新能源在储能系统的应用分析

儘管儲能系統的重要性在近期的國家檔中反覆提及，對發展儲能技術一再鼓勵，但實質性的資金補助政策並沒有出台。光伏和風電在中國大陸都已有各自的上網電價補助政策，規定以高於一般水準的價格收購，從而有力地推動其市場發展。在缺乏國家補助的情況下，還處在高成本區域的抽水蓄能以外儲能系統，難以有商業化的市場，而只能停留在技術研發和示範運行階段。

2011年全球儲能電站類別分布

Source：EPRI；拓墣產業研究所整理，2012/08

一. 抽水蓄能為主導，其他儲能技術緩慢發展

儲能系統在新能源發電的應用，主要在於以風電、太陽能為代表的新能源有間歇性、波動性和隨機性等特點，直接接入電網不利於其平穩運行，故需要配置儲能系統作為備用容量和調峰調頻電源。此外，核電的運行特性要求其在穩定功率下經濟運行，只適合帶基荷運行，也需要與能夠靈活調峰的儲能系統配合使用。

新能源電力的迅速發展，要求有相應配置的儲能電力，從而也催生市場需求。根據實踐經驗，核電和儲能電站容量的合理配備比例在1：0.5，風電則為1：0.25。以2011年中國大陸風電累計裝機量62.4GW為例，需配置儲能電站15.6GW；但實際上大陸並沒有建設那麼多的儲能電站，從而也導致電網公司不歡迎風電電力，部份已並網的風機不得不空置或被限電。

儲能系統有包括抽水蓄能、飛輪儲能、鈉硫電池、鋰電池和液流電池等在內的十來種技術，而抽水蓄能是最經濟、最成熟且最廣泛使用的儲能技術。根據EPRI統計數據，截至2011年，全球儲能設備累計裝機約128GW，其中超過99%為抽水蓄能，其餘約0.7%為其他儲能技術。其他儲能技術中，占比較大的有壓縮空氣儲能440MW 和鈉硫電池316MW。

圖一2011年全球儲能電站類別分布

Source：EPRI；拓墣產業研究所整理，2012/08

大陸的儲能系統也以抽水蓄能為主，兼顧發展其他多種儲能方式。根據大陸抽蓄秘書處數據，截至2009年底，大陸已建成的抽水蓄能電站合計12.825GW，在建的合計9.86GW，擬建的合計30.98GW，這個量在儲能系統中佔據絕對主導。

大陸其他儲能技術還處在示範運行階段，其中兆瓦級的電站屈指可數。最大2個是國家電網的20MW張北風光儲輸示範項目，和南方電網的10MW深圳寶清儲能電站。與GW級的抽水蓄能電站相比，其他儲能技術還在發展初期，遠不具備經濟效益。

表一大陸已建成的抽水蓄能電站

註：截至2009年底。

Source：抽蓄秘書處；拓墣產業研究所整理，2012/08

二. 兩大電網公司的儲能系統布局

儲能系統主要還是郵電網公司來主導。2011年7月國家能源局發布《關於進一步做好抽水蓄能電站建設的通知》，指出「原則上由電網經營企業有序開發、全資建設抽水蓄能電站，建設運行成本納入電網運行費用；杜絕電網企業與發電企業合資建設抽水蓄能電站項目；嚴格審核發電企業投資建設抽水蓄能電站項目」。「在現行銷售電價水準下，不得因建設抽水蓄能電站給電力消費者增加經濟負擔，或推動全社會電價上漲」。於是，兩大電網公司國家電網和南方電網包括抽水蓄能在內的儲能系統規劃布局，代表了大陸儲能系統的發展方向。

(一) 國家電網

早在2010年，國家電網就發布《國家電網智能規劃總報告》，布局儲能系統接下來10年的發展方向。抽水蓄能依然是主力儲能系統，容量規劃到2015年達到29GW，

到2020年達到50GW。其他儲能技術在十二五期間仍主要以示範為主，並期待2016年及以後能完善10MW級以上的儲能技術應用。

但根據最近國家電網公司上報國家能源局的「十二五」規劃，國家電網規劃到2015年抽水蓄能電站容量25.68GW，在其1,500GW的電力總裝機中占1.7%。

這個規劃雖然高於國網目前的1.3%比例，但低於南方電網目前約3.6%的比重，也低於中電聯建議的全國抽水蓄能占比2.7%；可見，國家電網在抽水蓄能系統的投入還不夠積極。

對於其他儲能技術，國家電網在張北嘗試儲能與風電、光伏和輸電的結合利用，示範項目規模20MW。目前已經確定了14MW採用鋰電池技術，2MW採用液流電池技術。由於還在試驗階段，並且成本還太高，需要幾年的時間考察消化該種技術方式，因此十二五期間不會有大規模的應用。

