深度解析储能在新型电力中的三大挑战

 
《关于储能在新型电力中应用定位的思考》来自电科院专家惠东，在参加2023储能技术年会时发表的专题演讲。
他阐述了储能在新型电力中的三大挑战>
1、电力电量平衡问题：如何在更大的时间尺度和空间范围内，确保可靠的电力供应和灵活高效的高比例新能源消纳，是必须解决的核心问题之一。
2、电网承载力：在现有技术条件下，受系统安全稳定制约，新能源功率渗透率一般不直超过50%。
3、能源电力深度脱碳：有必要应用新能源电制氢技术开辟新的新能源非电消纳途径，进一步提高非化石能源消费占比。

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储能应用定位的思考
 








02
储能应用形态的思考







03
专家PPT解读
惠东表示，在双碳目标的驱动下，以新能源为主体的新型电力系统面临很大挑战。围绕新型电力系统的挑战，保障电力供应、电力系统的安全和促进新能源消纳，是伴随未来新型电力系统发展的各个阶段的核心问题，不仅现在已经显现，而且未来还将长期存在。
惠东指出，过去几年建设安装的新型储能示范工程，暴露出了一些装备、应用和调节成本上的问题>
第一，以锂电储能为主的实际运行寿命和实验室的对单体测试运行寿命之间有巨大差别。
第二，在商业模式上，有一些电价比较清晰的地方，新能源配置的储能利用率就比较高。但是在没有电价预期和保障性市场不是特别充分的时候，新能源场站配置利用小时数未达预期。现在相当多的新能源配置的储能电站，一年利用小时数不足400小时。
第三，作为灵活性资源来说，现在新型储能装备的调节成本，还远高于我们灵活性改造的火电机组。现在灵活性改造的火电机组，调节一度电可能的成本就是0.05-0.12元，抽水蓄能调节一度电成本大概是0.25-0.4元。但是以新型储能中目前表现最好的电化学储能来说，现在其调节成本也基本上到了0.5-0.6元，几乎是火电调节成本的5到8倍、甚至更高。
惠东还系统阐述了储能在新型电力中的三大挑战>
挑战一：电力电量平衡问题
风光出力的强随机性、波动性、用电负荷的日益尖峰化以及极端气候影响等都给电力电量平衡带来了巨大的挑战，源、荷实时平衡模式难以维持。如何在更大的时间尺度和空间范围内，确保可靠的电力供应和灵活高效的高比例新能源消纳，是必须解决的核心问题之一。
挑战二：电网承载力
在现有的技术条件和发展模式下，新能源机组的弱支撑特性导致系统的惯量、短路容量、调频调压能力等关键支撑调节能力无法随着系统规模的扩大而继续自然增长，受系统安全性制约，电力系统的电源承载规摸存在饱和效应。总体上看，在现有技术条件下，受系统安全稳定制约。新能源功率渗透率(新能源出力/系统负荷)一般不直超过50%。
挑战三：能源电力深度脱碳
双碳目标下，我国能源系统低碳转型路径复杂，技术依赖度较高;且须主要依靠自身完成深度脱碳。高比例新能源的消纳高度依赖电网灵活性资源，但现有技木条件下，可利用灵活性资源规模有限，而且还有保障系统供电的压力，因此未来亟需突破火电CCUS、储能、需求侧响应等关键技术，进一步提升新能源接入和消纳规模，推进非化石能源替代，促进能源电力系统深度脱碳。
高比例新能源接入下，电网弃风、弃光率将会显著上升，有必要应用新能源电制氢技术开辟新的新能源非电消纳途径，进一步提高一次能源消费中的非化石能源消费占比，降低电网消纳途径的压力，提升能源系统整体效率。
此外，针对储能价值兑现预判，惠东也发表了自己的看法。他认为，储能的全寿命周期度电成本包含造价成本、运营成本和沉没成本，受日历寿命影响。
新型储能的年利用小时数将严重影响沉没成本，储能的年利用小时数超过2000小时(年循环500次以上)才能体现其经济利用水平。现阶段同样利用小时数情况下电化学储能度电成本约为抽水蓄能的2至3倍，且商业模式限制下新型储能利用小时数远不如抽水蓄能，短期内新型储能经济性难以与抽蓄相比。