加快新能源建設(shè)是落實國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段,，但新能源超常規(guī)發(fā)展過程中產(chǎn)生的電網(wǎng)平衡難度加大,、故障形態(tài)復(fù)雜等一系列新的問題，對電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高要求,，這就給儲能發(fā)展帶來了新機遇,。儲能裝置可實現(xiàn)負(fù)荷削峰填谷，增加電網(wǎng)調(diào)峰能力,，也可參與系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)壓提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性,。加強儲能統(tǒng)籌規(guī)劃和科學(xué)布局，加快儲能有效融入電力系統(tǒng)發(fā),、輸,、用各環(huán)節(jié)的進(jìn)程,，對于保障電力可靠供應(yīng)與新能源高效利用具有重大意義。

——國家電力調(diào)度控制中心黨委書記董昱

文丨北極星儲能網(wǎng)

2020年8月26-28日,，由中國能源研究會,、中關(guān)村管委會、中關(guān)村科學(xué)城管委會指導(dǎo),，中國能源研究會儲能專委會,、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國科學(xué)院工程熱物理研究所聯(lián)合主辦的“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”在北京召開,。峰會主題聚焦“聚儲能十年之勢,，創(chuàng)產(chǎn)業(yè)十四五新機”，同期舉辦儲能聯(lián)盟十年紀(jì)念論壇,。北極星儲能網(wǎng),、北極星電力APP對本次峰會進(jìn)行全程直播。

在8月27日“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”開幕式暨儲能聯(lián)盟成立十周年紀(jì)念論壇上,，國家電力調(diào)度控制中心黨委書記董昱作“推動新能源與儲能協(xié)調(diào)有序發(fā)展”主旨報告,。

國家電力調(diào)度控制中心黨委書記董昱

董昱：隨著我國能源清潔轉(zhuǎn)型發(fā)展的加速推進(jìn)，以風(fēng)電,、光伏為代表的新能源發(fā)展取得了顯著成效,，而且將在未來若干年內(nèi)繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢。但新能源固有的隨機性強,、波動性大和抗擾動能力差的特點,，造成電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源嚴(yán)重不足,，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來新挑戰(zhàn),。這也是新能源發(fā)展的“瓶頸”，而儲能技術(shù)的發(fā)展恰恰為突破這一“瓶頸”帶來了新機遇,。儲能對于電力提高安全性,、保供能力、促進(jìn)新能源消納具有顯著的優(yōu)勢,，對于保障我國能源安全也具有非常重要的意義,。

新能源發(fā)展的三個階段

我國新能源發(fā)展大致分為三個階段：第一階段以1986年第一座商業(yè)運行風(fēng)力發(fā)電場——山東榮城馬蘭風(fēng)力發(fā)電場投運為標(biāo)志，到2004年可以稱為探索起步階段,。在這近20年的時間里,，我國新能源發(fā)展總體比較平穩(wěn)，處于技術(shù)上的積累和儲備階段,，因為總量小,，對于電網(wǎng)運行的影響不大。

第二階段是快速發(fā)展階段,。以2005年《可再生能源法》頒布為標(biāo)志,，國家提出對新能源實施全額保障性收購,，并對新能源發(fā)電進(jìn)行政策性補貼，有力促進(jìn)了新能源的快速發(fā)展,。從2005到2016年,，我國新能源裝機快速增長，技術(shù)水平不斷提升,，新能源用10年左右的時間從補充性電源成為主力電源之一,。但由于發(fā)展中的統(tǒng)籌規(guī)劃不足，新能源無序發(fā)展和安全標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題逐步暴露,，突出表現(xiàn)為新能源棄電率大幅上升和新能源涉網(wǎng)安全性能不足,。2016年國家電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)新能源棄電量達(dá)到465億千瓦時，新能源利用率只有83.7%,，這也是有統(tǒng)計以來最低水平,。電網(wǎng)運行中也多次發(fā)生新能源大規(guī)模集中脫網(wǎng)事件，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,。

針對這些問題,，2016年之后國家又出臺了一系列政策，建立風(fēng)光監(jiān)測預(yù)警機制,，促進(jìn)新能源協(xié)調(diào)有序建設(shè),；隨著技術(shù)水平進(jìn)步和設(shè)備造價降低，實施發(fā)電補貼退坡和平價競價上網(wǎng),；同時推動新能源涉網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)向常規(guī)電源看齊,，提高安全運行保障能力。我國新能源發(fā)展在繼續(xù)保持高速增長的同時,，也邁上了高質(zhì)量發(fā)展新階段,。

總體來說，我國用了30多年的時間,，新能源發(fā)展從無到有,、從零起步，從跟跑者發(fā)展成為新能源裝機和發(fā)電的世界第一大國,，在不斷推動能源轉(zhuǎn)型的過程中,，為實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