圖二國家電網的儲能系統規劃

Source：國家電網；拓墣產業研究所整理，2012/08

針對儲能系統的調峰調頻及後備電源作用，國家電網除採用抽水蓄能外，也用火力發電實現這個功能。兩個子公司國網新源和國網能源分別經營抽水蓄能電站和調峰調頻火電廠。

國網新源成立於2005年3月，主要負責開發建設和經營管理國家電網公司經營區域內的抽水蓄能電站。截至2010年底，公司資產總額438億元人民幣，所屬單位28家，分佈在14個省(市)；已運行抽水蓄能容量10.87GW萬千瓦，在建抽水蓄能容量7GW，開展可研和預可研專案容量超過30GW。

國網能源成立於2008年4月，主營業務是運營管理國家電網公司調峰調頻火電廠，煤炭資源的開發、生產、倉儲、配送等。國網能源有8個調峰調頻火電廠，權益容量約11GW。但利用火電調峰本身是耗能、低效的方式；火電機組的啟動歷時較長，升降負荷速度較慢，出力過低時煤耗增大、機組效率降低。

2012年6月國家電網擬將國網能源100%股權轉讓給神華集團，此舉可能意味著接下來調峰調頻的重任，將落在抽水蓄能電站身上。

(二) 南方電網

南方電網經營廣東、廣西、雲南、貴州和海南的電網，經營區域內水資源豐富，利於抽水蓄能電站的建設。五省區水能資源科開發量147GW，目前已開發的約37%。水電裝機在南方電網經營區域內也是占大量，2011年南方電網統調裝機中水電占總裝機的38.3%。

南方電網的儲能電站主要由旗下子公司調峰調頻發電公司建設和運營，該公司成立於2006年7月，截至目前投運機組容量達到6.72GW。南方電網計劃投資17.12億元人民幣加強電源建設，共有7個項目將在2012年內完工或啟動。

南方電網對抽水蓄能電站的重視程度明顯強於國家電網，以南方電網2011年的統調裝機容量187.93GW計算，目前抽水蓄能電站裝機容量約占總裝機容量的3.6%。

南方電網也積極布局其他儲能技術。深圳寶清儲能電站是大陸首個兆瓦級電池儲能站，設計規模10MW，目前投運4MW。該站採用比亞迪和中航鋰電鋰電池作為儲能設備，主要作用是在配電網接受遠方調度資訊，從而起到削峰調谷、系統調頻調壓和孤島運行等作用。與國家電網類似，抽水蓄能以外的儲能技術還是停留在示範運行階段，遠未達到商業化程度。

三. 政策激勵才能成長的產業

(一) 高成本使得抽水蓄能以外技術遠未達商業化

張北風光儲輸示範工程是國家電網在新能源和儲能聯合應用方面的重要嘗試，集風電、光伏、儲能和智慧輸電於一體。一期14MW的儲能項目於2011年12月建成投產，比規劃晚了一年，進展並不順利。採用的技術主要是磷酸鐵鋰電池，有14MW，通過招標分別由比亞迪、東莞新能源ATL、中航鋰電和萬向等4家廠商供應。此外還有2MW的液流電池由普能供應，剩餘的6MW電池採用何種技術還未確定。

從4家鋰電池廠商招標的得標金額來看，平均每瓦花費14.4～24.7元人民幣。而從過去眾多抽水蓄能電站投資實例看，成本約在4元人民幣/W，可見當前的鋰電池儲能成本是抽水蓄能成本的4～6倍。由於鋰電池的壽命比抽水蓄能電站低，如果再加上後期維護成本，鋰電池儲能電站的成本將更大。

張北的項目是大陸儲能電站的標竿示範項目，採用的鋰電池技術在目前各種儲能技術中相對成熟，但也還是遠未到達商業化的程度。

表二張北風光儲輸示範項目的鋰電池成本

Source：拓墣產業研究所，2012/08

表三部份抽水蓄能電站投資成本

Source：拓墣產業研究所，2012/08

(二) 大陸對儲能政策的激勵還停留在表面

由於高成本的因素，抽水蓄能以外的儲能技術需要政策激勵才能有市場，類似於光伏和風電。儘管儲能系統的重要性在近期的國家檔中反覆提及，對發展儲能技術一再鼓勵，但實質性的資金補助政策並沒有出台。光伏和風電在大陸都已有各自的上網電價補助政策，規定以高於一般水準的價格收購，從而有力地推動其市場發展。在缺乏國家補助的情況下，還處在高成本區域的抽水蓄能以外儲能系統難以有商業化的市場，而只能停留在技術研發和示範運行階段。

