一、储能发展现状
(一)储能技术概况
储【chǔ】能技【jì】术【shù】主【zhǔ】要可以分为储电和储【chǔ】热、储冷技术，其中储电技术一般包括【kuò】物理储能(如抽水储能、压缩空【kōng】气【qì】储能、飞轮储能等)、化学储【chǔ】能(如铅酸电池、液流电【diàn】池、钠硫电池、锂离子电池等)、电磁储【chǔ】能(如超【chāo】导电磁储【chǔ】能、超【chāo】级电容器储能【néng】等)。
其中，抽水蓄能是目前广泛应用、技术成熟和装机容量【liàng】最大的【de】储能【néng】类【lèi】型。压缩【suō】空气储能电站【zhàn】虽然可【kě】以达数百【bǎi】兆瓦至吉瓦的规【guī】模，但目前全世【shì】界在运的大规模【mó】压缩空【kōng】气储【chǔ】能【néng】电站只有少数几个，新型【xíng】大规模压缩空气储能技术还不成【chéng】熟。以锂【lǐ】离子和铅【qiān】酸(碳)为代表的化学电池【chí】储能【néng】在近几【jǐ】年获得了大规模应用，投建【jiàn】项目数【shù】量最多，成本下降较快，具【jù】有广阔应用前景，但【dàn】目前的【de】成本仍【réng】然偏高。其它可大规模应用的化学电池储能技术包括液流电池【chí】和钠硫【liú】电【diàn】池等【děng】，目前受制于成本和技术【shù】双重因素制【zhì】约，近【jìn】几年投建项目数量和总规模【mó】远【yuǎn】小于锂离子电池储【chǔ】能。飞【fēi】轮【lún】储能在技术上很受关注，也有少数较大【dà】规【guī】模的商业【yè】项目，但目前在国内尚无大规模应用。电磁储能【néng】主【zhǔ】要用于提高电网【wǎng】的输电能【néng】力和提升电力系【xì】统的稳定【dìng】性【xìng】，目前【qián】还处【chù】于【yú】论【lùn】证和【hé】试点应用【yòng】阶段。
除储电技术【shù】之外，氢储能由于具有可大规模存储的优点，在欧洲较早地【dì】受到关注和试点，近几年在【zài】国内也开始【shǐ】受到重视，但【dàn】目前尚处于起步阶段。储热技术也【yě】是近几年国内投资的【de】热点，从源端【duān】到荷端都有不少实际应用项目。储【chǔ】热(蓄冷)相对【duì】于化【huà】学电池储能，更容易大规模能【néng】量存储【chǔ】且投资相对较【jiào】低【dī】，在【zài】有热需【xū】求【qiú】的地【dì】点，可大规模推广应用。此外，太阳【yáng】能热发【fā】电也离【lí】不开储热系【xì】统。
(二)相关政策
以英国【guó】和美国为代表的发【fā】达国【guó】家【jiā】对储能的发展非常【cháng】重视，出台了【le】非常具体和【hé】有力的储能发展激励政策【cè】，促进了储能【néng】示范项目和商业项目的发展。虽【suī】然【rán】英美等发达国【guó】家发展储能有【yǒu】电力【lì】市场和辅助服【fú】务市场的支【zhī】撑，但专门制定【dìng】针对【duì】储能的准入条【tiáo】件和考虑储能灵【líng】活【huó】性的补偿机制是【shì】不【bú】可或缺的【de】。除【chú】对储【chǔ】能项目的投资进行补贴之外，国外对【duì】促进【jìn】储【chǔ】能发展的【de】主【zhǔ】要措施包【bāo】括建立准【zhǔn】许储能参与的容量【liàng】市场、独立储能项【xiàng】目【mù】参与调频辅助服务、配售电公司投资储【chǔ】能的配额制政策等。
