储能支撑新能源发电运行消纳的应用探讨

储能支撑新能源发电运行消纳的应用探讨目 录我国新能源发展总体概况大规模新能源接入的挑战储能支撑新能源运行消纳的案例储能在新能源领域应用发展的探讨04我国新能源发展总体概况3中国新能源装机位居全球第一位截止2017年底，全球风电和太阳能发电的装机容量分别为5.14亿千瓦和3.97亿千瓦，中国新能源总装机2.94亿千瓦位居世界第一位，与欧盟新能源装机总量（2.8亿千瓦）相当。2017年世界光伏发电装机排名前七名的国家（装机容量大于1000万千瓦）2017年世界风电装机排名前九名的国家（装机容量大于1000万千瓦）4我国新能源发展十分迅速单位：百万千瓦5新能源在我国电源侧占比不高截至2017年底，我国风电和太阳能光伏发电总装机容量2.94亿千瓦，约占我国电源侧电源总装机容量的17%。风电和光伏发电量约占电源侧总发电量的6%。2017年全国电源装机结构火电62%水电19%风电9%太阳能

核电发电 2%8%火电72%6水电18%太阳能发电1%风电5%核电4%2017年全国电源侧发电量结构部分省区新能源装机已呈现高占比至2017年底，甘肃、青海、宁夏、新疆、内蒙古、河北等19个省份新能源成为第一、二大电源。目前，甘肃、青海新能源已成为本省的第一大装机电源。7新能源的弃电形势依然严峻我国2009年首次在甘肃因电网网架约束出现弃风情况，2013年首次出现弃光。随着全国新能源的快速发展，弃风弃光现象逐步在多省区出现，范围逐渐扩大。统计显示，

“十二五“以来我国新能源累积弃电量已超过2000亿kWh。8大规模新能源接入的挑战9电力系统功率平衡和稳定运行难度增大大规模新能源影响贯穿电能从生产、输送到消费的全部电力系统环节。传统电网负荷变化规律性强，用电高峰低谷明显，部分省区风电呈反调峰特性，大规模新能源接入增加了电网平衡难度。主要难点体现在：预测难、控制难、调度难。10新能源发电功率预测难度大新能源发电功率受大气运动、地理条件和发电特性等众多因素影响，风光资源随机性强，而且我国地形地貌复杂，气候类型多样，新能源功率预测难度也更大。11电力系统调度运行难度大新能源发电随机波动，高比例接入电力系统后，常规电源不仅要跟随负荷变化，还要跟踪平衡新能源的出力波动，增加了电力系统调节负担。由于新能源发电功率预测误差较大，以及主要新能源富集省区缺乏抽水蓄能等灵活调节电源，新能源与常规电源的协调发电计划安排和优化调度运行难度较大。0%80%60%40%20%100%“三北”地区华北东北西北西班牙德国美国葡萄牙69.9%80.1%70.1%56.8%11.7%31.1%30.1%9.5%3.9%7.6%1.5%0.8%34.3%17.5%48.7%34.0%煤电 常规水电 其他 风电 灵活电源（抽蓄、燃油燃气）国内外灵活调节电源情况对比13大规模新能源接入的主要挑战源/网协调规划系统功率平衡（调频/调峰）电力系统调度运行系统稳定性输电送出能力电能质量/电压控制大规模新能源接入14储能支撑新能源运行消纳的案例15国家风光储输示范工程-集中式新能源电站运行消纳应用具备风、光、储联合发电运行多种运行模式，一定程度上实现了新能源发电可预测、可控制、可调度，功率波动<5%/10min，计划跟踪偏差<3%，AVC合格率>95%。18国家风光储输示范工程-集中式新能源电站运行消纳应用19储能支撑新能源发电送出-意大利南部缓解输电阻塞意大利南部地区可再生能源快速增长，由于输电瓶颈，不能输送到北部电力负荷中心。采用钠硫电池与可再生能源联合运行，减少输送阻塞，延缓新建输电线路的投资。钠硫电池安装在三个变电站，总计35MW/230MWh，连接到意大利输电线路。21电压跌落补偿联络线交换功率控制2/5/9