表四近期出台涉及儲能的政策檔

Source：拓墣產業研究所，2012/08

對電網公司來說，在沒有國家提供足夠補助金額的情況下，建儲能電站是不划算的買賣。抽水蓄能電站是「抽四發三」，即抽4度電只能發3度電，不像火力發電發多少電就有多少的電費，其他儲能技術需要付出的成本則更多。雖然國家能源局的政策表明抽水蓄能電站原則上由電網開發、全資建設，並且不能提升電價水準，但國家電網不見得就樂意。風電、光伏等新能源電力的可控性不如煤電、核電等電力，電網公司不僅在電力調度上增加了麻煩，還需要增加調峰調頻電站。

本來發電企業是離不開電網公司的配套，但過快發展的新能源電力有些喧賓奪主，超出了國家電網原先規劃的接納能力。抽水蓄能電站的建設需要大概5年的時間，而風電、光伏等新能源電力的建設只需不到一年就能完成；於是電網公司在調度上對新能源電力限電是在所難免的事情，這其實是國家意志和企業逐利行為的矛盾。

從當前的風電運營經驗來看，1GW的風電約需要配備250MW的儲能電站。以抽水蓄能電站計算，每瓦4元人民幣需要10億元人民幣；以鋰電池儲能電站計算，每瓦20元人民幣需要50億元人民幣，成本高出不少。風電場開發本身的成本就在這兩

種儲能技術成本之間，即儲能電站與風電站的建設成本是在同一個量級，對風電的開發利用成本大大增加。如果要採用抽水蓄能以外的儲能技術，肯定得花大血本，非政策補助難以實行。

四. TRI觀點

(一) 抽水蓄能是主要技術，其他儲能技術以示範為主

抽水蓄能是最經濟、最廣泛採用的儲能技術，在當前和未來是與新能源發電配套的主要技術。其他儲能技術受制於成本過高，在沒有較大技術突破的情況下，十二五甚至十三五期間還將以示範應用為主。國家電網和南方電網是主導儲能系統建設的2個企業，其儲能系統建設進程決定了新能源電力裝機能被接納的規模。

(二) 大陸政策難以實質激勵其他儲能技術

大陸對風電和光伏的上網電價政策激勵了2個產業在大陸市場的高速成長，但對抽水蓄能以外的其他儲能技術或許難以有類似的政策出台。能源局出台的文件希望抽水蓄能產生的成本由電網公司內部消化，又不能提高終端電價水準；而對其他儲能技術，政策文件都只停留在「鼓勵」層面，一方面是成本過高，一方面是技術路線不明。即使是風電和光伏，大陸的政策也還是在投石探路、逐步完善的過程中。

在非市場化的政策激勵下，風電、光伏的產能過剩留下了巨大的爛攤子。企業相繼擴產後互相殺價出貨並逐漸經營困難，節節高升的資產負債率使得還款遙遙無期，銀行壞帳風險加劇。如果對儲能技術進行補助，不僅耗費的資金量級和對風電、太陽能的補助相近，並且也容易形成低水準的重複製造，資源配置的效率太低。而且，儲能電站建設本是電網公司的份內之事，大陸不大會出台政策補助已經利潤豐厚的電網公司。

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势

新能源储能系统发展现状及未来发展趋势 目录 第一章新能源储能系统相关论述 (1) 新能源相关论述 (1) 新能源定义 (1) 新能源分类 (1) 储能技术相关论述 (1) 储能技术的定义 (1) 储能技术的分类 (1) 第二章国内外新能源储能系统的发展动态分析 (2) 日本新能源储能系统的发展动态分析 (2) 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 (2) 新能源储能系统的未来发展趋势 (3) 新能源储能系统在实际中的应用 (3) 美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 (4) 政策与投资力度 (4) 储能技术的经济性瓶颈 (5) 我国新能源储能系统的现状 (5) 储能是构建智能电网的关键环节 (6) 商业模式不成熟制约储能发展 (6) 第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 (8) 新能源储能系统的实际应用 (8) 创能、节能与储能的完美搭配 (9) 国内新能源储能技术瓶颈解析 (10) 新能源科技发展的核心—储能技术 (10) 新能源无"仓库储能"的尴尬 (10) 储能技术的突破效应 (11) "不能等肚子饿了才去种麦子" (12) 第四章新能源储能系统的发展趋势 (13) 日本新能源储能系统的发展趋势 (13) 储能电池的发展趋势 (13) 我国新能源储能系统的发展趋势 (13) 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 (13) 新能源并网储能市场发展前景预测分析 (14)

