新型电力系统下的储能发展

构建以新能源为主体的新型电力系统,需要储能的大力支撑.如何发展储能,以促进新型电力系统的建设 成为当前亟需解决的问题.对我国储能的技术、产业等方面的发展现状进行梳理,同时结合新型电力系统发展情况对 发电侧、电网侧和用户侧储能进行分析,在此基础上,对储能产业发展提出相关政策建议,以期为新型电力系统的构 建提供决策支持.     

构网型储能支撑新型电力系统稳定运行研究

建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的关键。由于新能源存在一定波动性,且系统在同步发电机被替代后缺少稳定惯性支撑,易导致系统不能稳定运行,因此构网型储能应运而生。其可代替同步发电机实现对电网支撑,保障系统稳定运行,故在新型电力系统中有广阔的应用前景。基于此,文中首先对构网型和跟网型储能变流器做出对比,为新型电力系统做出选型,通过对两者的比较说明构网型储能技术更适用于新型电力系统;其次,讨论构网型储能在新型电力系统中的定位及在其中的作用;最后从暂态过程、短期动态和长期动态三方面对构网型储能发展进行展望,为未来新型电力系统更好地建设提供思路。     

电力系统氢储能关键应用技术现状、挑战及展望EI北大核心CSCD

深入挖掘氢储能在电力系统中的应用潜力,进而推进其在电力系统中的规模化应用是电力行业能源结构转型与深度脱碳的重要技术路径之一。为加速构建新型电力系统,该文首先归纳分析构建氢储能与电力系统耦合结构,并从电解水制氢、氢气储输、氢气发电和电解槽/燃料电池模型构建4个方面阐述氢储能关键技术发展现状;其次,以氢储能在电力系统“源–网–荷”各环节应用场景为主线,梳理回顾目前国内外电–氢耦合技术取得的进展;最后,对氢储能支撑新型电力系统构建中存在的技术挑战与未来重点技术发展方向展开探讨,旨在为电力系统中氢储能应用技术的研究提供借鉴与参考。     

基于 “双碳”战略的新型电力系统储能方案研究

“双碳”战略目标下,为了进一步推动新型电力系统的发展,对新型电力系统储能技术进行了研究.首先阐 述了常见的储能技术,包括物理储能、化学储能和氢储能;其次从技术可行性和市场化可行性2个方面分析了抽水储 能方案、氢储能方案和电化学储能方案;最后对3种储能方式进行了综合分析,总结得出电化学储能能源转换效率最 高,并且购电成本和产业链成本最低,可以满足 “双碳”战略目标下新型电力系统的发展要求.     

精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度

随着新型电力系统的发展，大规模储能在电力系统经济调度中所发挥的作用日渐增大，储能寿命作为储能运行的关键指标，其衰减特性将对电力系统经济调度产生显著影响。传统电力系统中针对储能寿命多采用与某一可测电气量的解析函数形式进行建模，并未考虑储能复杂的运行工况，导致其估算精度低，已不适用于新型电力系统。为此，该文提出一种精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度方法。首先，为论证储能寿命对经济调度结果产生的显著影响，基于多参数规划理论，提出经济调度结果与储能寿命的关联性分析方法，以储能寿命为规划参数，将经济调度结果表征为储能寿命的分段解析函数，从理论上说明储能寿命变化对经济调度结果存在的显著影响。进一步，为保证新型电力系统调度结果的准确性，提出基于深度神经网络的大规模储能电池寿命估算方法，实现储能电池寿命的精确估算。在此基础上，提出精准计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度方法，保障含大规模储能电池的电力系统经济调度结果的有效性。最后，选取IEEE-30、IEEE-118节点系统以及国内某省实际电力系统作为算例系统进行分析，验证所提方法的有效性与实用性。     

基于储能的电力系统安全调控方法

“双碳”目标下新型电力系统面临交直流系统故障耦合传播、频率与电压稳定风险上升等新的安全问题,引入储能参与安全调控的研究已逐渐成为热点。为了更有效地挖掘储能参与安全调控的能力,有必要对储能为电力系统提供安全支撑的场景、理论与技术方法进行梳理总结,并在此基础上探讨后续需要重点关注的问题及研究思路。从储能对电力系统静态安全、动态安全、交直流混联电力系统安全、主动安全技术、辅助服务市场5个方面进行总结,涉及储能与电网可靠性、储能与频率稳定性、储能与电压稳定性、储能与输电堵塞、储能与直流闭锁连锁跳闸防控等方面的研究进展,指出了关注储能备用荷电状态(state of charge, SOC)、储能与其他调控资源之间多时间尺度耦合研究的重要性,以及完善储能参与系统紧急安全调控服务市场机制的必要性,对促进储能参与新型电力系统安全调控的研究具有一定参考意义。     

