可再生能源配套储能的四个基本原则

本文摘要：中国储能网讯：恒久来看，储能的应用对可再生能源项目开发至关重要。可再生能源的开发使用可以有效应对能源危机和情况问题，是世界各国能源转型和低碳经济生长的重要支柱。随着技术进步和成本逐年下降，近年来可再生能源获得了快速生长。 2019年中国可再生能源新增并网装机（含水电、生物质发电）约6475万千瓦；全国风电、光伏累计装机划分为2.1亿千瓦和2亿千瓦，在电力装机中占比到达20%。以风电、光伏为代表的可再生能源具有颠簸性和间歇性特点，大规模并网给电力系统带来了稳定性和可靠性挑战。

中国储能网讯：恒久来看，储能的应用对可再生能源项目开发至关重要。可再生能源的开发使用可以有效应对能源危机和情况问题，是世界各国能源转型和低碳经济生长的重要支柱。随着技术进步和成本逐年下降，近年来可再生能源获得了快速生长。

2019年中国可再生能源新增并网装机（含水电、生物质发电）约6475万千瓦；全国风电、光伏累计装机划分为2.1亿千瓦和2亿千瓦，在电力装机中占比到达20%。以风电、光伏为代表的可再生能源具有颠簸性和间歇性特点，大规模并网给电力系统带来了稳定性和可靠性挑战。储能技术配套应用于可再生能源发电，可以提供削峰填谷服务以及平滑着力颠簸、跟踪预测曲线等功效，是解决可再生能源并网问题的有效途径之一。储能技术种类较多，以抽水蓄能和电化学储能为主。

凭据储能需求特性和时长要求的差别，储能技术大致可以分为容量型、功率型、能量型和备用型四种类型。其中，容量型储能一般要求一连储能时长大于4小时，例如削峰填谷场景或离网储能场景；功率型储能要求储能系统的一连储能时长往往小于30分钟，例如储能辅助调频或平滑间歇性电源功率颠簸场景；能量型储能介于容量型和功率型之间，一般为1小时左右的复合储能场景，要求储能系统能够提供调峰调频和紧迫备用等多重功效；备用型储能在电网突然断电或电压跌落时，能够作为不中断电源立刻提供紧迫电力，一般要求连续时间不低于15分钟。可再生能源发电存在分钟、小时、一连数天甚至跨季节等差别时间尺度上的颠簸性或间歇性，因此存在容量型、功率型、能量型和备用型等差别储能技术类型的需求，以及储能设置规模、成本要求等方面的差异。

可再生能源配套储能的主要问题恒久来看，储能的应用对可再生能源项目开发至关重要。现在由于储能技术成本较高，从经济性角度无法有效刺激新能源电站主动设置储能系统。加之商业模式单一，缺乏储能与新能源的利益分配机制，因此风电或光伏配套储能项目仅在弃电上网标杆电价较高的少数地域具备竞争力，“可再生能源+储能”模式推广和被接受水平较低，相关储能项目仍以示范为主。未来储能度电成本另有较大下降空间，在电力市场革新和建设历程中，“可再生能源+储能”的模式也可以通过多种手段到场电力市场获益。

因此，在储能成本下降和电力市场革新的双重推动下，“可再生能源+储能”将会逐渐成为未来能源生长的标配模式。在这个历程中，需要我们梳理配套的基本原则。

可再生能源配套储能的基本原则可再生能源配套储能主要是解决可再生能源发电的颠簸性问题和间歇性问题。2020年以来，我国已有江西、湖南、新疆等10多个省份相继出台可再生能源配套储能的相关政策。政策的引导和支持有助于促进储能工业的生长，但相关设置原则仍需探讨。

联合现在我国可再生能源开发和储能技术生长的实际情况，可再生能源配套储能可能需要遵循以下基本原则：(1）理想目的匹配原则水力发电主要受丰水期和枯水期的影响，储能方面需要重点关注跨季节储能系统或接纳风景水互补方案。风电颠簸性大，消纳匹配性较差，且存在一连数天大风或无风天气的情况，风储联合应用的关键在于通过合理的容量设置和适当的运行计谋来抑制因颠簸性和间歇性引发的系统打击；设置10小时以上长时储能系统可相对有效应对风电颠簸性和间歇性问题。

光伏发电主要存在昼夜差异和短时颠簸，峰谷特性显着，发电输出与负荷匹配度较好，储能可实现定期充放，使用率相对较高。光伏电站应用储能技术可以实现平滑功率颠簸、削峰填谷、调频调压的功效，理论上需要设置4小时以上容量型储能系统，同时兼备平滑颠簸的功效。(2）循序递进原则上一个匹配原则是未来储能度电成本大幅下降后拟实现的理想目的，也是储能大规模生长后的情景。然而，现在的储能度电成本尚不足以支撑上述理想目的的完全实现。

因此，中短期内（5～8年）可以凭据储能系统发挥的差别功效价值以及可再生能源电力系统可接受的成本约束，根据备用型（离网黑启动）、功率型（平滑功率颠簸，调频）、能量型（平滑颠簸及不凌驾1小时的暂时巅峰输出）、容量型（4小时以上的削峰填谷）的循序递进方式，逐步实现规模应用目的。(3）集中共享原则思量到当差别地域光伏和风电联网叠加时，某种水平上存在功率及容量的概率互补，而且这种互补情况随着漫衍式新能源的增多会越发显着。因此可再生能源+储能应由漫衍式逐步过渡到集中式，尽可能遵循集中共享原则，提升公共资源使用效率，降低设备应用成本。

(4）并网质量主导原则除了凭据新能源特性和储能功效确定储能设置方案外，相关部门应对可再生能源的并网质量提出要求。由可再生能源业主凭据质量要求，联合储能系统的宁静性和经济性综合思量，自行决议是否设置储能或设置多大规模的储能。

接纳行政下令手段强制发电业主必须匹配几多容量的储能，这种方式并不行取，很容易造成储能系统性能指标弄虚作假的局势，倒霉于储能工业的康健可连续生长。可再生能源发电在电力系统中的占比会连续增加，储能系统的设置可以有效解决弃风弃光及可再生能源并网带来的电力系统稳定性和灵活性问题。

现在储能成本较高、收益模式尚不完善，可再生能源配套储能尚处于初期探索阶段。储能系统在可再生能源发电中的应用首先是解决颠簸性问题，未来成本下降后可进一步解决可再生能源发电的间歇性问题。可再生能源配套储能的生长历程中，建议遵循上述四个基本原则，以制止盲目性和资源浪费，促进储能工业的康健生长。

作者：陈永翀 冯彩梅 刘勇作者供职于中科院电工研究所储能技术组，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会泉源：《能源》2020年11期 37-38公布时间：2020年11月5日。

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