第一章新能源储能系统相关论述 新能源相关论述 新能源定义 新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。 新能源分类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 储能技术相关论述 储能技术的定义 储能技术是将电力转化成其他形式的能量储存起来，并在需要的时候以电的形式释放。 储能技术的分类 目前全球储能技术主要有物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等）和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。

电力储能产业上市公司

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新能源+储能,未来可期

新能源+储能，未来可期 回顾近几年储能行业的发展，我国储能行业的第一个指导性政策《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》(“《指导意见》”)于2017年9月22日落地，储能行业曾一度出现了爆发式增长，尤其是伴随着电池产能释放、电池成本下降并结合建设选址较为灵活等特点，以电池为载体的电化学储能越来越炙手可热。 电化学储能的应用场景分为电源侧、电网侧以及用户侧。本文将结合笔者在用户侧储能领域的项目经验，重点介绍用户侧储能的商业模式、法律尽调要点以及“储能+”的未来发展方向。 1、何谓用户侧储能？ 用户侧储能，一般是指在用电企业所在场地建设和安装以电池组为载体的储能系统，并接入其内部配电网，通过在负荷高峰期间放电，在负荷低谷期间充电，实现削峰填谷作用。储能系统存在的形式分为集装箱式以及站房式，集装箱式储能系统是指将所有的电池组装入集装箱内并放置于工厂所在的空地，而站房式储能系统指的是将工厂片区房屋改造为装载电池组的空间，其中集装箱式储能由于其移动便利的特性而受到绝大部分用户侧储能项目的青睐。 2、用户侧储能的商业模式 近几年用户侧储能的商业模式发展得较为成熟，主要为“投资+运营”的合同能源管理模式，就笔者接触到的用户侧储能项目而言，其涉及的利益相关方包括：用电企业(即用户)、储能电池厂商及综合能源服务商，综合能源服务商在用户场地上安装储能系统，并入用户方的内部电网。储能系统在谷值及平值时充电，在峰值放电以获取电

价差；用户获得低于国家电网峰值电价或交易电价的用电，以此达到合作共享。在一些项目中，储能电池厂商或者是用电企业也作为投资方参与投资、建设和运营储能电站。各方在储能项目中的职责如下图所示： 3、用户侧储能项目的法律尽调要点 由于电网侧存在收益不确定的问题，新能源投资企业纷纷把眼光聚焦在用户侧储能项目上。储能行业发展时间不长，国家层面的政策更多是针对储能行业宏观发展的战略要求与指导，而缺乏具体落地细则。在实践中，各地政府对于储能项目审批及监管要求也不尽相同。在对用户侧储能项目开展法律尽职调查时，需事先咨询当地主管机构有关项目审批(备案)及监管要求，并着重关注如下几个方面： (1) 是否取得企业投资项目备案 根据《指导意见》，独立的储能电站项目一律实行备案制管理，由地方发改委予以备案。通常来说，备案有效期为两年，项目两年内未开工且未申请延期的，则备案证自动失效。与光伏、风电项目不同的是，包括用户侧储能在内的所有储能项目均未要求取得建设规模指标。 (2) 是否需要取得建设前置审批、许可

电力储能产业

电力储能产业 Revised as of 23 November 2020

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新能源储能系统及智能微网解决方案

新能源储能系统及智能微网解决方案1概述（略） 用电量统计： 应急用电部分： 大陆机电机房：总功率数为36kw，应急时间暂无统计，可按一般水平计算。 2项目具体设计 光伏系统 已建成140KW光伏电站，基本自发自用，只有周末用电量不大时，有余电上网。 3.3.1双向储能逆变器 根据现场实际需求，南楼北楼每天实时用电量为每小时最大300KWH，最小150KWH，应急36KW负荷，建议南北楼各增加一套储能系统，功率在100KW，系统选用双向储能逆变器三相100KW。 3.3.2储能蓄电池 按照数据统计计算，每月7万度电，最少每天用电量在2000KWH以上，光伏每天提供500KWH，建议储能系统蓄电池总共储能1000KWH，直流电压按照500V 设计，需要单体电池2V1000AH，共需要500只。（这个蓄电池容量可根据投资来设计）南楼500KWH蓄电池，北楼500KWH蓄电池，每个楼蓄电池数量2V1000AH,250只。 3.3.6交流配电柜 36KW负荷整体系统需要配置一套50KW的交流配电柜，用于应急系统馈线管理。 3.5 双向储能逆变器性能特点 1、专为智能电网、智能微网设计，接受电网调度； 2、可满足铅酸蓄电池、锂电、超级电容、钒电池等不同储能形式的接入，适用范围广；

