國網首席專家孫樹敏：判斷用戶側儲能將獲大發展

大量分佈式儲能加分佈式光伏將提供較為穩定可靠的供電電源。

“當新能源裝機的容量比例越來越高並達到一定的程度，會客觀影響整個電力系統的安全穩定。為即將到來的諸多挑戰做好提前準備，是當前面臨的一個非常嚴肅且重要的問題。”

“而儲能正是行業公認能夠解決這一問題的關鍵技術。”

9月26日，在《能源》雜誌主辦的2023風光大基地創新技術應用大會上，國家電網首席專家孫樹敏總結新型電力系統中儲能對於電網而言扮演着“三個角色”，並對電源側、輸電側、配電側、用戶側儲能應用及發展做出研判。

“我判斷用戶側儲能將在未來獲得一個很大的發展，特別是在中東部地區，大量的分佈式儲能加上分佈式光伏將提供一個比較穩定可靠的供電電源。”

孫樹敏表示，包括抽水蓄能、電化學儲能，也包括大量的分佈式儲能，如果都能夠參與到電網的調頻中，整個系統的穩定性都會得到極大的提升。

以下為國網首席專家孫樹敏發言內容整理：

為什麼是儲能

新型電力系統，是實現新型能源系統的重要平台。

大家知道，我國如今已是全世界最大的能源生產大國和能源消費大國。

2014年的時候，我國能源生產便首次超越美國，2019年發電量為美國、印度、俄羅斯和日本的總和。

無論是新能源發展速度還是裝機總量，中國都已經做到了全世界第一。在強需求的推動下，我國的特高壓發展在全球也是首屈一指。

如此高速發展，客觀上給電網和電力系統提出了非常大的挑戰。

除了西北沙戈荒地區大規模的風電、光伏以外，中東部地區的分佈式光伏也是一個突出的焦點問題。

大量的新能源接入電網，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建設帶來了很大的隱患。

隨着新能源裝機比例的增加，又逐漸由消納問題演變到發電裝機的穩定性問題。高比例可再生資源和高比例電力电子設備的“雙高”特性日益凸顯，這對電力系統提出了更高的要求。

在最近中央深改委關於新型電力系統指導意見裏面提到了“四個轉變”，其中最後一個轉變就是調控運行模式由“源隨荷動”向“源網荷儲”多元智能互動轉變。

大家知道，電力系統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，如常規電源（火電、水電等）都是可以根據負荷來調控的。現在加入了間歇性的新能源之後，新能源比例較小時，我們完全有能力適應和響應這種波動。

但當新能源裝機的容量比例越來越高，達到一定的程度之後，會直接影響到整個電力系統的安全穩定。為即將到來的諸多挑戰做好提前準備，是當前面臨的一個非常嚴肅且重要的問題。

儲能是行業公認能夠解決這一問題的關鍵技術。但是不同的行業專家對於儲能作用的理解又有所不同，儲能能不能解決調峰問題？能不能解決“三北地區”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光儲的問題，就需要非常大的量。大規模建設目前在電化學儲能領域仍然受到經濟成本的嚴重製約，而靠抽水蓄能則要面臨極長的建設周期。

以山東為例，大基地建設，山東是重要的參與者。

一方面，在“三北地區”的大基地建設當中，山東能源開發企業是一支重要的力量。

另一方面，隨着沙戈荒地區大規模的風光開發，大量新能源難以在當地消納，很大一部分要通過特高壓輸送到中東部地區，山東就是外電入涌的重點省份。

如何去消化這麼大數量級的新能源？儲能就是一個非常重要的技術路線。

山東新能源裝機發展速度非常之快，但抽水蓄能還遠遠達不到需求的數量，電化學儲能反而得到迅速發展，讓山東一躍成為新型儲能大省。

而對於電網而言，我們傾向於將儲能理解為“三個角色”。

角色與應用

儲能都有哪些角色呢？

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第一個，儲能需要承擔電力保供的作用。

電力保供要尤其關注調頻的問題，隨着新能源電力系統峰谷差增大，相應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頻向下調容易、向上調難的問題，儲能可以起到很好的作用。

第二個，儲能可以發揮緊急功率支撐的作用。

我國電源與負荷逆向分佈的特點決定了大容量、遠距離電力輸送長期存在的局面，需要儲能等靈活調節資源提升特高壓交直流電網的安全穩定運行能力

第三個，儲能本身是一個電力电子裝置，可以具有很快的調節速度，可以對電壓控制起到一個非常大的作用。目前我們儲能應用最多的，還是在調峰領域。

應該說，儲能的應用在電源側、輸電側、配電側、用戶側都得到了非常重要的發展。

其中，我判斷用戶側儲能將在未來獲得一個很大的發展。特別是在中東部地區，目前已經出現了一種新的商業模式，大量的分佈式儲能加上分佈式光伏將提供一個比較穩定可靠的供電電源。

一方面，解決了分佈式光伏的消納問題；另一方面，也可以為用戶提供一個高質量的供電。

未來分佈式光伏和分佈式儲能通過能源聚合和虛擬電廠進入交易之後，用戶開發投入的積極性也會越來越高，應用的場景也會越來越多。

在電源側，儲能能夠有效提高調頻能力，特別是參與火電機組的AGC調節，提高火電機組的功率動態響應能力及運行經濟性；參與新能源場站的功率調節，提升新能源場站的功率可調控性及電網友好性。

在輸電側，國網公司積極布局了大量的科研項目，大基地項目中也有使用。主要解決的就是調峰、調壓、調頻等電力系統核心的調節能力；在配電側，解決配電網電壓波動等電能質量問題、供電薄弱地區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用場景。

儲能參與電網調頻方面，有兩個特殊意義。

一方面，儲能可以增加系統的慣性，減少整個系統的頻率擾動；另一方面，儲能快速的頻率響應和一次調頻，可以使得我們的新能源場站具有和傳統火電機組一樣的調頻能力，有功調節可上可下。

再有，當儲能量達到一定的程度以後，它在解決某些時間段的調峰問題中，會是一個非常好的選擇。

在受端電網的頻率支撐方面，以山東省為例。山東是全國最大的受端電網，將近三分之一的電量要來自於外電湧入。

大批量的特高壓電力進入山東以後，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，在送端造成脫鈎等問題。

電力系統是一個緊密聯繫的系統，為解決受端電網的頻率支撐，過去我們一般採用快速切負荷。

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、電化學儲能，也包括大量的分佈式儲能，如果都能夠參與到電網的調頻中，整個系統的穩定性都會得到極大的提升。

儲能不僅僅解決系統的消納問題，其重要性還在於保障電網的穩定性、安全性，儲能在提高“三道防線”的方面也有着非常關鍵的作用。

故障發生前參與第一道防線可實現網絡潮流優化與低頻振蕩抑制等；

故障發生時通過納入安穩系統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；

故障發生后參與第三道防線通過頻率及電壓響應控制及輔助黑啟動等加速電網的恢復。

最後，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。

而持續放電時間大於4小時的長周期儲能，能夠在當前夏秋季電力盈餘、春冬季電力長期短缺的調峰背景下，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，氫儲能適合季節性調峰、提高新能源基地送出等長周期調節場景，是實現大規模、長周期、跨季節儲能的關鍵技術，在未來解決新能源消納的問題當中，還會發揮更為重要的作用。