详解：储能在智能电网中的应用战略

一、背景意义

1.1 智能电网发展的整体趋势

我国的大城市电网，特别是北京、上海、广州等大型城市的电网逐步形成受端电网，表现为大容量、大机组、超高压、负荷密集等特征。从用电结构看，“十二五”期间第三产业、居民用电比重将有较大提升，预计5年将上升5个百分点以上，由于经济结构的变化，最高用电负荷也逐渐上升。

与传统电网相比，智能电网在发电、输电、配电及用电四大环节中都具有明显的优势，智能电网成为世界各国集中投资的战略型产业。智能电网通过优化传统能源和新能源的供需和应用实现节能，通过特高压技术解决能源结构不匹配问题，通过高效率的配电技术提高整体电网的稳定性和效率，是应对能源危机的必由之路。中国发展智能电网可以参照高铁的发展战略，实现引进技术、实现自我研发、到成功的技术输出的三阶段转换。特别是各国技术标准还没有统一的情况下，中国将凭借规模经济准备自主技术标准的同时，积极参与全球标准的制定，扩大市场支配能力。

1.2 智能电网各阶段在发展过程中的主要瓶颈

智能电网的发展具有重要意义，在大电网端，随着电力需求不断增长，对电能质量的提升是发展的必然要求，但在现有发电端和用户端信息不对称的情况下，电力的使用条件提升的程度非常有限，为了避免高峰拥堵电网端始终具有迟滞效应。而随着可再生新能源发电产业正在经历快速发展，在一定程度上解决的用电紧张的情况，以我国风电为例，预计到2020年风电装机容量将超过发电总装机容量的10%。但是，间歇性新能源发电仍存在重要技术瓶颈——发电不稳定性和并网技术问题。国外有关研究表明，如果风电装机占装机总量的比例在10％以内，还可以依靠传统电网技术以及增加水电、燃气机组等手段保证电网安全；但如果所占比例达到20％甚至更高，电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战。

1.3 储能的主要功能，与电网需求的契合

引入储能技术是解决上述问题的主要途径，它可以提高发电厂输出功率的可控性，抑制功率波动，提高电能质量，从而使风力发电、光伏发电等系统成为广泛利用的电力供应系统。

储能技术应用于电力系统，可以改变电能生产、输送与消费必须同步完成的传统模式。目前，我国正在规划与大力发展坚强智能电网，全面覆盖发-输-变-配-用-调的六大环节与信息平台的建设。储能技术将是未来智能电网的重要组成部分，涉及其建设的各个主要环节。同时，储能技术在接纳风电、太阳能发电等间歇性新能源入网方面也发挥着不可或缺的重要作用。发展储能技术的重要意义还包括削峰填谷、调节节约能源、提高电力电网系统效率延迟建设投资、保证电力电网系统安全等方面。

1.4 储能方法及在智能电网各阶段的作用

1）发电系统：能量控制管理，峰荷运行，新能源发电并网支持，提高电站稳定可靠性，电站系统黑启动，延缓新建电站投资等。

2）输配电系统：保证电能质量，提高电网稳定可靠性，最大限度利用现有电网以延迟投资建设，缓解电网高峰阻塞等。

3）辅助服务：调节控制频率，节约剩余电能，提供可靠的备用电能等。

4）电力用户端：提高电力系统效率，不间断电源供应，用电电压支撑支持，分时电价管理等。

除了大电网上的应用，在新能源接入和分布式能源、微网端，储能系统是不可替代的，储能单元可起到抑制系统和输出功率的扰动、用于短时过渡供电、调峰填谷、保持电压频率稳定、提供可靠备用电源、提高系统并网运行可靠性和灵活性等作用。

电动汽车与智能电网相结合的V2G技术，使电动汽车具有潜在地参与较小规模电力电网系统调峰调频、电能质量保证和备用电源等应用。电动汽车蓄电池(如铅酸、锂电池等)甚至超级电容器都有可能作为V2G系统的储能单元。

轨道交通由于长期处于启停切换的状态，电网波动很大，采用储能装置可以有效缓解电网的持续波动，而轨道交通的连续性和可控性使得储能的工作条件可控高效，只是对短时间内能量的消纳和释放能力要求较高。

另外随着电动汽车产业逐渐成熟，退役动力电池的处置问题也将成为不远的未来一个重要课题。目前来看，采用梯次利用方式进行动力电池的储能转化是一个可行的方法。一方面解决了动力电池的处理和储能电池来源问题，同时提高了能源的综合利用率，在成本上也可能进行部分节约。