3、双向逆变，恒功率充放电、恒流充放电、恒压充放电等多种电池充放电模式可选， 4、具有时间段工作模式设定功能，根据当地电网特点设置合理的工作方式； 5、具有市电接口和负载接口两路交流接口，实现并网运行及独立孤网运行； 6、完善的孤岛检测及并离网模式切换，当市电突然断电时，储能逆变器可自动无缝切换到离网工作模式，与大电网脱离，建立微电网独立运行； 7、RS485、以太网、CAN总线等多种通讯接口可选，实现远程监控； 8.选配智能电网主控系统，可与光伏并网逆变器、风力并网系统、潮汐发电系统、柴油发电机等多种能源方式实现互联，组成混合能源智能电网，可实现多种组网方式； 四、系统设备清单

新能源在储能系统的应用分析

儘管儲能系統的重要性在近期的國家檔中反覆提及，對發展儲能技術一再鼓勵，但實質性的資金補助政策並沒有出台。光伏和風電在中國大陸都已有各自的上網電價補助政策，規定以高於一般水準的價格收購，從而有力地推動其市場發展。在缺乏國家補助的情況下，還處在高成本區域的抽水蓄能以外儲能系統，難以有商業化的市場，而只能停留在技術研發和示範運行階段。 2011年全球儲能電站類別分布 Source：EPRI；拓墣產業研究所整理，2012/08 一. 抽水蓄能為主導，其他儲能技術緩慢發展 儲能系統在新能源發電的應用，主要在於以風電、太陽能為代表的新能源有間歇性、波動性和隨機性等特點，直接接入電網不利於其平穩運行，故需要配置儲能系統作為備用容量和調峰調頻電源。此外，核電的運行特性要求其在穩定功率下經濟運行，只適合帶基荷運行，也需要與能夠靈活調峰的儲能系統配合使用。 新能源電力的迅速發展，要求有相應配置的儲能電力，從而也催生市場需求。根據實踐經驗，核電和儲能電站容量的合理配備比例在1：0.5，風電則為1：0.25。以2011年中國大陸風電累計裝機量62.4GW為例，需配置儲能電站15.6GW；但實際上大陸並沒有建設那麼多的儲能電站，從而也導致電網公司不歡迎風電電力，部份已並網的風機不得不空置或被限電。 儲能系統有包括抽水蓄能、飛輪儲能、鈉硫電池、鋰電池和液流電池等在內的十來種技術，而抽水蓄能是最經濟、最成熟且最廣泛使用的儲能技術。根據EPRI統計數據，截至2011年，全球儲能設備累計裝機約128GW，其中超過99%為抽水蓄能，其餘約0.7%為其他儲能技術。其他儲能技術中，占比較大的有壓縮空氣儲能440MW 和鈉硫電池316MW。

储能系统方案.doc

序 术语 定义 号 1 单体蓄电池， Cell 由电极和电解质组成，构成蓄电池组的最小单元，能将所获得的电 能以化学能的形式贮存并将化学能转为电能的一种电化学装置。 2 电池模块 ,Battery Module 用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池。 3 电池簇 ,Battery Cluster 由若干个电池模块串联，并与电路系统相联组成的电池系统，电路 系统一般由监测、保护电路、电气、通讯接口及热管理装置等组成。 4 电池堆 ,Battery Array 由连接在同一台能量转换系统（ PCS ）上的若干个电池簇并联而成的 可整体实现功率输入、输出的电池系统，并受后台监控系统控制。 电池管理系统 ,Battery 用于对蓄电池充、放电过程进行管理，提高蓄电池使用寿命，并为 5 用户提供相关信息的电路系统的总称，由 BMU 、MBMS 和 BAMS 等管理 Management System,BMS 单元组成，可根据储能系统配置选用两层或三层架构。 具有监测电池模块内单体电池电压、温度的功能，并能够对电池模 6 电池管理单元 ,Battery 块充、放电过程进行安全管理，为蓄电池提供通信接口的系统。 BMU Management Unit, BMU 是电池管理系统（ BMS ）的最小组成管理单元，通过通信接口向电池 簇管理系统（ MBMS ）提供电池模块内部信息。 是由电子电路设备构成的实时监测与管理系统， 有效地对电池簇充、 电池簇管理系统 ,Main 放电过程进行安全管理，对可能出现的故障进行报警和应急保护处 7 Battery Management 理，保证电池安全、可靠、稳定的运行。 MBMS 是电池管理系统的中 System,MBMS 间层级，向下收集电池管理单元（ BMU ）信息，并向上层电池堆管理 系统（ BAMS ）提供信息。 电池堆管理系统 ,Battery 是由电子电路设备构成的实时监测与管理系统，对整个储能电池堆 8 Array Management System, 的电池进行集中管理，保证电池安全、可靠、稳定的运行。 BAMS 是 BAMS 电池管理系统的最高层级，向下连接接电池簇管理系统（ MBMS ）。 9 电池荷电状态 ,State of 电池当前实际可用电量与额定电量的比值。 Charge,SOC 10 电池健康状态 ,State of 电池当前可充放电总电量与额定电量的比值。 Health,SOH 11 能量转换系统 Power 实现电池与交流电网之间双向能量转换的装置，其核心部分是由电 Conversion System,PCS 力电子器件组成的换流器。 后台监控系统 , Supervisory 对储能系统、外部电网、负载进行监测和协调控制的系统平台，由 12 Control And Data BAMS 或 MBMS （二层构架时）与其进行通信，完成储能电池堆的信息 Acquisition, SCADA 传输和后台控制。

