源與負荷逆向分布的特點決定了大容量、遠距離電力輸送長期存在的局面，需要儲能等靈活調(diào)節(jié)資源提升特高壓交直流電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行能力
第三個，儲能本身是一個電力電子裝置，可以具有很快的調(diào)節(jié)速度，可以對電壓控制起到一個非常大的作用。目前我們儲能應(yīng)用最多的，還是在調(diào)峰領(lǐng)域。
應(yīng)該說，儲能的應(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)儲能將在未來獲得一個很大的發(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，大量的分布式儲能加上分布式光伏將提供一個比較穩(wěn)定可靠的供電電源。
一方面，解決了分布式光伏的消納問題；另一方面，也可以為用戶提供一個高質(zhì)量的供電。
未來分布式光伏和分布式儲能通過能源聚合和虛擬電廠進入交易之后，用戶開發(fā)投入的積極性也會越來越高，應(yīng)用的場景也會越來越多。
在電源側(cè)，儲能能夠有效提高調(diào)頻能力，特別是參與火電機組的AGC調(diào)節(jié)，提高火電機組的功率動態(tài)響應(yīng)能力及運行經(jīng)濟性；參與新能源場站的功率調(diào)節(jié)，提升新能源場站的功率可調(diào)控性及電網(wǎng)友好性。
在輸電側(cè)，國網(wǎng)公司積極布局了大量的科研項目，大基地項目中也有使用。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)電壓波動等電能質(zhì)量問題、供電薄弱地區(qū)以及重要用電負荷供電可靠性問題等，儲能都有非常廣闊的應(yīng)用場景。
儲能參與電網(wǎng)調(diào)頻方面，有兩個特殊意義。
一方面，儲能可以增加系統(tǒng)的慣性，減少整個系統(tǒng)的頻率擾動；另一方面，儲能快速的頻率響應(yīng)和一次調(diào)頻，可以使得我們的新能源場站具有和傳統(tǒng)火電機組一樣的調(diào)頻能力，有功調(diào)節(jié)可上可下。
再有，當(dāng)儲能量達到一定的程度以后，它在解決某些時間段的調(diào)峰問題中，會是一個非常好的選擇。
在受端電網(wǎng)的頻率支撐方面，以山東省為例。山東是全國最大的受端電網(wǎng)，將近三分之一的電量要來自于外電涌入。
大批量的特高壓電力進入山東以后，對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，這是個很大的問題。
大的事故、大的氣象過程都有可能造成電壓的擾動，直接導(dǎo)致特高壓的直流電閉鎖，進而將問題從受端延伸到送端，在送端造成脫鉤等問題。
電力系統(tǒng)是一個緊密聯(lián)系的系統(tǒng)，為解決受端電網(wǎng)的頻率支撐，過去我們一般采用快速切負荷。
然而“快速切”不如“快速加”，加的這部分就主要靠儲能，包括抽水蓄能、電化學(xué)儲能，也包括大量的分布式儲能，如果都能夠參與到電網(wǎng)的調(diào)頻中，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性都會得到極大的提升。
儲能不僅僅解決系統(tǒng)的消納問題，其重要性還在于保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性，儲能在提高“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)生時通過納入安穩(wěn)系統(tǒng)參與第二道防線能夠在送端代替切機措施，在受端代替切負荷措施；
故障發(fā)生后參與第三道防線通過頻率及電壓響應(yīng)控制及輔助黑啟動等加速電網(wǎng)的恢復(fù)。
最后，儲能本身也有很多的類型。有些儲能充放電時間比較短，但是頻率和壽命可以比較高。
而持續(xù)放電時間大于4小時的長周期儲能，能夠在當(dāng)前夏秋季電力盈余、春冬季電力長期短缺的調(diào)峰背景下，在更長的時間尺度上解決電離平衡的尺度問題。
分析各類長周期儲能技術(shù)，氫儲能適合季節(jié)性調(diào)峰、提高新能源基地送出等長周期調(diào)節(jié)場景，是實現(xiàn)大規(guī)模、長周期、跨季節(jié)儲能的關(guān)鍵技術(shù)，在未來解決新能源消納的問題當(dāng)中，還會發(fā)揮更為重要的作用。
