储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、实现碳达峰碳中和具有重要意义。2021年7月，国家发改委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，大力推进电源侧储能项目建设、积极推动电网侧储能合理化布局、积极支持用户侧储能多元化发展，到2025年，装机规模达3000万千瓦以上，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。《2021年储能产业研究白皮书》显示，2020年新增投运项目中，储能在新能源发电侧的装机规模最大，同比增长438%。未来新型储能将呈现爆发式增长，上海亟需抢抓储能产业新赛道，大力激活储能资源价值，推进先进储能技术规模化发展。

储能技术是电网运行过程中“采—发—输—配—用—储”六大环节中的重要组成部分。电力系统中引入储能环节后，可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备，降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

一、储能技术在电力系统中的典型应用

储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储，按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和相变储能四大类型。

抽水蓄能电站投入运行时必须配备上、下游两个水库(上、下池)，负荷低谷时段抽水储能设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，负荷高峰时抽水储能设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电。抽水储能是在电力系统中应用最为广泛的一种储能技术，其主要应用领域包括调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用、黑启动和提供系统的备用容量，还可以提高系统中火电站和核电站的运行效率。

压缩空气储能电站(CAES)是一种调峰用燃气轮机发电厂，主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型压力7.5MPa的高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。CAES建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站，但其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制。CAES 储气库漏气开裂可能性极小，安全系数高，寿命长，可以冷启动、黑启动，响应速度快，主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、分布式储能和发电系统备用。

飞轮储能系统由高速飞轮、轴承支撑系统、电动机/发电机、 功率变换器、电子控制系统和真空泵、紧急备用轴承等附加设备组成。谷值负荷时，飞轮储能系统由工频电网提供电能，带动飞轮高速旋转，以动能的形式储存能量，完成电能—机械能的转换过程；出现峰值负荷时，高速旋转的飞轮作为原动机拖动电机发电，经功率变换器输出电流和电压，完成机械能—电能转换的释放能量过程。

超导磁储能系统利用超导体制成的线圈储存磁场能量，功率输送时无需能源形式的转换，具有响应速度快(ms级)，转换效率高(≥96%)、比容量/比功率大等优点，可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。超导磁储能系统在技术方面相对简单，没有旋转机械部件和动密封问题，可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性和功率输送能力的要求。

超级电容器储能根据电化学双电层理论研制，可提供强大的脉冲功率，充电时处于理想极化状态的电极表面，电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使其附于电极表面，形成双电荷层，构成双电层电容。由于电荷层间距非常小(一般0.5mm以下)，加之采用特殊电极结构，电极表面积成万倍增加，从而产生极大的电容量。但由于电介质耐压低，存在漏电流，储能量和保持时间受到限制，必须串联使用，以增加充放电控制回路和系统体积。

电池储能系统主要是一个利用锂电池/铅电池作为能量储存载体，一定时间内存储电能和一定时间内供应电能的系统，而且提供的电能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。有控制有功功率流的能力,能够同时对接入点的有功功率和无功功率进行调节,为高压输电系统提供快速的响应容量,由于电池储能具有技术相对成熟、容量大、安全可靠、噪声低、环境适应性强、便于安装等优点。

二、兄弟省市电力储能示范项目建设典型案例

（一）浙江探索储能应用场景和商业模式

2021年11月，浙江省发展改革委、省能源局发布《关于浙江省加快新型储能示范应用的实施意见》，未来三年，将建成并网100万千瓦新型储能示范项目，“十四五”力争实现200万千瓦左右新型储能示范项目的发展目标。浙江正积极打造国家电网新型电力系统省级示范区，探索新型储能发展模式，与新型电力系统发展相适应，重点支持集中式较大规模和分布式平台聚合新型储能项目建设，为电力系统提供容量支持及调峰能力。目前，浙江已催生出“新能源+储能”联合运营、共享储能、储能并网“一站式”服务等新业态新模式，实现点上开花。

2021年12月，宁波杭州湾新区110千伏越瓷变10千伏前湾储能电站成功投运。作为浙江省首个电网侧预制舱式储能电站，前湾储能电站占地面积仅为两个篮球场大小，但它选用了能量密度大、循环寿命高的磷酸铁锂电池，可以实现高效率储能。实现用电低谷时段充电储能，高峰时段通过变电站向电网放电，及时弥补缺口，增强电力供应的灵活性和安全性。

（二）广东省积极推进新型储能技术创新发展应用

2021年4月，广东华电韶关热电公司AGC（自动发电控制装置）储能辅助调频项目建成投产，这是国内首个采用高压级联+1C电池方案的电源侧储能系统。南方电网积极推进新型储能技术创新发展应用，通过火电机组加装储能系统联合调频，对有效解决区域电网调频资源不足、提升电网运行的可靠性及安全性具有重要意义。该项目配置了长循环寿命的磷酸铁锂电池系统，储能系统总容量为10兆瓦/10兆瓦时，采用高压级联+1C电池方案的电源侧储能系统具有能量转换效率高(可达88%)、响应快调节灵活(0.604秒实现满功率输出)、电池均衡效果优越、占地面积小等特点，连续充放电时间最长达51分钟，电池循环寿命在5000次左右，核心指标均达国内领先水平。

（三）山东首个储能示范项目在华电正式投产

2021年12月，华电国际莱城发电厂9兆瓦/兆瓦时储能调频电站圆满完成168试运行，标志着山东省首个储能示范项目正式投产。莱城发电在运4台30万千瓦煤电机组，是鲁中电网高负荷区的重要电源支撑，也是山东电网调峰调频的主力机组。为进一步提高机组调节性能，适应电网调频市场竞争需要，莱城发电投资建设9兆瓦/兆瓦时储能调频电站，利用电储能调节速度快、精度高的优势，通过“火储联合调频”实时调整发电出力，满足发电侧出力和用户侧负荷的实时平衡。项目投运后，将大幅提高莱城发电机组调频性能，提高企业辅助服务收益，同时改善山东电网运行可靠性，提高可再生能源消纳能力，为加快构建以新能源为主体的新型电力系统发挥良好示范效应。

（四）连云港港建成投运国内首套岸电储能一体化系统

2021年4月，国内首套岸电储能一体化系统在连云港港建成投运，该系统能够有效提高港口电网运行效率，改善系统电能质量，降低岸电终端使用成本，对港口安全生产和船用岸电技术的推广应用均具有重要意义。该项目建有功率5兆瓦的储能电站，可以满足总量10兆瓦以上或单个泊位3兆瓦以上岸电接入需求，并且在岸电满负荷运行的情况下，留有足够裕量，满足港口航吊、龙门吊等多种随机性、冲击性负荷的接入需求。推广岸电技术是减少靠港船舶污染的最佳解决方案，通过“油改电”，实现船舶靠港期间的用能替代，可以大幅降低船舶的污染物排放。

原标题： 布局储能产业新赛道，加快储能技术在电力系统中的示范应用（一）