2017年10月，我国发布《关于促进储能技术与产业【yè】发展的【de】指导意见》，明【míng】确了促进我国储能技术与产【chǎn】业发【fā】展的重要意义【yì】、总体要求、重点任务和保【bǎo】障措施。目【mù】前，我【wǒ】国【guó】商业化【huà】储【chǔ】能项目主要【yào】参与调峰和调频辅助服务市【shì】场，且与火【huǒ】电机组或新【xīn】能源发电场站配【pèi】合【hé】运行，尚无大规模独立【lì】储能系统(抽水【shuǐ】蓄能【néng】电站和微电【diàn】网储【chǔ】能项目除外)参与【yǔ】大电网辅助服务的项【xiàng】目。虽然已【yǐ】有一些【xiē】省(区)开始【shǐ】实【shí】施或出台了调峰、调频辅助服务政策，但储能的准入条【tiáo】件、身份和充放【fàng】电价格还【hái】需进一步明确【què】。
二、储能技术促进西北五省(区)电网发展
西【xī】北【běi】地【dì】区化【huà】石能源和风【fēng】光等【děng】自然资源丰富，发电装机容【róng】量目【mù】前已达到最高负荷【hé】的三倍。由于可再生能源发电装机容量大，电网【wǎng】的输电【diàn】容量、调峰能力和负荷需求不足，导致大规模【mó】弃风弃光问题。投资储能系统可【kě】增加电【diàn】网调峰能力、缓解【jiě】输【shū】电【diàn】通道阻塞，有望成为解决【jué】西【xī】北【běi】电网新能源发电消【xiāo】纳问题的重要途径【jìng】。
(一)提高外送电力的调节能力
由【yóu】于西北地区【qū】风【fēng】光资源丰富【fù】，未【wèi】来可再生能源发电装机容量还将【jiāng】进【jìn】一【yī】步增长，对区域外消纳可再生【shēng】能源的依赖性将【jiāng】越来越大，可以集【jí】中配建大【dà】规模储能系统，主要包括【kuò】抽水蓄能、压缩空气【qì】储能和化学电池储能，提升【shēng】可再生能源出力【lì】的【de】可控【kòng】性【xìng】和【hé】在电力【lì】市场中的【de】竞争力。
(二)提升火电机组的调峰能力
西【xī】北电网中的供热机【jī】组【zǔ】装机容【róng】量大，在供暖期的调峰能力受限，对【duì】电网调峰能力和可【kě】再生【shēng】能源发电消纳的影响显著。在【zài】电厂侧【cè】安装热水储热系统或【huò】电锅炉【lú】系【xì】统，可实【shí】现大容量【liàng】储热，从而提升供热期间机组的【de】调【diào】峰能力。
(三)降低断面受阻
西北电网覆盖的地理范围广，西电东送【sòng】和北电【diàn】南送的【de】距离远【yuǎn】，在可再生能源集中接入的区域，可以配【pèi】置大【dà】规模储能系统【tǒng】(主【zhǔ】要【yào】包括【kuò】化【huà】学电池、储热发电和压缩空【kōng】气储能)，从而减小【xiǎo】因为【wéi】断面受阻而【ér】引【yǐn】起的【de】弃风弃光电量。
(四)提升电网的安全性和稳定性
随【suí】着【zhe】西北可再生【shēng】能源发电的进一【yī】步发【fā】展，在【zài】线的传统机组容量减小导致系统的惯性【xìng】降低，可能危【wēi】及电网的安【ān】全性和稳【wěn】定性【xìng】，可【kě】配置快速响应的储能系统来平抑频【pín】率的波动，提升西北电网的安全【quán】稳定性。
(五)降低电网的峰谷差
在【zài】峰【fēng】谷差相对较大的地区，对实施峰谷电价且电力用【yòng】户负【fù】荷峰谷差显【xiǎn】著的电力用户，鼓励由【yóu】用户或第三【sān】方投【tóu】资储能【néng】系统，进行价格套利或【huò】参与市场竞争【zhēng】，从【cóng】而【ér】降低电网的【de】峰谷【gǔ】差。
三、规模化储能在西北电网的应用分析与政策建议
(一)规模化储能在西北电网应用的路径