新能源發(fā)展趨勢

截止到今年7月底,，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)新能源裝機累計達(dá)3.65億千瓦時,，裝機占比22.9%，成為了國家電網(wǎng)第二大電源,。從未來發(fā)展趨勢看,，預(yù)測十四五和未來相當(dāng)長的一段時期，新能源仍將保持高速增長態(tài)勢。到2025年,，國家電網(wǎng)新能源裝機容量將達(dá)到7.5億千瓦,，比現(xiàn)在的規(guī)模翻番；到了2035年,，裝機總量達(dá)到20.3億千瓦,。從占比來看，2025年新能源裝機占比達(dá)到36%,，到了2035年數(shù)字達(dá)到了61%,，超越火電成為絕對的主力電源。未來5年國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)新能源年均新增裝機在6000萬千瓦以上,，而2025年至2035年這一數(shù)字將達(dá)到1.2億千瓦,。

新能源發(fā)展存在問題

新能源在超高速發(fā)展情況下也帶來了一些問題。

第一個方面是新能源固有特點帶來的問題,。電力系統(tǒng)是一個超大規(guī)模的非線性時變能量平衡系統(tǒng),，電能以光速傳播，發(fā)電,、輸電,、用電瞬時完成，而且要時刻保持平衡,。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采取的生產(chǎn)組織模式是“源隨荷動”,，或者通俗的講叫發(fā)電跟著用電走。在發(fā)電側(cè),，常規(guī)發(fā)電機組可以進(jìn)行精準(zhǔn)的控制,；在用電側(cè)，千家萬戶的用電是不能控的,，但是根據(jù)日常經(jīng)驗的積累,、大數(shù)據(jù)的分析、天氣預(yù)報和節(jié)假日及不同季節(jié)負(fù)荷特性,，可以對第二天用電趨勢做出一個比較準(zhǔn)確的預(yù)測,，這個預(yù)測準(zhǔn)確率高于95%。這樣用一個精準(zhǔn)可控的發(fā)電系統(tǒng)去匹配一個基本可測的用電系統(tǒng),，并在實際運行過程中滾動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運行,。

但是新能源大規(guī)模接入,，應(yīng)該說從根本上改變了“源隨荷動”的運行模式。在新能源高占比電力系統(tǒng)中,，發(fā)電側(cè)因為集中式的風(fēng)電光伏大規(guī)模接入以后,，新能源的隨機性、波動性影響巨大,，“天熱無風(fēng)”,、“云來無光”,，發(fā)電出力無法按需控制。同時在用電側(cè),，大量分布式新能源接入以后,，用電負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確性也大幅下降，所以傳統(tǒng)的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式已經(jīng)無法適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的運行需求,。

同時,，新能源大規(guī)模發(fā)展也對電網(wǎng)安全運行帶來了一定的風(fēng)險。從本質(zhì)上講新能源是電力電子設(shè)備,，不具備傳統(tǒng)發(fā)的電機的機械轉(zhuǎn)動慣量,，本身抗擾動性能就差，而整個系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量下降后,，全系統(tǒng)抗故障沖擊的能力也大大降低,。舉個不太貼切例子，過去電網(wǎng)是一艘航空母艦,，現(xiàn)在改成了一個小噸位的貨輪加上無數(shù)艘小帆船來運行,，大海里邊一個大浪過來以后，首先小帆船就翻了,，小噸位貨輪也會產(chǎn)生大幅搖擺,，對電網(wǎng)安全造成巨大的影響。

第二個方面是我國能源結(jié)構(gòu)本身存在的問題,。我國以煤電為主,，這是由我國煤炭資源豐富但缺油少氣的自然稟賦所決定的。在這種情況下,，我國靈活調(diào)節(jié)電源,，包括燃油機組、燃?xì)鈾C組以及抽蓄機組占比遠(yuǎn)低于世界平均水平,。特別是新能源富集的三北地區(qū),，靈活調(diào)節(jié)占比不到4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國,、日本等國家,。

一方面是新能源快速發(fā)展要求系統(tǒng)提供更多的可調(diào)節(jié)資源，另一方面則是火電為主的電源結(jié)構(gòu)帶來的調(diào)節(jié)資源先天不足,，導(dǎo)致我國電力系統(tǒng)運行的最大難點或者說風(fēng)險就是調(diào)頻調(diào)峰資源明顯不足,。我們預(yù)測到2025年國家電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源的需求將達(dá)到6.8億千瓦，包括4億千瓦峰谷差的調(diào)節(jié),，還有2.8億用來平衡新能源的隨機波動,。考慮電力系統(tǒng)已有調(diào)節(jié)能力和在建的抽水蓄能機組以及對火電機組進(jìn)行靈活性改造，預(yù)測到2025年電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的缺口仍有八千萬到一億千瓦左右缺口,，而且主要集中在新能源富集的“三北”地區(qū),。