11:00:00340320300280260240220200180160140120100806040200-20-40

电池剩余电量变压器有功功率参考值移动储能电站有功功率变压器有功功率功率2012/5/911:08:002012/5/911:16:002012/5/9

11:24:00Time减少配电变压器过载22储能支撑分布式新能源和微电网运行调频及调压，提高和改善微电网电能质量新能源微电网重要组成部分，保障微网内功率平衡、与主网功率/电量交换提供后备电源，提高用户及关键设备供电可靠性促进和支撑分布式新能源的并网接入储能在新能源领域应用发展的探讨23电化学储能的主要优势24双向调节，又快又准：电化学储能在变流器的额定功率范围内运行，具备快速有功/无功功率控制能力和双向调节的性能，毫秒级响应。（有功控制-平滑新能源功率波动、电网调峰/调频等，无功控制-并网点电压稳定、改善电能质量、系统AVC控制等）建设便利，施工灵活：从安全防护等角度考虑，电化学储能系统一般采用集装箱式设计，集成度高，可模块化组装和移动。与抽水蓄能电站相比，电化学储能受地形地貌影响较小，场地适应性好，运输施工便利，建设周期短。政策方面：国家和地方出台了诸多政策文件推动储能发展，发挥储能在电力系统各环节的功能作用，但主要是强调储能的“重要性”，目前推出的价格和财税支持政策并不多，大规模出台补贴激励政策难度大。参与主体：新能源开发企业、储能设备企业、系统集成商、电网企业。商业模式：一是新能源发电场站业主投资运营，收益来源包括新能源的弃电量存储，和减少的“两个细则”考核费用。二是采取能源管理合同的分成模式，新能源场站业主和储能企业以合同能源管理模式进行收益分成。前景与挑战：新能源领域应用空间广阔，在用户侧的分布式新能源和微电网应用前景相对要好，集中式新能源电站盈利模式单一。目前新能源场站大多单独配置储能，容量配置和布局缺少统一规划；储热、制氢等新型储能的应用较少。25储能在新能源领域应用情况梳理储能新能源领域进一步应用发展的思考261

新能源电站单独配置向储能共享模式发展，储能云2跨电源侧、电网侧联合应用。新能源集中接入和送出断面潮流越限受阻地区，汇集站配置储能。新能源（减少弃电）+电网（增强断面送出能力，减少输电阻塞）3

储能整体解决方案，新能源场站涉网技术性能（虚拟同步、转动惯量）4

负荷侧分布式光伏+储能（微电网、综合能源）5 储能投资商建设大型储能电站（电网租赁-容量电费，辅助服务）6

多类型储能综合利用（储热、制氢）储能在新能源领域规模化应用的展望27政策支持。从国外储能发展应用来看，相关激励措施、政策和市场环境是储能市场化发展的核心驱动力。美国、德国、澳大利亚等国家通过出台相关财税支持政策促进了储能市场的发展。技术和成本。新能源电站项目一般要运行20年，随着新能源逐步的补贴退坡和迈向平价上网，与新能源联合运行，储能还需在循环寿命、技术指标、经济性、安全性等方面进一步提高和完善，能与大规模新能源运行之相匹配的大容量、低成本储能将更具优势。市场机制。目前与储能相关的市场功能主要是调频及调峰辅助服务，随着电能市场、备用市场、现货市场等其他市场逐步建立和市场品种丰富，储能性能优势得到充分发挥，在更大应用价值的场景实现大发展。行业归口发展规划技术管理工程验收质量监督标准制定政策研究定额管理安全验收国家可再生能源发电质量监督总站国家可再生能源信息管理中心国际合作和跨国政府间合作16个能源研究咨询基地之一标准化技术委员会8个分标委会水电水利规划设计总院业务介绍28合作交流、共促储能发展未来新能源将逐步实现从“补充能源”向“替代能源”的角色转变，储能也随着技