从全局电力系统的视角，我们可以将储能的应用场景细分为发电侧储能、输配电侧储能，以及用户侧储能三大部分。而这三个场景都可以从电网需求的角度进一步区分为能量型需求和功率型需求。

能量型需求通常需要较长的放电时间（例如能量时移）并且对响应时间的要求相对较低。相对地，功率型需求则通常需要快速响应能力，虽然放电时间相对较短（例如在进行系统调频时）。

在实际应用中，我们需要根据各个场景中的特定需求来对各类储能技术进行深入分析，以找出最适配的储能解决方案。

发电侧

由于各种电力来源对电网产生的影响各异，加上负载端的不确定性导致的发电与用电之间的动态失衡，因此在发电方面，我们可以看到多种对储能的需求场景，包括能量时移、容量机组、负荷跟踪、系统调频、备用容量、可再生能源并网等六大应用场景。

能量时移

通过储能削峰填谷的方式，即在电力需求较低的时段，发电厂对电池进行充电，然后在电力需求高峰时释放储存的电能。此外，将可再生能源的闲置电力存储并移至其他时段使用，也是能量时移的一种形式。能量时移是典型的能量应用，对充放电的时间没有严格的要求，对充放电的功率需求也比较灵活。然而，由于用户的电力需求和可再生能源的发电特性，使得能量时移的应用频率相对较高，通常每年超过300次。

容量机组

由于电力需求在不同的时间段存在差异，煤电机组需要具备调峰能力，留出一部分发电能力以应对峰值负荷，这使得火力发电机组无法满载运行，影响了经济效益。通过使用储能，我们可以在电力需求低谷时进行充电，然后在需求高峰时释放电能以降低负荷峰值。利用储能系统，可以解放煤电机组的调峰能力，提高火力发电机组的运行效率，从而提高经济性。容量机组同样属于能量型应用，对充放电的时间没有严格要求，对充放电的功率需求也较为宽松，但由于用户的电力需求和可再生能源的发电特性，使得能量时移的应用频率相对较高，通常每年约200次。

负荷跟踪

负荷跟踪是针对缓慢变化的持续变动负荷进行动态调整以达到实时平衡的一种辅助服务。我们可以根据发电机运行的实际情况将其细分为基本负荷和爬坡负荷，而负荷跟踪主要应用于爬坡负荷。通过调整输出功率，我们尽量降低传统能源机组的爬坡速率，使其能够平滑地过渡到调度指令的水平。与容量机组相比，负荷跟踪对放电响应时间的要求更高，通常需要在几分钟内完成。

系统调频

频率的变化可能会影响到发电和用电设备的安全高效运行，甚至影响其寿命，因此频率调节至关重要。在传统能源结构中，电网短时间内的能量不平衡是由传统机组（在我国主要是火电和水电）通过响应AGC信号来进行调节的。然而，随着新能源并入电网，风光电力的波动性和随机性使得电网短时间内的能量不平衡变得更加严重。由于火电机组的调频速度慢，响应电网调度指令时存在滞后性，有时甚至会产生反向调节等错误动作，因此无法满足新增的需求。相对而言，储能（特别是电化学储能）的调频速度快，电池可以灵活地在充放电状态之间切换，因此成为了非常优秀的调频资源。

与负荷跟踪相比，系统调频对负荷的变化周期在分秒级，要求响应速度更快（通常为秒级响应），负荷分量的调整方式通常采用自动发电控制（AGC）。但请注意，系统调频是典型的功率型应用，它要求在短时间内进行快速充放电。当我们采用电化学储能时，需要有较大的充放电倍率，这可能会对某些类型电池的寿命产生影响，从而影响其经济性。

备用容量

备用容量是指在满足预计电力需求之外，为应对突发情况而预留的用以保障电能质量和系统稳定运行的有功功率储备。通常，备用容量需要占到系统正常电力供应容量的15~20%，且其最小值应等于系统中单个机组的最大装机容量。由于备用容量针对的是突发情况，一般年运行频率较低。如果单独使用电池作为备用容量服务，其经济性难以保证，因此需要将其与现有备用容量的成本进行比较，以确定实际的替代效益。