新能源电力系统中的储能技术研究综述

第33卷第3期2014年3月 电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy Vol．33，No．3Mar．2014 收稿日期：2013-02-21基金项目：国家自然科学基金资助项目（51177009）、吉林省教育厅科技项目（吉教科合字［2012］第101号）作者简介：丛 晶（1987-），女，满族，吉林籍，硕士研究生，主要从事电力系统储能技术及储能电源规划研究；肖 白（1973-），男，吉林籍，教授，博士，从事电力系统规划、风险评估、继电保护等研究与教学工作。 新能源电力系统中的储能技术研究综述 丛 晶1 ，宋 坤2，鲁海威3，高晓峰3 ，肖 白 1 (1．东北电力大学电气工程学院，吉林省吉林市132012;2．辽宁省电力有限公司电力经济技术研究院，辽宁沈阳110015;3．吉林省电力有限公司，吉林长春130021)摘要：该文综述了以风力发电为代表的新能源电力系统中储能技术的研究现状。首先讨论储能技术对含高比例风电电力系统的重要意义;其次系统地比较目前各种储能技术的研究进展，其中阐述了多种储能技术的原理，分析了各种储能技术的特性，总结了不同储能技术的优点和存在的主要问题及其应用范围。然后针对新能源电力系统，采用多种储能技术协调配合的、具有大容量、快响应能力的复合多元的综合储能技术。最后指出优化配置多种储能电源是有待深入研究的课题。关键词：新能源电力系统;储能技术;风力发电;可再生能源 中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1003- 3076（2014）03-0053-070引言 随着经济高速发展，整个社会对能源的依存度不断提高，风能、太阳能、海洋能、地热能等可再生能源（新能源）的开发和利用已经引起电力部门的高度关注。虽然这些可再生能源广泛地应用于电力系统发电中，并占据着越来越大的比重，但是因其随机性、间歇性等特点，使得这些可再生能源的利用受到了制约。采用储能技术能够使间歇性、波动性很强 的可再生能源变得“可调、 可控”，促进新能源的利用，保证新能源电力系统稳定运行。 从国家电网研究机构获悉，我国已经在甘肃、江苏沿海、 吉林等风能资源丰富地区建立10个千万千瓦级风电基地，所以本文以含风电的电力系统为主要研究目标。 本文分类阐述了目前各种储能技术的基本原 理，概述了不同储能技术的优、缺点，总结了其应用范围， 指出了以风力发电为代表的新能源电力系统中储能技术需解决的关键技术问题。 1储能技术在新能源电力系统中的作用 在新能源电力系统中，储能技术的主要应用包 括电力调峰、抑制新能源电力系统中的传输功率的波动性、提高电力系统运行稳定性和提高电能质量。储能装置能够适时吸收或释放功率 ，低储高发，有效减少系统输电网络损耗、实现削峰填谷、获取经济效益［1］。 以时间为线索来描述国内外储能技术发展的关键节点，明确地显示出储能技术相关研究的基本发展过程，如图1所示。 图1 储能技术发展的关键节点 Fig．1 Key nodes of energy storage technology development

