互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)展望

汪成龍

國網(wǎng)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(jīng)濟與科技的飛速發(fā)展，在能源互聯(lián)網(wǎng)助推之下，電力儲能技術(shù)得到了飛速進步，進而為可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域等相關(guān)生產(chǎn)、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(yè)的可持續(xù)發(fā)展進步。

1 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)的核心研究方向就是將能源體系與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行有機結(jié)合。通過合理運用電力儲能技術(shù)，促進發(fā)電側(cè)、用電側(cè)及儲能設備協(xié)調(diào)運行，實現(xiàn)以電為核心，生產(chǎn)和消費的高效匹配多能源系統(tǒng)。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)研究的逐漸推進，電力儲能的價值將不斷體現(xiàn)，“十四五” 對儲能技術(shù)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(shù)的重要性日益突顯，在能源互聯(lián)網(wǎng)中具有廣闊的發(fā)展前景。

2 我國規(guī)?；瘍δ芗夹g(shù)的最新發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 適合能量型應用的儲能技術(shù)

（1）物理儲能。目前，應用最為廣泛、技術(shù)最成熟的就是抽水蓄能技術(shù)，具備使用壽命長、儲能量大、運維費用低等優(yōu)勢，缺點是受到地理資源條件限制，水質(zhì)變化、庫區(qū)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(shù)會將電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換回電能。在進行氧化還原反應的過程中，由于離子的轉(zhuǎn)移將會導致電荷發(fā)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(shù)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(zhì)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(zhì)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(fā)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(shù)

（1）電磁儲能。電磁儲能技術(shù)主要分為超級電容器儲能和超導儲能，循環(huán)壽命長，不需要進行能量轉(zhuǎn)換，效率高、響應快，可以改善電能質(zhì)量。但是這兩種技術(shù)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(shù)，使用壽命長并且對環(huán)境友好，主要是針對輔助調(diào)頻、風力發(fā)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(jīng)有了一些大規(guī)模的驗證，在國內(nèi)這方面技術(shù)的儲備和發(fā)展和國外最領(lǐng)先的技術(shù)還有一定差距，正在努力追趕。

3 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能應用關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 新能源發(fā)電與大容量儲能的協(xié)同調(diào)度技術(shù)

可再生能源應盡量就近開發(fā)利用，這需要我們多渠道拓展清潔能源消納能力。電網(wǎng)企業(yè)應當統(tǒng)籌儲能與電網(wǎng)發(fā)展，做好儲能規(guī)劃，確定合理的設施布局、發(fā)展規(guī)模，有序開展儲能建設，優(yōu)先考慮在電能調(diào)度困難、改造網(wǎng)架成本高的地區(qū)投資建設，緩解用電緊張的問題，發(fā)揮削峰填谷的作用。另一方面，電網(wǎng)調(diào)度應當及時完善相關(guān)調(diào)度規(guī)程和并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，應將并網(wǎng)的儲能設備納入統(tǒng)一調(diào)度管理，配置適宜的儲能技術(shù)，使儲能系統(tǒng)參與調(diào)峰調(diào)頻，做到新能源發(fā)電平滑出力，有效提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力以及設備利用效率，實現(xiàn)地區(qū)或者跨地區(qū)的新能源調(diào)度消納。

3.2 基于優(yōu)化儲能分配的能量調(diào)度技術(shù)

光伏、風電等可再生能源發(fā)電會受天氣狀況影響產(chǎn)生較大的波動，都存在供電不穩(wěn)定、與需求側(cè)不同步的現(xiàn)象。這就需要配合電力儲能，為新能源發(fā)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(lián)網(wǎng)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(jié)合網(wǎng)絡中各種設備 “即插即用” 屬性及突發(fā)事故后的 “網(wǎng)架重構(gòu)”，會造成一些難以預測的狀態(tài)產(chǎn)生。這種隨機性和多變性，對能源互聯(lián)網(wǎng)中的能量合理調(diào)度帶來了挑戰(zhàn)。因此我們要根據(jù)不同儲能技術(shù)的效率和容量進行合理優(yōu)化，建立儲能的多能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度模型，利用神經(jīng)網(wǎng)絡等算法模擬出最佳方案，實現(xiàn)清潔能源優(yōu)勢互補，經(jīng)濟效益最大化，能源可持續(xù)發(fā)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(guī)模儲能的電力系統(tǒng)中，電能是即發(fā)即用的產(chǎn)品，能源互聯(lián)網(wǎng)中的各方在進行交易時，大環(huán)境下既要降低電價控制成本，又要效益最大化，增加了電網(wǎng)企業(yè)的運營壓力。電網(wǎng)企業(yè)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(tǒng)中進行大規(guī)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(yè)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(jié)語

我國現(xiàn)在具有最堅定的發(fā)展可再生能源，建立智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的決心和戰(zhàn)略，做好電力儲能技術(shù)對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，提高能源安全，具有戰(zhàn)略意義。可以預見需求和技術(shù)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(tǒng)不可或缺的部分。