分布式储能商业模式分析与展望

在“双碳”政策背景下，构建新型电力系统已经成为我国一项重要战略性工程。储能因其对新能源消纳的促进作用已经成为构建新型电力系统的重要支撑手段。相较于集中式储能，分布式储能更加灵活便利，更易实现分布式能源的就地消纳。虽然分布式储能对于构建新型电力系统有众多益处，但是目前国内仍缺少可靠的商业运营模式使得分布式储能得到商业规模化发展。因此，有必要对分布式储能的商业运营模式进行探讨分析。首先从政策层面以及项目实践层面上论述当下分布式储能被市场认可的商业价值。其次结合国内的政策环境以及国内外相关项目的实践经验，对分布式储能较为成熟的4种商业模式进行梳理探讨。最后，基于分布式储能的核心商业价值以及其资源分散的物理特点，对分布式储能未来的商业运营模式作出进一步地展望。     

新型电力系统中储能应用功能的综述与展望EI北大核心CSCD

以高比例新能源和高比例电力电子(即“双高”)为特征的新型电力系统处在快速发展中,其动态行为和运行特性正发生深刻变化,在多时间尺度上的功率–能量平衡面临重大挑战;而储能可有效改善系统的动态特性、满足系统多时间尺度平衡需求。从分析新型电力系统多时间尺度功率–能量平衡的主要挑战出发,归纳常见储能技术的关键技术特征,探讨储能在新型电力系统中的应用潜力;梳理储能应用功能的研究现状,展望未来趋势,提出一种适用新型电力系统需求的储能多目标协同调控方法,可望实现多时间尺度上功率–能量的高效平衡,为利用储能技术应对新型电力系统的关键挑战提供支撑。     

含高渗透率新能源的新型交直流储能系统的配电网规划

建设以新能源为主体的新型电力系统是推动电力清洁低碳发展的必然选择,实现清洁能源充分消纳、满足用户侧灵活接入需求成为新型电力系统技术研究的重要方向.首先对新型储能在改善城市电网供电可靠性的优势进行了分析,阐述了储能模块交直流配电网应用场景、技术和经济优势;提出了新型交直流储能系统的技术方案,该方案支持多元化发展,提供灵活...     

特约文章：促进新能源开发的“水储能”技术经济分析

在双碳目标驱动下,风能与太阳能等新能源发电迅猛发展,解决其随机性、间歇性和波动性问题,亟需配套建设储能设施。本文将“以水为介质”的重力储能定义为“水储能”,并从技术原理、经济性、环境影响和设施安全等方面,对当前主要储能形式进行综合比较,研究表明“水储能”是当前和未来支撑新能源发展和新型电力系统构建的最佳储能方式。同时,本文还对抽水蓄能、水电扩机和梯级水电储能的规划思路、调节计算、评价方法和发展模式等关键技术及相关政策进行探索,展望其发展前景,可为新能源开发和新型电力系统规划设计提供参考。     

新型电力系统下储能政策及商业模式分析

中国能源结构的变革促成了电力系统的转变,储能加入新型电力系统,有助于维持系统的安全、稳定。因此,多能互补和“源网荷储一体化”是新型电力系统的发展趋势。文章首先从“十四五”期间国家及地方出台的储能产业相关政策出发,着重梳理了新能源配储、电价机制完善以及电力市场改革三方面的政策,研究在政策指导下,储能将自身功能效益与经济效益变现的方法。其次,将储能应用场景与储能现有技术类型相结合,明确不同类型的储能技术在不同应用场景中的价值定位。最后,基于当前采用“自投资+自运营”储能商业模式时投资方难以找准收益点的现象,对该商业模式进行分析,为后期储能产业的大规模商业化提供参考价值。     

参与新型电力系统需求响应的分布式储能资源管理与策略研究

随着越来越多的光伏、风电、地源热泵等新能源的接入,电网对高比例新能源的安全可靠并网及高效消纳提出了更高要求。储能作为分布式能源重要的能量调节单元,参与新型电力系统的管理、调度、优化作用愈加明显。将参与新型电力系统需求响应的储能作为统一资源进行研究,来解决新型电力系统的需求响应、新能源消纳等问题,以保障电网安全可靠运行。在分析客户侧储能调控策略基础上,提出了一种以能源互联为基础的用户侧分布式储能规模化应用系统,利用网间较为分散的储能资源,希望可以为电力负荷调度的优化以及分布式储能系统运行效率的提升提供相应的参考与借鉴,以实现区域自治的需求响应。通过该研究,可为可再生能源高效消纳提供参考。     