新能源发电系统中储能系统的应用浅谈

新能源发电系统中储能系统的应用浅谈 发表时间：2018-09-18T09:22:12.657Z 来源：《建筑模拟》2018年第17期作者：袁振强张燕[导读] 新能源是非传统能源，是值得大范围推广和使用的能源。新能源具有可再生性，能满足人类和社会多元化的能源需求。为了确保电力系统能满足多元化的用电需求，发展新能源是社会发展的必然趋势。 国家电投集团山东新能源有限公司山东省济南市 250000 摘要：在当前的社会发展当中，提倡能源的可持续利用。而传统的煤炭发电模式，使得我国的矿产资源不断的开采，从而加剧矿产资源的损耗。而利用新能源发电，极大的节省了我国的矿产资源，同时也弥补电力紧缺。更主要的是其达到了我国目前所推行的绿色发展战略要求。新能源是非传统能源，是值得大范围推广和使用的能源。新能源具有可再生性，能满足人类和社会多元化的能源需求。为了确保电力系统能满足多元化的用电需求，发展新能源是社会发展的必然趋势。 关键词：新能源发电系统；储能系统；应用分析 引言 近几年我们国家的储能技术在不断的进步。一般情况下都是即发即用的方式，而新的技术能够有效的储存电能，解决传统方式下带来的很多弊端。近几年经济发展迅速，越来越多的行业都开始应用储能技术，尤其是在新能源发电这一方面。在逐渐发展的过程中形成了智能电网，供电质量得到了提高。所以说，我们要根据不同的电力生产结构、不同的电力规划应用不同的储能技术，这样才能最大程度的发挥优势，实现智能电网的经济效益。 1 新能源发电的特点 国家发展改革委等五部委2017年9月22日联合发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》中明确指出：储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。截止到2017年年底，电化学储术全部为储能技术，500兆瓦新建电池储能容量成能项目累计装机规模为2926.6兆瓦，同比增长45%。 与传统能源相比，新能源的特点主要表现在以下几个方面：（1）清洁环保。作为新能源，其主要的评判标准是不能对生态环境产生负面影响，在确保生态多样性和物种多样性的基础上，减轻传统能源的压力，并且不会受到地域的限制，提高资源的利用率。（2）可持续利用。新能源所具有的可持续利用性，有效地解决了当今社会对能源的需求压力，从而确保社会的和谐稳定发展。（3）可再生。传统能量的来源主要依靠煤炭和石油等，但经过几十年的开采和使用，这些能源已经无法满足社会的需求，并出现枯竭的现象。因此，能源的可再生性至关重要。 2 新能源发电的重要性 2.1 国家经济建设需求 在国家的不断发展过程当中，对电力的依赖性也越来越强，而人们的生活衣食住行与电力也密不可分。即就是说，随着国家经济建设，社会的安全稳定以及人们的衣食住行等方面的不断发展，也加强了对电力的需求。而由于煤炭资源的有限性，就使得煤炭资源的生产力受到限制。面对当前国家社会对电力的庞大需求，仅依靠煤炭资源来提供电力已经应对不了当前的社会发展需求。依靠煤炭资源所产的电对于当前社会需求来说相当于杯水车薪，导致电力紧缺，进而造成当前电力系统出现供不应求的局面。 2.2 能源可持续利用 在传统的发电工作当中，依靠煤炭资源燃烧来发电，隶属于火力发电。传统的发电主要是通过利用一些不可再生资源，通过把其燃烧时产生的热能，转化为机械能，进而转化为电能。单从能量转化的角度来看，其过程耗费了大量的自然资源，而这些自然资源是不可再生的。对于这些不可再生资源过度开采，将会严重影响人们的生活环境，对大气，水土地都有严重影响。例如水位下降，地面沉降，塌陷，河流，湖泊水量减少，以及水土流失，地下水水质恶化等情况出现。 3 储能技术应用于新能源发电系统 3.1物理储能技术 物理储能是常见的新能源电力储能的方式之一，具体包括三种技术：抽水储能技术、压缩空气储能技术与飞轮储能技术。其中，抽水储能技术是利用低谷电价来实现电力能源的存储，是当前技术应用最为成熟的大规模储能方法，具有运行成本低、水资源消耗大、储能消耗功率高等特点。这种技术的应用需要在河流的上下游各配建一个水库，波谷负荷时的蓄能技术，会使电动机处于工作状态，将下游水库中的水泵出，到上游水库中进行保存；在波峰负荷时的储能技术，会使发电机处于工作状态，利用上游水库中的水力进行发电。这种储能技术的应用，能够实现70%左右的能量转换。而压缩空气储能技术，也能够实现大规模工业用电的能量储存，在电力网络负荷波谷时，用电力能源来压缩空气，并将空气通过高压密封的方式，储存在废旧矿洞、储气罐、废弃油井或储气井当中，在电力网络负荷的高峰时期，释放经过高压压缩的空气，来转动汽轮机进行发电，具有相应速度快、使用效率高等特点，能够实现75%左右的能量转换，是一种发展空间较大的储能技术。 3.2 相变储能技术 相变储能技术是通过相变材料进行吸热与放热实现能量存放的技术，具有较高的能量密度，同时其相变储能的装置设计简单，能够进行灵活调整，便于使用与管理，包括电储热技术、熔融盐储热技术与冰蓄冷技术三种。其中，电储热技术是利用水与金属的储热性能实现技术应用的，水的热能存储技术，是将水作为介质存储热能，便于运维管理，成本投入较少；金属的热能存储技术，是将金属作为介质存储热能，利用金属的固体与液体之间的物态变化来进行热能的存放，具有高温度、高导热性等优势。 3.3 储能技术应用于风力发电机组、风电场 如果一个地区的风电场数量较多，那么如何提高风电场的稳定性以及电能质量，解决低电压穿越就成了风电场最主要的问题之一。首先要安装储能系统，放置在变流器附近，这样能够有效提高输出功率的稳定性。除此之外，安装双向的变流装置也是非常有必要的，每一个风电机组都必不可少。还要借助一定的方法，控制发电机组，降低功率，使功率平滑缓慢，这样才能在一定程度上对功率起到缓冲作用。即使在极端条件下，电网的功率也能满足所有的要求，并把多余的电能吸收储存，这样不会对风电机组产生伤害，也提高了电压的穿越能力，这种储能技术能够进行动态调节在第一时间做出响应，确保电力系统安全稳定的运行。

