儲能作為新型電力系統(tǒng)的新要素得到了廣泛關注

隨著國家吹響“雙碳”目標的號角，建設新型電力系統(tǒng)成為了首要目標。高占比新能源接入后將導致電網發(fā)生根本性的變化。電力電子化、低轉動慣量、風光發(fā)電弱可控等問題使得電網的安全可靠運行面臨挑戰(zhàn)，儲能得到了業(yè)界專家的認可，并作為支撐新型電力系統(tǒng)建設的關鍵。國家發(fā)改委、國家能源局先后發(fā)布了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，各地積極響應出臺了相應的政策，業(yè)內專家人士圍繞儲能積極開展技術攻關，儲能行業(yè)呈現(xiàn)出火熱的發(fā)展態(tài)勢。

(資料圖)

（來源：微信公眾號“電聯(lián)新媒” 作者：李文云 翟蘇?。?/p>

儲能應用面臨諸多實際問題

目前雖然儲能在技術研發(fā)、項目建設、商業(yè)模式探索等方面取得了一定的進展，但在實際的建設過程中還存在諸多現(xiàn)實問題。

首先，客觀上來說，現(xiàn)有的儲能都面臨建設成本高的問題，考慮到使用壽命、使用次數(shù)、維護周期、使用環(huán)境要求等，尤其是電化學儲能的容量衰減問題，后期還涉及更換電池，投資成本巨大。現(xiàn)有投資主體可以劃分為發(fā)電企業(yè)投資、電網投資、用戶投資以及其他商業(yè)主體的投資，總體核算下來，一般的儲能建設費用都在千萬上億的價格，儲能成本一直都居高不下，相關的市場化機制、投資回報機制、成本疏導機制均不完善，導致儲能的投資主體望而卻步。

其次，雖然儲能在系統(tǒng)調頻、調壓、移峰填谷、大用戶峰谷價差套利、延緩輸電設備升級改造、系統(tǒng)黑啟動、與新能源打捆改善出力特性、作為緊急電源以及輔助服務等諸多方面可以發(fā)揮巨大的作用，但其本質均是依靠儲能的儲存容量和功率來進行調節(jié)。依據(jù)儲能功率與容量比例，可將儲能分為功率型、能量型和容量型。容量型儲能一般需要滿足連續(xù)長時間的充放電要求，功率型儲能電池需要在秒級時段實現(xiàn)快速充電、放電，能量型儲能介于兩者之間。各類型儲能都具有各自的應用要求，所以撇開儲能的具體類型、容量、功率來談儲能的作用是不切實際的。而且實際中各類儲能技術應用場景界定不清，會導致規(guī)劃、運行到實際效益有較大額偏差。

此外，儲能建設后主要發(fā)揮哪些作用、如何參與電網調度，在相關實施方案不明朗的情況下，新能源企業(yè)主動投資儲能的積極性普遍不高。對于儲能建設后由誰來進行調管、維護都還沒有明確的機制，未能有效地落實到責任主體，相關的標準制度有待形成，因此目前儲能的商業(yè)化和規(guī)?；€是在探索階段，要實實在在地讓儲能發(fā)揮出支撐新型電力系統(tǒng)建設的功能，還需要在技術和制度方面共同推進。

目前，云南電網公司主要圍繞“新能源+儲能”的規(guī)劃、調度、控制等方面開展了技術攻關。

新能源場站儲能配置方法及并網調控關鍵技術研究

（一）兼顧新能源場站主動支撐能力與技術經濟性的儲能優(yōu)化配置技術

由于風電、光伏發(fā)電的隨機性、間歇性和波動性會引起電網頻率—電壓等一系列問題，因此通過“新能源+儲能”協(xié)同來緩減相關問題，提出了綜合考慮平抑新能源出力波動、提升供電能力、促進新能源消納、支撐電網穩(wěn)定運行等多種功能定位的新能源場站儲能優(yōu)化配置方法。

