1.1.2　儲能是能源互聯網的關鍵技術支撐

國家發展改革委頒布的《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》(發改能源〔2017〕1701號)明確指出,儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統、“互聯網+”智慧能源的重要組成部分和關鍵支撐技術。儲能能夠為電網運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動、需求響應支撐等多種服務,是提升傳統電力系統靈活性、經濟性和安全性的重要手段;儲能能夠顯著提高風、光等可再生能源的消納水平,支撐分布式電力及微網系統,是推動主體能源由化石能源向可再生能源更替的關鍵技術;儲能能夠促進能源生產消費開放共享和靈活交易、實現多能協同,是構建能源互聯網,推動電力體制改革和促進能源新業態發展的核心基礎[7,8]。

(1)概述

能源互聯網是將各種一次、二次能源的生產、傳輸、使用、存儲和轉換裝置,以及它們的信息、通信、控制和保護裝置,直接或間接連接的以電網為主干的物理化網絡系統。該系統具備如下基本特征:①實現可再生能源優先、因地制宜的多元能源結構;②集中分散并舉、相互協同的可靠能源生產和供應模式;③各類能源綜合利用、供需互動、節約高效的用能模式;④面向全社會的平臺性、商業性和用戶服務性。

能源互聯網是以面向能源的互聯互通、管理與使用為對象,以智能電網為基礎,以接入可再生能源為主,采用先進信息和通信技術及電力電子技術,通過分布式動態能量管理系統,對分布式能源設備實施廣域優化協調控制,實現冷、熱、氣、水、電等多種能源互補,提高用能效率的智慧能源管控系統。

(2)儲能技術的支撐作用

能源互聯網以儲能裝備作為技術支撐,將太陽能、風能、生物質能、水能和地熱能等多種可再生能源的互補生產,與多種多樣的消費需求靈活地結合在一起。所生產的電力和冷熱能源,首先滿足本地用戶的需要,富余部分電力可以通過智能電網提供給鄰近用戶。將包括儲能在內的多種能源、資源和用戶需求進行優化整合,可實現資源利用最大化,有效提高綜合能源系統的效率。利用各種可用的分散存在的能源,包括本地可方便獲取的化石能源和可再生能源,因地制宜、統籌開發、互補利用傳統能源和新能源,優化布局建設一體化集成供能基礎設施,實現多能協同供應和能源綜合梯級利用,提高能源系統效率,增加有效供給。

電力系統的儲能應用可以分為:電?能?電(具有調節特性)、電?能(具有負荷特性)和能?能?電(具有電源特性)三種場景,分別在電力系統中承擔不同的作用。儲能的出現增加和豐富了電力系統的有功調控手段;儲能的技術指標已經能夠滿足電力系統暫態、動態、穩態全過程的功率調節需求。系統調節應用面臨的科學問題包括基于儲能的系統有功功率調控技術和智能電網環境下的協調控制體系。

能源互聯網充分利用多能源發電過程互補特性,在一定區域內集成風力發電、太陽能發電、火力發電、儲能等構成虛擬發電單元,形成多源互補、源網協調、安全高效的新能源電力開發利用整體解決方案。

(3)能源互聯與儲能技術協調發展

由于風力發電、光伏發電具有強波動性和不確定性,可再生能源大規模并入電網為儲能在電力系統中的規?；瘧锰峁┝诵碌臋C遇。功率型和能量型兩類儲能設備對電力系統的安全性和充裕性具有不同的作用。在儲能的規?；瘧弥皠荼卮嬖谶^度限制可再生能源并網的問題,在可再生能源滲透率達到何種水平時,儲能才會成為最為經濟的解決措施,需要根據應用場景進行具體分析。儲能的規模化應用將取決于2個關鍵因素:①儲能的各種功能對于電網的經濟價值的量化;②儲能技術本身安全可靠性的提高及成本的降低。

隨著清潔能源發電占比增高以及電網規模加大,電力系統存在巨大的能量調節和功率調節需求。儲能技術可應用于電力系統可再生能源接入、削峰填谷、調頻調壓、提高系統穩定性和能源利用效率、微網及需求側管理、電能質量控制等方面,覆蓋系統發輸配用各環節。在可再生能源接入比例較高的局部電網和末端電網中,對儲能技術的近期需求尤為迫切,遠期需求將進一步擴大。