对储【chǔ】能【néng】系统在西北电网【wǎng】中的应用，建议主要发展四种应用类型：增加【jiā】调【diào】峰【fēng】能力、降低通道受阻、提升电网安【ān】全和【hé】用【yòng】户能量管理。兼顾储能在源、网、荷侧的发展，源端储能【néng】包括大规模独【dú】立储能电站、在【zài】火电【diàn】厂内配置储能【néng】、在新能源场站侧配置储能，网侧配置储能【néng】主【zhǔ】要【yào】包括【kuò】电网的电源送【sòng】出【chū】端、输送容量受【shòu】限断面和【hé】配电网中【zhōng】配置分布式储能，用户侧储能【néng】主【zhǔ】要针对工商业用【yòng】户【hù】。
考虑的储能【néng】类型既包括大规模抽水蓄能、压【yā】缩空气储能、大容【róng】量储热【rè】(冷【lěng】)、太阳【yáng】能【néng】热发电【diàn】、大规【guī】模【mó】制氢、化【huà】学电【diàn】池储能，也包【bāo】括功率型飞轮储能【néng】和电磁储【chǔ】能【néng】。化学电【diàn】池储能的类型有多【duō】种，现阶段主要考虑的应【yīng】用类型包括锂电池、铅酸(碳)电池、液流电池【chí】。
将不同类型储【chǔ】能的推广应用分为四个阶段，即“当前”、“2019-2020年”、“2021-2025年”、“2026-2030年”。其中，抽水蓄【xù】能【néng】和化学电【diàn】池【chí】储能在现阶段已开【kāi】始推广应用，下一步可【kě】开展大规模储热和太【tài】阳【yáng】能【néng】热发电技术的应用推【tuī】广。在“十四五”期【qī】间，新型压缩空气和飞轮储【chǔ】能的应用有望突【tū】破，而【ér】在2025年以后【hòu】，大【dà】规模制【zhì】氢和电磁储【chǔ】能有望【wàng】获得大【dà】规【guī】模应用。
(二)西北电网应用储能的政策建议
1.西北地区可再生能源发电以集【jí】中开发【fā】为主，在同一片区往往【wǎng】接入【rù】的【de】可再生能源发电【diàn】容量较【jiào】大【dà】，易【yì】导致输【shū】电通【tōng】道受阻，建议制定相关【guān】政策措施支持在【zài】新能源场站群端【duān】投资大规模共享型储能【néng】系统。
2.在电【diàn】网中安装储【chǔ】能系统可实现降低输配【pèi】电设备投【tóu】资、提高电力系统灵活性、为电网提供辅助服务等【děng】多重价值，建【jiàn】议鼓【gǔ】励【lì】西北各省(区)电网企业投资储能，实【shí】施电网【wǎng】企业投【tóu】资储能的【de】配额制，提高电网的输配电【diàn】能力和电【diàn】网安全稳【wěn】定性【xìng】。
3.各省(区)应对【duì】接【jiē】入不【bú】同电压等级和不【bú】同【tóng】地点的储能系【xì】统【tǒng】充放电价进行统筹考虑，建【jiàn】议区分储能【néng】所处的电【diàn】压等级，为鼓励接入配电网侧的储能系统运【yùn】行【háng】，可以采用分时充放【fàng】电价格。
4.在各省(区)逐步建立【lì】调峰【fēng】、调频辅助服务【wù】市场【chǎng】的背景下，应【yīng】准许独立储能参与【yǔ】的调峰、调频辅助服【fú】务市场，并合理考【kǎo】虑储能的市场准入【rù】条件、运行控制方式【shì】和【hé】补偿方式，允许多个分布【bù】式储【chǔ】能【néng】系【xì】统聚【jù】合参与辅助服务市场。
5.加强对用户侧储能【néng】投资的审【shěn】查和【hé】监管，提【tí】高用户侧储能投【tóu】资的规范性【xìng】、安全性【xìng】;鼓【gǔ】励用户侧储能【néng】参【cān】与需求【qiú】侧响【xiǎng】应计划【huá】，制定【dìng】合理【lǐ】的准入条件、补偿标准和参与方案，提升管理水平。
