“而储能正是行业公认能够解决这一问题的关键技术。”

9月26日，在《能源》杂志主办的2023风光大基地创新技术应用大会上，国家电网首席专家孙树敏总结新型电力系统中储能对于电网而言扮演着“三个角色”，并对电源侧、输电侧、配电侧、用户侧储能应用及发展做出研判。

“我判断用户侧储能将在未来获得一个很大的发展，特别是在中东部地区，大量的分布式储能加上分布式光伏将提供一个比较稳定可靠的供电电源。”

孙树敏表示，包括抽水蓄能、电化学储能，也包括大量的分布式储能，如果都能够参与到电网的调频中，整个系统的稳定性都会得到极大的提升。

以下为国网首席专家孙树敏发言内容整理：

为什么是储能

新型电力系统，是实现新型能源系统的重要平台。

大家知道，我国如今已是全世界最大的能源生产大国和能源消费大国。

2014年的时候，我国能源生产便首次超越美国，2019年发电量为美国、印度、俄罗斯和日本的总和。

无论是新能源发展速度还是装机总量，中国都已经做到了全世界第一。在强需求的推动下，我国的特高压发展在全球也是首屈一指。

如此高速发展，客观上给电网和电力系统提出了非常大的挑战。

除了西北沙戈荒地区大规模的风电、光伏以外，中东部地区的分布式光伏也是一个突出的焦点问题。

大量的新能源接入电网，大装机、小电量、低抗扰的间歇性、波动性、随机性，为新能源消纳与新型电力系统建设带来了很大的隐患。

随着新能源装机比例的增加，又逐渐由消纳问题演变到发电装机的稳定性问题。高比例可再生资源和高比例电力电子设备的“双高”特性日益凸显，这对电力系统提出了更高的要求。

在最近中央深改委关于新型电力系统指导意见里面提到了“四个转变”，其中最后一个转变就是调控运行模式由“源随荷动”向“源网荷储”多元智能互动转变。

大家知道，电力系统的平衡就是电源和负荷之间的一个电力平衡和电量平衡。

电离平衡主要是频率的平衡，如常规电源（火电、水电等）都是可以根据负荷来调控的。现在加入了间歇性的新能源之后，新能源比例较小时，我们完全有能力适应和响应这种波动。

但当新能源装机的容量比例越来越高，达到一定的程度之后，会直接影响到整个电力系统的安全稳定。为即将到来的诸多挑战做好提前准备，是当前面临的一个非常严肃且重要的问题。

储能是行业公认能够解决这一问题的关键技术。但是不同的行业专家对于储能作用的理解又有所不同，储能能不能解决调峰问题？能不能解决“三北地区”的消纳问题？这实际上要从不同的角度来考虑。