總之，新能源超常規(guī)發(fā)展改變了電力系統(tǒng)技術(shù)特性,，也給安全運行帶來的平衡難度加大,、故障形態(tài)復(fù)雜等一系列問題，這種變化需求恰恰給儲能發(fā)展帶來了新的機遇,。儲能裝置可以實現(xiàn)削峰填谷,，增加調(diào)峰能力，應(yīng)該說是現(xiàn)在電力系統(tǒng)運行中迫切需要的,，因此需要加快儲能融入發(fā)輸用各環(huán)的節(jié)進(jìn)程,，保障電力可靠安全運行和新能源的高效利用。

儲能應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)

從廣義上講,，電力系統(tǒng)中應(yīng)用的儲能主要包括抽水蓄能和電化學(xué)儲能,。目前我國儲能還是以抽水蓄能為主，電化學(xué)儲能占比比較低,。目前國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)在運抽蓄裝機規(guī)模2091萬千瓦,，而在運電化學(xué)儲能規(guī)模是71萬千瓦，占比約為3%,。電化學(xué)儲能雖然目前總體規(guī)模不是很大,，但是發(fā)展速度非常快,，近五年基本上保持了年均90%左右的增長,，并在發(fā)電、電網(wǎng)和用電側(cè)都得到了廣泛的應(yīng)用,。

下面用三個實例向大家介紹一下,。

第一個項目是河北省的張北風(fēng)光儲輸示范項目，這是國家電網(wǎng)比較早建成的綜合試驗項目,，一共建成44萬千瓦的風(fēng)電,，10萬千瓦的光伏，還有3.2萬千瓦/9.6萬千瓦時儲能裝置,，在電化學(xué)儲能方面涵蓋了鋰離子,、鉛酸、液流等目前主流電化學(xué)電池的類型,，也是目前全球電池類型最多的儲能電站,。

這個電站最大的特點是第一次實現(xiàn)了風(fēng)電、光伏,、儲能綜合協(xié)調(diào)利用，具備平滑新能源出力、削峰填谷,、跟蹤計劃,、系統(tǒng)調(diào)頻四大功能，而且率先應(yīng)用了儲能虛擬同步技術(shù),，可以把整個風(fēng)光儲輸電站看作一個黑匣子,，對外就是一個同步發(fā)電機，而且調(diào)節(jié)性能明顯優(yōu)于常規(guī)火電發(fā)電機組,，從而有效改善了新能源的涉網(wǎng)特性,。

第二個項目是江蘇省的電網(wǎng)側(cè)儲能項目，這個項目規(guī)模是10萬千瓦/20萬千瓦時,，全部采用了磷酸鐵鋰電池,，對分散在8處不同儲能站實施協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制，并且接入江蘇電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲,，也是目前世界上已經(jīng)建成的最大電網(wǎng)側(cè)儲能電站,。在夏季和冬季電網(wǎng)運行最高峰的時候，采用日前調(diào)度計劃模式,，對電網(wǎng)高峰電力提供支撐,，從而提高了輸電使用效率，延緩了投資,。在春秋季電網(wǎng)運行的平段,，控制中采用上下調(diào)節(jié)，提高電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)的裕度,，從而提高電網(wǎng)安全運行水平,。在節(jié)假日電網(wǎng)運行的最低谷，這個時候需要反向調(diào)節(jié),，盡可能壓低電網(wǎng)的出力,，通過儲能來吸納電能以后，可以為新能源增加發(fā)電的空間,，從而提高新能源消納率,。

第三個項目青海省共享儲能項目，這個項目最大特點就是把區(qū)塊鏈技術(shù)和儲能裝置實現(xiàn)了有機的結(jié)合,。我們知道從物理上來講,，因為電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，我們是無法準(zhǔn)確獲知發(fā)電發(fā)到哪里去,，現(xiàn)在用的電到底從哪里來的,，這測量不出也計算不準(zhǔn)的。但是儲能系統(tǒng)如果參與市場交易,，就需要發(fā)電,、充電和放電,，有一個準(zhǔn)確的匹配關(guān)系。這個項目就是很好的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù),，為我們在新能源發(fā)電與儲能裝置充電和放電打上了標(biāo)識,，這樣可以建立起發(fā)電、充電和放電的匹配關(guān)系,，從而提高了交易的數(shù)據(jù)安全性和有效力,，促進(jìn)了新能源的發(fā)展。