可再生能源并网

由于风电和光伏发电的出力具有随机性和间歇性，其电能质量相比传统能源有所降低。由于可再生能源发电的波动（频率波动、出力波动等）可以在几秒到几小时之间变化，因此既包含功率型应用也包含能量型应用。我们通常将其分为可再生能源能量时移、可再生能源发电容量固化以及可再生能源出力平滑三类应用。例如，解决光伏发电的弃光问题需要将白天产生的剩余电力储存，以供夜间使用，这就是可再生能源的能量时移。

输配电侧

储能在输配电侧的应用主要集中在三个方面：缓解输配电阻塞、延缓输配电设备扩容以及提供无功支持。相对于发电侧的应用，输配电侧的应用类型可能较少，但从结果来看，其更多的是起到替代效应。

缓解输配电阻塞

线路阻塞是指线路负荷超过线路容量，解决这个问题的一种方法是在线路上游安装储能系统。当线路阻塞发生时，无法输送的电能可以储存在储能设备中，等到线路负荷小于线路容量时，储能系统再向线路放电。一般来说，这种储能系统需要具备小时级的放电时间和50~100次的运行次数，属于能量型应用。同时，这种应用对响应时间有一定要求，需要在分钟级进行响应。

延缓输配电设备扩容

在负荷接近设备容量的输配电系统中，如果一年中的大部分时间都能满足负荷供应，只在部分高峰时段自身容量无法满足负荷需求，那么可以通过储能系统有效提高电网的输配电能力，以此来减轻新建输配电设施的成本，延长原有设备的使用寿命。与缓解输配电阻塞相比，延缓输配电设备扩容的工作频次更低，但考虑到电池老化，实际可变成本可能较高，因此对电池的经济性有更高的要求。

无功支持

无功支持是通过在输配电线路上注入或吸收无功功率，来调节输电电压。无功功率的不足或过剩都可能导致电网电压波动，影响电能质量，甚至可能损坏用电设备。电池可以在动态逆变器、通信和控制设备的协助下，通过调整其输出的无功功率大小来对输配电线路的电压进行调节。无功支持属于典型的功率型应用，虽然其放电时间相对较短，但运行频次却非常高。

用电侧

用电侧是电力的最终接收点，这里的用户是电力的消费者。发电和输配电侧的成本和收益会通过电价反映出来，转化为用户的成本，因此电价的变动会对用户需求产生影响。

用户分时电价管理

电力部门将一天的24小时划分为高峰、平段、低谷等多个时段，并针对各个时段设定不同的电价，这就是所谓的分时电价。用户分时电价管理和能量时移的思路类似，区别仅在于前者基于分时电价体系调节电力负荷，后者则是根据电力负荷曲线调节发电功率。

容量费用管理

在我国，供电部门对大工业企业实行两部制电价，其中，电量电价是按照实际发生的交易电量计费，而容量电价则主要由用户用电功率的最高值决定。容量费用管理旨在在不影响正常生产的情况下，降低最高用电功率，从而降低容量费用。用户可以利用储能系统在用电低谷时储能，高峰时负负荷放电，从而降低整体负荷，达到降低容量费用的目标。

提高电能质量

因为电力系统操作负荷性质多变，设备负载非线性等问题，用户获得的电能可能存在电压、电流变化或者频率偏差等问题，导致电能质量较差。在发电侧和输配电侧，系统调频、无功支持就是提升电能质量的方式。在用户侧，储能系统同样可以平滑电压、频率波动，例如利用储能解决分布式光伏系统内电压升高、骤降、闪变等问题。提升电能质量属于典型的功率型应用，具体放电时间和运行频率取决于实际应用场景，但一般要求响应时间在毫秒级。

提升供电可靠性

当发生停电故障时，储能可以将储备的能量供应给终端用户，从而避免故障修复过程中的电能中断，以保证供电可靠性。在这种应用中，储能设备必须具备高质量和高可靠性的要求，具体放电时长主要与安装地点有关。

原标题：深入解析储能的13个关键应用场景