《“十四五”新型储能实施方案》将助力新型电力系统建设
文 | 中关村储能产业技术联盟
作者 | 裴哲义 中国能源研究会储能专委会副主任委员、国家电网调控中心教授级高工
大力发展新能源，优化能源结构，构建新型电力系统，实现清洁低碳发展，是推动我国能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系的要求，也是我国经济社会转型发展的需要。但随着新能源装机规模不断增加，其波动性和间歇性增加了电源侧调峰、调频压力，加之直流等非同步电源占比不断提升，导致维持系统频率稳定的转动惯量不足，系统稳定水平明显下降。 以电化学为代表的新型储能具有调节速度快、布置灵活、建设周期短等特点。《“十四五”新型储能实施方案》（以下简称《方案》）发布，必将进一步推动规模化新型储能建设应用，对构建更加灵活高效的新型电力系统，保障新能源健康发展和电力系统稳定运行具有重要的积极意义。
《方案》明确指出“推动规模化发展，支撑构建新型电力系统”，并用完整的一章，从电源侧、电网侧、用户侧以及储能多元化应用四个方面，论述了推动储能规模化发展的原则、方法和目标。《方案》实施必将有力推动储能的规模化发展，助力新型电力系统建设。
1、电源侧《方案》助力我国新能源富集地区和海上大型基地新能源消纳和外送
我国清洁能源资源与用电负荷呈逆向分布特点。我国西部、北部地区拥有80%以上陆地风能、60%以上太阳能和70%以上水能资源，而全国70%的负荷集中在中、东部地区，必须借助大电网，在全国范围内消纳新能源。截至2021年底，“三北”地区新能源累计装机容量3.5亿千瓦左右，占全国装机的65 %左右。十四五期间，随着沙漠戈壁大型风电光伏基地开发，装机规模进一步增加，消纳和送出的矛盾进一步突出。如何保证新能源基地消纳和送出成为关键的制约因素。
《方案》指出要加大力度发展电源侧储能，推动友好型新能源电站建设，在新能源富集的内蒙、新疆等地重点布局一批配置合理新型储能的友好型新能源电站，从源端平抑新能源的波动性，提升新能源并网友好性，保障新能源高效消纳利用。《方案》还专门提出，配合沙漠、戈壁、荒漠等大型风电光伏基地开发，研究新型储能配置技术、合理规模和运行方式，探索利用可再生能源制氢，支撑大规模新能源外送。并指出依托存量和“十四五”跨省跨区输电通道，充分发挥大规模新型储能作用，通过“风光水火储一体化”多能互补模式，提升通道利用率和可再生能源新能源电量占比，促进大规模新能源跨省区外消纳。同时，结合海上风电基地开发，研究海上风电配置新型储能技术，提升海上风电消纳利用水平。
2、电网侧《方案》加快电网侧规模化储能电站建设步伐
我国一次能源与负荷呈逆向分布的客观现状以及风光大规模集中开发的方式，客观上需要长距离大功率输送才能把西部绿色的新能源送到中东部的负荷中心，特高压直流输电为解决这一矛盾提供了一种有效手段。目前在运特高压直流18条，输电容量超过1亿千瓦，单回设计最大输送容量1200万千瓦，相当于吉林、甘肃全省的用电负荷。跨区输送的大容量直流替代了受端电网的部分常规电源，导致电电网中传统的同步发电机组占比逐渐降低，加之新能源的快速发展，同步电网的惯量支撑和一次调频能力不断下降，频率的支撑和调节能力难以应对大容量直流闭锁造成的功率不平衡量冲击，造成频率跌落深度增大，频率恢复困难，系统安全稳定受到威胁。在跨大区交直流混联电网中，跨区直流的闭锁还可能引发大区间交流联络线上的大规模潮流转移，还可能造成跨区同步互联电网之间的失稳和解列事故。
新形态下电网安全防御，需要在数百毫秒内快速抑制数百万乃至上千万千瓦有功能量对系统的冲击，迫切需要在电力系统内增加更为灵活、可靠和快速的大规模有功调节资源。而新型储能可在数百毫秒实现从满充到满放，大规模储能为解决这一问题提供了可能。以锂离子电池储能系统为例，满充至满放转换时间不超过1秒，可实现毫秒级的有功功率调节响应，是传统火电机组调节性能的50倍以上。
《方案》指出要因地制宜发展电网侧储能。在负荷密集接入，大规模新能源汇集、大容量直流馈入，调峰调频困难和电压支撑能力不足的的关键电网节点合理布局新型储能，充分发挥其调峰、调频、调压、事故备用、爬坡、黑启动等多种功能，提升体统抵御突发事件和故障后恢复能力，提高电网安全稳定水平。《方案》还特别指出，在输电走廊资源和变电站站址资源紧张地区，支持电网侧新型储能建设，延缓或替代输变电设施升级改造，降低电网基础设施综合建设成本。并指出，科学评估新型储能输变电设施投资替代效益，探索将电网替代性储能设施成本收益纳入输配电价回收。目前由于储能成本较高及成本疏导等问题，电网侧储能建设踌躇不前，《方案》的实施将有利于破解电网侧建设大型储能电站的难题
3、用户侧《方案》有利于配电网的安全稳定运行
近年来，随着我国大力发展分布式新能源有关政策的推进和落实，分布式光伏得到快速发展。截至2021年底，我国光伏装机超过3亿千瓦，其中近三分之一为分布式光伏发电站（系统）。但分布式光伏的快速发展，也给配电网的运行带来了挑战。特别是在分布式光伏渗透率较高的中东部部分地区，光伏大发时段，电网潮流变轻甚至出现倒送现象，电网中午时段调峰矛盾日益突出，已出现典型的“鸭型曲线”。根据国家能源局公布的整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单，全国共有676个县（市、区）列为屋顶分布式光伏开发试点，如果按照每个地区250MW计算的话，总规模高达170GW左右，分布式光伏将迎来新一轮开发高潮。大力发展用户侧储能，不仅可以降低用户的用能成本，也有利于减少电网峰谷差，提高用侧的灵活调节能力。
《方案》指出要灵活多样发展用户侧储能，并提出围绕大数据中心，5G基站、工业园区、公路服务等终端用户，依托分布式新能源、微电网、增量配电网等配置新型储能。《方案》还从提供定制化服务和提升用户灵活调节能力方面提出了要求。这些措施的实施都将提高用户侧的调节能力，有利于配电网安全稳定运行。
综上，《方案》从电源、电网和电源三个环节，全面阐述了推动储能规模化发展原则、方法和要求，《方案》实施必将有力支撑我国新能源发展和新型电力系统建设。
建议在推进整县制屋顶光伏过中，要求配置一定比例的储能，提高配电网的调节能力。
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