储能在电网发展中的作用

储能在电网发展中的作用

—— Jon Wellinghoff 先生的演讲题目

1. 目前世界上有很多种储能技术，可以提供多种服务。

这些技术包括超级电容(Supercapacitors)、超导磁储能(SMES)、铅酸电池(Lead-Acid)、锂电池(Li-Ion)、钠硫电池(NaS)、液流电池(Redox Flow)、飞轮储能(Flywheels)、压缩空气储能(CAES)、抽水蓄能(Pumped Hydro)等。

这些不同技术可以提供多样化供电功率(从kW级到GW级)和供电时长(从秒级到小时级)，可以在UPS系统(不间断电源系统)、削峰填谷电网输配系统及大容量电力管理系统等三个层面加以应用。在提供大容量能源服务方面，储能技术可以大幅度提升电网供电能力并使电力运营商通过峰谷电价差获利。

另外，储能技术还可以为输电基础设施、配电基础设施、用户能源管理等方面提供诸多辅助服务功能，如：给风光系统补充旋转备用能力、黑启动、配合监管等。

2. 储能技术在电力系统各环节都可以发挥作用。

一是在发电端与传统发电技术配合，提升清洁能源的并网率。在发电端，大容量储能系统可以作为发电厂的辅助服务设施，对太阳能、风电等不稳定电源起到稳压、稳流作用。

二是在输配环节，储能技术可以用在变电站上起到削峰填谷的作用。这一环节的应用在美国正变得日益重要。储能技术可以作为配电网中变电站的技术升级，推迟电网的更新

换代，降低成本。

三是在消费环节，在“电表前”和“电表后”，都有储能技术的应用。

3. 在联邦层面，监管政策做出了及时的调整来支持储能设施的应用。

在服务计量方面，不光要计算总共接收到的电量，还要根据反应速度、调频准确度来计算报酬。这一规定主要考虑到储能技术的需求响应速度比常规发电技术要快很多这一特点。能源监管委员会的第719号法规要求独立电力系统运营商(ISO)和区域输电组织(RTO)接受来自需求侧所提供的辅助服务，这使商业和工业用户利用储能设施作为需求侧响应手段成为可能。能源监管委员会的第745号法规则要求电力公司和零售商支付大客户利用储能来替代电网调峰的费用。

4. 在州层面，美国也对储能设施的利用有一定的监管政策激励。

加州电网系统运行商(CAISO)制定了采购灵活电源的政策，鼓励装配和使用具有储能功能的灵活电源，以保证大量清洁能源的并网和有效使用(加州通过立法要求清洁能源的装机在2030年必须达到50% 。)。加州公用事业委员会( CPUC)制定了储能法规(AB2514)，要求加州境内的三家公共电力公司(PG&E，SCE，SGD&E)必须在2020年前采购至少1.325GW的储能设备。这项法规还设立了评估储能服务、成本效益的框架规则，并且制定了可能的电网储能指标。这个法规直接帮助加州上马了一大批储能项目，很多新的储能技术在这些项目中得到了体现。CPUC制定的“自发电奖励激励计划规定”给予储能$2,000/kW补贴，这项补贴每年递减10%。

5. 美国的储能产业发展迅速，非电网系统的工商与居民端储能应用增长尤为迅速。

美国的东、西海岸是储能发展最快的地区，也是美国最富有创新精神的地区。该地区电价较高，使得储能应用更有经济性。目前，美国全国电池储能设施的安装以每年30~40%的速度增长，这个速度接近5年前光伏的增长速度。目前，美国能源部统计的全国电池储能总功率已经超过300MW，预计到2019年会增长到近1GW。目前电池储能绝大多数被用到电网输配环节，但未来工业、商业、尤其是居民储能的增长速度会高过电网储能。

6. 美国风、光发电成本下降迅速，已经具备较强的竞争力。

目前，美国光伏发电的度电成本有的已低于4美分/度(最低的招标价格是3.8美分，包括以税收返还形式的补贴)，风力发电成本有的已经直逼2美分/度。这些价格包含了30%的投资免税补贴，但即使扣除这一补贴，美国光伏、风力发电的度电成本已经低于煤电、气电、水电和核电。

7. 储能可以解决光伏输出的不平稳性，解决“鸭子曲线”问题。

在加州因为光伏的快速发展和峰谷特性，造成在光伏出力高峰(如一天的中午)时常规电厂发电越来越少，到了晚上又要完全承担平抑“鸭子形”问题。储能技术的发展可以填平鸭肚子，削去鸭头，使常规电厂平滑出力，大力增加整个系统的经济性。因此，CPUC要求三大公共电力公司到2020年建立至少1325兆瓦的储能设施。

8. 在微电网应用储能技术是一个新趋势。

出于不同的驱动因素，各国都希望大力发展微电网。美国微电网发展吸引了大量投资，2015~2020年发展微电网的投资总额预计将达30亿美元。微电网的主要驱动者包括军事设施，军事基地希望通过微电网与大电网隔离，以保证独立安全的电力供应。此外还有公

共设施、大学、岛屿等。加州拥有3.2万名师生的加州大学圣迭戈分校校园就是通过储能、太阳能和燃气发电形成自己的微电网。越来越多的类似社区在发展自己的微电网。

9. 储能系统需要合适的市场结构才能给电网带来价值。

储能技术在各个环节的应用产生了各具特色的价值链，需要合适的市场结构才能使其所提供给电网和用户的服务价值得到认可，实现真正的商业价值。

10. 全球储能技术正处在从科学试验走向商业化普及的初始阶段，政策支持十分重要。

政策支持的目的应该是体现储能在能源系统中的价值，即从化石能源向可再生能源的转型过程中，各环节储能所体现出的价值。