青海共享儲能服務(wù)市場從去年6月18號正式運行,，很好支撐了青海省綠色發(fā)展的各項行動,，青海在2018年首次實現(xiàn)連續(xù)7天綠電運行，在去年和今年分別達(dá)到15天和31天,。特別是今年5月9號到8月16號,，青海省開展了綠電三江源百日活動，整個青海三江源地區(qū)所有用電均來自于水風(fēng)光等綠色能源,，實現(xiàn)了連續(xù)100天用電零碳排放的世界記錄,，為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了中國樣板。

儲能運行的主要商業(yè)模式

在電源側(cè),，一是在新能源場站配置儲能,，獲取利潤的主要模式是通過儲能裝置改善新能源場站運行特性，從而減少棄風(fēng)棄光,，減少運行中被考核,。這對于棄電嚴(yán)重和新能源上網(wǎng)電價高地區(qū)的場站具有較好的投資前景。二是在火電廠配置儲能,，參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)市場,。獲取利潤的關(guān)鍵在于市場本身的補償力度以及能夠獲取到的市場份額有多少。由于在一定時期內(nèi)市場總體調(diào)節(jié)資源是基本相當(dāng)?shù)?，如果市場出清價格高和調(diào)節(jié)需求大則具有獲利空間,，反之回報率就會下降。

在電網(wǎng)側(cè),，需要有大量的儲能資源提供調(diào)頻調(diào)峰,、系統(tǒng)備用和故障調(diào)節(jié)等公共服務(wù)，但現(xiàn)在面臨的主要問題是政策支撐不足,。如果作為獨立的儲能電站接入公共電網(wǎng),，當(dāng)前的商業(yè)化運作模式還是處于探索階段；如果開展共享儲能,，為新能源場站提供調(diào)峰服務(wù),，現(xiàn)在也基本上是一場一策，一事一議,，收益存在很大不確定性,。

在用戶側(cè),，獲取儲能收益的主要模式就是利用峰谷價差，低谷充電,，高峰放電,，獲取價差的收益,，這里面主要要看本地峰谷電價差是多少,，以及本地企業(yè)自身經(jīng)營的情況來決定收益的回報率。

儲能發(fā)展存在問題

結(jié)合運行的一些要求,，我們感覺現(xiàn)在儲能裝置應(yīng)用需求非常強烈,、前景也十分廣闊，但也存在一些問題需要認(rèn)真研究,，主要是以下四個方面：

第一是政策的因素,，就是儲能發(fā)展的政策還需要進(jìn)一步完善，怎么樣能夠適應(yīng)行業(yè)長期的持續(xù)健康發(fā)展,，相關(guān)的配套的政策,，激勵的措施還需要進(jìn)一步強化。

第二是儲能發(fā)展的目標(biāo)和技術(shù)路線還有待明確,，儲能除了電化學(xué)儲能以外還有抽水蓄能儲能,，目前抽水蓄能總體造價低于電化學(xué)儲能，但是建設(shè)周期比較長,，另外合適開發(fā)的站點有限,。這樣兩種不同技術(shù)路線，什么時間段,、什么樣的規(guī)模來開發(fā),，需要國家有一個明確的技術(shù)路線。

第三是儲能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步健全,。

第四是儲能的關(guān)鍵技術(shù)有待突破,。特別是儲能電站的安全性，儲能電站屬于重資產(chǎn)的設(shè)備,，特別在電網(wǎng)側(cè)往往是多站合一建設(shè),，儲能站依托于樞紐變電站和數(shù)據(jù)中心站，三站合一建設(shè),，隨著5G發(fā)展,，未來加上5G的基站可能是四站合一。一旦發(fā)生火災(zāi)事故,，對人身安全,、設(shè)備安全、電網(wǎng)安全,、數(shù)據(jù)安全,、通信安全都造成巨大的危害,，所以儲能站本體安全必須得到保障。

促進(jìn)新能源與儲能協(xié)調(diào)有序相關(guān)建議

第一個是加強頂層設(shè)計,，促進(jìn)新能源和儲能協(xié)調(diào)有序發(fā)展,。第二完善政策機制，建設(shè)儲能分類管理的體系,，不同類型怎么樣發(fā)展,，怎么樣去確定它的規(guī)模，怎么樣建立商業(yè)回報,、投資模式,。第三健全標(biāo)準(zhǔn)體系，深化技術(shù)研究,。第四創(chuàng)新應(yīng)用模式,，助力能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

總之儲能發(fā)展和電網(wǎng)運行發(fā)展密切相關(guān),，目前應(yīng)該說迎來了難得的發(fā)展機遇期,，但是也存在一些問題，這些問題的解決需要社會各界共同努力,。非常感謝中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提供這樣非常好的平臺,，大家來共同交流。希望各方共同密切合作,，我們共同研究解決推動新能源和儲能發(fā)展問題,，共同促進(jìn)我國能源清潔轉(zhuǎn)型發(fā)展。謝謝,！