如果要靠储能解决风光储的问题，就需要非常大的量。大规模建设目前在电化学储能领域仍然受到经济成本的严重制约，而靠抽水蓄能则要面临极长的建设周期。

以山东为例，大基地建设，山东是重要的参与者。

一方面，在“三北地区”的大基地建设当中，山东能源开发企业是一支重要的力量。

另一方面，随着沙戈荒地区大规模的风光开发，大量新能源难以在当地消纳，很大一部分要通过特高压输送到中东部地区，山东就是外电入涌的重点省份。

如何去消化这么大数量级的新能源？储能就是一个非常重要的技术路线。

山东新能源装机发展速度非常之快，但抽水蓄能还远远达不到需求的数量，电化学储能反而得到迅速发展，让山东一跃成为新型储能大省。

而对于电网而言，我们倾向于将储能理解为“三个角色”。

角色与应用

储能都有哪些角色呢？

第一个，储能需要承担电力保供的作用。

电力保供要尤其关注调频的问题，随着新能源电力系统峰谷差增大，相应负荷变化速率也显著增加。

新能源配建的10%-20%储能，很大程度上都是解决新能源一次调频向下调容易、向上调难的问题，储能可以起到很好的作用。

第二个，储能可以发挥紧急功率支撑的作用。

我国电源与负荷逆向分布的特点决定了大容量、远距离电力输送长期存在的局面，需要储能等灵活调节资源提升特高压交直流电网的安全稳定运行能力

第三个，储能本身是一个电力电子装置，可以具有很快的调节速度，可以对电压控制起到一个非常大的作用。目前我们储能应用最多的，还是在调峰领域。

应该说，储能的应用在电源侧、输电侧、配电侧、用户侧都得到了非常重要的发展。

其中，我判断用户侧储能将在未来获得一个很大的发展。特别是在中东部地区，目前已经出现了一种新的商业模式，大量的分布式储能加上分布式光伏将提供一个比较稳定可靠的供电电源。

一方面，解决了分布式光伏的消纳问题；另一方面，也可以为用户提供一个高质量的供电。

未来分布式光伏和分布式储能通过能源聚合和虚拟电厂进入交易之后，用户开发投入的积极性也会越来越高，应用的场景也会越来越多。

在电源侧，储能能够有效提高调频能力，特别是参与火电机组的AGC调节，提高火电机组的功率动态响应能力及运行经济性；参与新能源场站的功率调节，提升新能源场站的功率可调控性及电网友好性。

在输电侧，国网公司积极布局了大量的科研项目，大基地项目中也有使用。主要解决的就是调峰、调压、调频等电力系统核心的调节能力；在配电侧，解决配电网电压波动等电能质量问题、供电薄弱地区以及重要用电负荷供电可靠性问题等，储能都有非常广阔的应用场景。

储能参与电网调频方面，有两个特殊意义。

一方面，储能可以增加系统的惯性，减少整个系统的频率扰动；另一方面，储能快速的频率响应和一次调频，可以使得我们的新能源场站具有和传统火电机组一样的调频能力，有功调节可上可下。

再有，当储能量达到一定的程度以后，它在解决某些时间段的调峰问题中，会是一个非常好的选择。

在受端电网的频率支撑方面，以山东省为例。山东是全国最大的受端电网，将近三分之一的电量要来自于外电涌入。

大批量的特高压电力进入山东以后，对保障山东的电力平衡起到了非常大的作用，但要如何和山东本地的火电、新能源相协同，这是个很大的问题。

大的事故、大的气象过程都有可能造成电压的扰动，直接导致特高压的直流电闭锁，进而将问题从受端延伸到送端，在送端造成脱钩等问题。

电力系统是一个紧密联系的系统，为解决受端电网的频率支撑，过去我们一般采用快速切负荷。

然而“快速切”不如“快速加”，加的这部分就主要靠储能，包括抽水蓄能、电化学储能，也包括大量的分布式储能，如果都能够参与到电网的调频中，整个系统的稳定性都会得到极大的提升。

储能不仅仅解决系统的消纳问题，其重要性还在于保障电网的稳定性、安全性，储能在提高“三道防线”的方面也有着非常关键的作用。

故障发生前参与第一道防线可实现网络潮流优化与低频振荡抑制等；

故障发生时通过纳入安稳系统参与第二道防线能够在送端代替切机措施，在受端代替切负荷措施；

故障发生后参与第三道防线通过频率及电压响应控制及辅助黑启动等加速电网的恢复。

最后，储能本身也有很多的类型。有些储能充放电时间比较短，但是频率和寿命可以比较高。

而持续放电时间大于4小时的长周期储能，能够在当前夏秋季电力盈余、春冬季电力长期短缺的调峰背景下，在更长的时间尺度上解决电离平衡的尺度问题。

分析各类长周期储能技术，氢储能适合季节性调峰、提高新能源基地送出等长周期调节场景，是实现大规模、长周期、跨季节储能的关键技术，在未来解决新能源消纳的问题当中，还会发挥更为重要的作用。