新能源侧储能空间展望

新能源侧储能空间展望 本报告回答了关于新能源配储能的三个核心问题： 1）密集出台的新能源配置储能政策的背后本质是什么？ 政策的背后是电网稳定性要求与新能源波动性愈发凸显的矛盾。风电光伏渗透率的快速提升对电力系统提出了严峻考验，现有灵活性资源已逐渐无力支持电网接纳如此高比例的波动性能源，储能作为更优质的灵活性资源，可以有效平滑新能源出力、提供调频调峰等辅助服务。 2）储能可以为新能源带来哪些收益，经济性到底如何？ 储能的加入可以使得新能源成为电网友好型的优质电源，同时帮助新能源实现多种价值，包括满足电网硬性要求、平滑出力曲线、提供辅助服务等。 我们对某光伏地面电站配置储能的三种场景进行测算：分别为：无储能、有储能（仅实现减少弃电功能）、有储能（减少弃电同时提供辅助服务）。 当储能系统仅具备削峰填谷功能时，内部收益率难以满足8%的要求，因为弃电获得的额外收益不足以抵消储能成本。但储能参与调频市场后，可获得额外的辅助服务收入，内部收益率虽然仍低于无储能场景，但已高于8%。但随着储能成本进一步降低或者辅助服务收益提高，经济性也有望得到解决。

3）新能源侧的储能空间如何展望？ 我们对2024年不同储能渗透率下的装机进行测算，中性情景下储能累计空间可达27.95GW/55.91GWh，年均复合增长率149%，预计2020年新增装机 0.87GWh，在2024年有望实现年度新增33.49GWh。 ○我们对储能产业链进行了拆解，目前电池仍是系统核心利润环节，BMS 和逆变器为重要组成部分。 储能系统主要包括电池、逆变器（PCS）、电池管理系统（BMS）等。其中电池成本占比约为67%，对储能电站成本影响最大，其次为变流系统及BMS，分别占据成本的10%、9%左右。

新能源行业储能专题分析

新能源行业储能专题 分析

目录 1. 储能行业概述 (3) 1.1 电化学储能近年快速发展 (4) 1.2 产业链拆分 (6) 2. 储能应用场景 (8) 2.1 用户侧 (10) 2.2 可再生能源并网 (12) 2.3 备用电源 (15) 2.4 其他 (17) 3. 用户侧峰谷电价套利经济性测算 (18) 3.1 江苏省 (18) 3.2 浙江省 (19) 3.3 简化模型及敏感性分析 (20) 4. 可再生能源并网配套储能经济性测算 (22) 5. 相关标的 (24) 5.1 宁德时代 (24) 5.2 科士达 (26)

5.3 南都电源 (27) 5.4 阳光电源 (28) 6. 投资建议 (30) 7. 风险提示 (31)

1. 储能行业概述 储能是能源电力系统实现能量转换、存储和利用的有效途径，包括物理储能（如抽水蓄能、飞轮储能等）、电化学储能（如铅酸电池、锂离子电池、液流电池等）、电磁储能（如超级电容器、超导储能等）等储能方式。全球来看，根据CNESA 微信公众号数据，截至2019 年底，全球已投运储能项目累计装机规模184.6GW，其中，抽水蓄能的累计装机占比92.6%；电化学储能的累计装机占比达5.2%，对应装机容量9599MW（其中锂离子电池的累计装机为8523.9MW，占电化学储能比重达88.8%）。国内来看，根据CNESA 微信公众号数据，中国已投运储能项目累计装机规模32.4GW，占全球市场总规模的17.55%，其中抽水蓄能的的累计装机占比93.4%；电化学储能的累计装机占比达5.3%，对应装机容量1709.6MW（其中锂离子电池的累计装机规模约1378MW，占电化学储能比重达80.6%）。