在主要考慮了平抑新能源出力波動、促進新能源消納、滿足省地電網調峰需求、支持電壓與頻率調節(jié)、提升技術經濟性等需求的基礎上，根據(jù)網絡條件、資源特征、儲能特性與技術經濟性，研究調峰、調頻、調壓、多時間尺度、場站間協(xié)同等多種功能定位下的儲能配置邊界，提出儲能配置的目標場景?？紤]到未來不同新能源發(fā)電占比下系統(tǒng)的差異化運行特性和穩(wěn)定運行需求，從新能源場站主動支撐擾動后的頻率、電壓恢復、新能源場站功率波動平抑、移峰填谷、功率預測偏差補償?shù)榷鄠€層面，分析新能源場站配置儲能的功能定位與技術經濟性，形成各類典型場景下的新能源場站儲能配置的指導原則，并進行技術經濟性評估，預期能夠為新能源場站儲能配置提供指導依據(jù)。

（二）新能源+儲能的優(yōu)化調度模型與方法策略

考慮儲能與新能源的協(xié)同調節(jié)能力，圍繞新能源發(fā)電的不確定性、電網的電力電量平衡、電網安全以及調峰調頻調壓等電網需求設計調度算法，結合儲能快速調節(jié)特性及調節(jié)空間、發(fā)電出力及負荷預測、新能源出力特性等，充分考慮新能源及多類型儲能的特性，根據(jù)新能源場站實際情況可任意組合出適用于電網分析的“新能源+儲能”調度對象的數(shù)學模型，構建靈活匹配電網運行需要的“新能源+儲能”優(yōu)化調度功能。

針對新能源發(fā)電不同占比的典型場景，明確儲能在大擾動事件中頻率、電壓支撐能力的功能定位和系統(tǒng)需求，綜合考慮與常規(guī)機組、新能源發(fā)電調頻調壓能力的相互協(xié)調，建立技術經濟性的儲能容量優(yōu)化配置模型，研究光伏、風電、儲能聯(lián)合系統(tǒng)參與系統(tǒng)頻率響應輔助服務情況下，頻率調節(jié)補貼、儲能容量配置和新能源場站綜合收益之間的關系，構建適應不同新能源出力波動水平，滿足頻率、電壓、安全支撐的中調、地調集散調控“新能源+儲能”的模型，實現(xiàn)有序分級管理的多級儲能調度模式，基于電網運行方式變化、檢修安排、新能源預測結果，實現(xiàn)應對未來三天電力供應需求的調度策略。

（三）提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的“新能源+儲能”一體化主動支撐控制技術

圍繞新能源電站慣量支撐、頻率控制及電壓控制需求，針對配置儲能的新能源電站控制對象數(shù)量龐大、動態(tài)特性復雜、源儲協(xié)調困難的問題，研發(fā)出提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的“新能源+儲能”一體化主動支撐控制技術。

構建考慮慣量、調頻下垂特性、調壓下垂特性等因素的新能源場站多元聚合指標體系；針對新能源場站參數(shù)不精確、出力預測不精確的問題，提出參數(shù)不完備下運行數(shù)據(jù)驅動的新能源場站有功無功控制模型構建方法；針對新能源場站源—儲復雜動態(tài)運行特征，研究數(shù)據(jù)—模型混合驅動的新能源場站慣量、頻率與電壓聚合調控特性在線評估方法。分析風機轉子動能釋放及光伏直流母線電容放電暫態(tài)過程機理，提出面向系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性提升的源—儲一體化主動支撐控制技術；針對新能源場站整體頻率支撐特性與站內功率優(yōu)化分配之間的矛盾，研究基于數(shù)據(jù)—模型混合驅動的新能源場站頻率優(yōu)化控制方法，提出風、光發(fā)電自適應高效頻率反饋校正控制方法，提出源—儲一體化控制策略。

“十四五”是“碳達峰”的關鍵期，而儲能在新型電力系統(tǒng)的建設過程中將會發(fā)揮支撐性的關鍵作用，云南電網公司也會持續(xù)推動儲能相關技術的更深入研究和探討，為保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行發(fā)揮重要支撐作用。

關鍵詞： 技術經濟 電力系統(tǒng)