耦合氢储能的火电机组在新型电力系统中的应用研究

氢储能作为新型电力系统的重要储能手段之一,对于促进新能源发电消纳,实现大容量、长时期储能,确保电网系统的安全稳定具有重要意义。国内氢储能技术还处于示范应用阶段,需探索出可推广的应用方案。基于火电机组参与电网调峰、新型电力系统以及电力现货市场交易等电力行业发展趋势,结合具体项目分析了火电企业耦合氢储能的必要性以及可行性,为新型电力系统下火电企业转型发展、效益提升、减碳运行提供了参考。     

基于柔性计算的新型电力系统电量平衡方法

新型电力系统具有的不稳定性,导致其输出电量与实际负荷需求之间存在较大偏差,为此提出基于柔性计算的新型电力系统电量平衡方法。以电力机组及储能装置为核心构建了新型电力系统模型,并考虑发电机组的状态波动特性,在模型中引入了爬坡速率参数。结合用电负荷的发展规律,采用柔性计算的方式对电力机组及储能装置的输出进行调节,当电力机组输出大于用电负荷时,增加储能装置的能量输入,降低机组的爬坡速率;当电力机组输出小于用电负荷时,增加储能装置的能量输出,提高机组的爬坡速率。在测试结果中,设计方法下电力系统输出与实际用电需求负荷之间的差值稳定在130 MW以下,实现了电量平衡。     

面向新型电力系统的电力设备运行维护关键技术及其应用展望

在"碳中和、碳达峰"的目标下,建设以新能源为主体的新型电力系统是电网升级换代发展的必然趋势。随着新型电力系统的建设和发展,电力电子装置、大规模储能装置等新型电力设备将获得广泛应用,电网对柔性可控和安全稳定的要求越来越高,保障电力设备的可靠运行面临巨大的挑战。为此,提出了新型电力系统背景下电力设备高效运行和智能维护的基本特征和技术体系,详细阐述了电力设备数字化和智能化、新型电网设备状态评估以及电力设备高效优化运行等支撑新型电力系统的设备运行维护关键技术研究现状和进展,探讨了研究和应用中还需要解决的主要问题,最后对未来电力设备运行维护的模式和技术发展趋势进行了展望。     

电网侧储能电站收益模式分析

<正>在“双碳”背景下，随着新能源在电力结构中占比的不断提高，电力系统主要矛盾从“缺电”逐渐演变为发用两端的“时空不平衡”。储能可实现能量的短时转移，为电力系统提供优质的调节能力，被认为是新型电力系统中必不可少的要素。本文梳理了国家及宁夏新型储能相关政策，结合国内电网侧储能电站的4种收益模式，重点分析了宁夏电网侧储能电站的收益模式。     

压缩空气储能的定位与发展

介绍了压缩空气储能的技术特点和应用场景，结合国内压缩空气储能技术的发展现状，分析了压缩空气储能电站在未来新型电力系统中的定位，并且对不同储气形式的压缩空气储能电站的经济性进行了研究分析。通过综合分析得出压缩空气储能电站的造价为6 000～11 000元/kW,需要结合运营模式实现其应用。     

基于退役电厂的风光储一体化系统及经济性分析

在加快建设新型电力系统的背景下,许多火力发电厂面临着退役及转型的问题。以广东汕头某退役电厂为例,在对工程项目的建设条件和需求进行充分调查分析的基础上,将退役电厂改造成一套包括新能源发电、新型储能等设备的风光储一体化系统的新型储能电站,并结合当地政策对此套系统进行经济性分析,最终推荐以锂电池为主要储能的建设方案,同时配套风、光电站等系列工程,形成风光储一体化综合能源系统。     

新型电力系统中的储能高质量规模化配置方法

为降低新型电力系统供电能耗,以某新型电力系统为例,采集并获取新型电力系统历史运行数据,掌握与系统运行相关的技术参数,针对某个具体的供电服务区域导出系统供电数据,以此为依据计算新型电力系统电能存储容量;在确定系统电能存储容量的基础上,根据现有的输电线路结构,确定装机功率的有效输出范围,建立高质量规模化电力系统储能配置模型;根据新型电力系统装机最大容量,进行系统功率容量与能量容量配置。应用结果表明,该方法可有效降低新型电力系统节点能耗。     

国外新型储能政策研究及对中国储能发展的启示

近年来,美国、英国、澳大利亚等国在推动能源低碳转型过程中,出台了一系列支持政策,有效促进了新型储能快速发展,对于中国推动储能规模化发展具有一定借鉴意义。对3个国家的储能政策进行全面梳理分析,美国与澳大利亚主要从提供财税支持、完善市场机制、明确发展目标3个方面出台了相关政策,英国则是通过建立成熟自由的电力市场,为储能发展创造了良好条件。对比中国实际情况,结合新型电力系统构建对储能发展的需求,提出国内新型储能发展的启示与建议。