為貫徹落實(shí)“四個(gè)革命，一個(gè)合作”能源戰(zhàn)略思想，推進(jìn)西北區(qū)域能源行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推動(dòng)《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》實(shí)施，促進(jìn)規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)在西北電網(wǎng)的應(yīng)用，西北能源監(jiān)管局聯(lián)合清華大學(xué)共同開(kāi)展了“規(guī)?；瘍?chǔ)能在西北電網(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議”課題研究。針對(duì)西北電力系統(tǒng)特點(diǎn)，課題全面分析了西北電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能的需求，結(jié)合西北區(qū)域?qū)嶋H，提出了規(guī)?；瘍?chǔ)能在西北電網(wǎng)應(yīng)用的路徑及相關(guān)政策建議。
一、儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
（一）儲(chǔ)能技術(shù)概況
儲(chǔ)能技術(shù)主要可以分為儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷技術(shù)，其中儲(chǔ)電技術(shù)一般包括物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等）、電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）。
其中，抽水蓄能是目前廣泛應(yīng)用、技術(shù)成熟和裝機(jī)容量最大的儲(chǔ)能類(lèi)型。壓縮空氣儲(chǔ)能電站雖然可以達(dá)數(shù)百兆瓦至吉瓦的規(guī)模，但目前全世界在運(yùn)的大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能電站只有少數(shù)幾個(gè)，新型大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)還不成熟。以鋰離子和鉛酸（碳）為代表的化學(xué)電池儲(chǔ)能在近幾年獲得了大規(guī)模應(yīng)用，投建項(xiàng)目數(shù)量最多，成本下降較快，具有廣闊應(yīng)用前景，但目前的成本仍然偏高。其它可大規(guī)模應(yīng)用的化學(xué)電池儲(chǔ)能技術(shù)包括液流電池和鈉硫電池等，目前受制于成本和技術(shù)雙重因素制約，近幾年投建項(xiàng)目數(shù)量和總規(guī)模遠(yuǎn)小于鋰離子電池儲(chǔ)能。飛輪儲(chǔ)能在技術(shù)上很受關(guān)注，也有少數(shù)較大規(guī)模的商業(yè)項(xiàng)目，但目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)大規(guī)模應(yīng)用。電磁儲(chǔ)能主要用于提高電網(wǎng)的輸電能力和提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，目前還處于論證和試點(diǎn)應(yīng)用階段。
除儲(chǔ)電技術(shù)之外，氫儲(chǔ)能由于具有可大規(guī)模存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)，在歐洲較早地受到關(guān)注和試點(diǎn)，近幾年在國(guó)內(nèi)也開(kāi)始受到重視，但目前尚處于起步階段。儲(chǔ)熱技術(shù)也是近幾年國(guó)內(nèi)投資的熱點(diǎn)，從源端到荷端都有不少實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目。儲(chǔ)熱（蓄冷）相對(duì)于化學(xué)電池儲(chǔ)能，更容易大規(guī)模能量存儲(chǔ)且投資相對(duì)較低，在有熱需求的地點(diǎn)，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。此外，太陽(yáng)能熱發(fā)電也離不開(kāi)儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
?。ǘ┫嚓P(guān)政策
以英國(guó)和美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能的發(fā)展非常重視，出臺(tái)了非常具體和有力的儲(chǔ)能發(fā)展激勵(lì)政策，促進(jìn)了儲(chǔ)能示范項(xiàng)目和商業(yè)項(xiàng)目的發(fā)展。雖然英美等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展儲(chǔ)能有電力市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的支撐，但專(zhuān)門(mén)制定針對(duì)儲(chǔ)能的準(zhǔn)入條件和考慮儲(chǔ)能靈活性的補(bǔ)償機(jī)制是不可或缺的。除對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資進(jìn)行補(bǔ)貼之外，國(guó)外對(duì)促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的主要措施包括建立準(zhǔn)許儲(chǔ)能參與的容量市場(chǎng)、獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目參與調(diào)頻輔助服務(wù)、配售電公司投資儲(chǔ)能的配額制政策等。
2017年10月，我國(guó)發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確了促進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義、總體要求、重點(diǎn)任務(wù)和保障措施。目前，我國(guó)商業(yè)化儲(chǔ)能項(xiàng)目主要參與調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，且與火電機(jī)組或新能源發(fā)電場(chǎng)站配合運(yùn)行，尚無(wú)大規(guī)模獨(dú)立儲(chǔ)能系統(tǒng)（抽水蓄能電站和微電網(wǎng)儲(chǔ)能項(xiàng)目除外）參與大電網(wǎng)輔助服務(wù)的項(xiàng)目。雖然已有一些?。▍^(qū)）開(kāi)始實(shí)施或出臺(tái)了調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)政策，但儲(chǔ)能的準(zhǔn)入條件、身份和充放電價(jià)格還需進(jìn)一步明確。
二、儲(chǔ)能技術(shù)促進(jìn)西北五省（區(qū)）電網(wǎng)發(fā)展
西北地區(qū)化石能源和風(fēng)光等自然資源豐富，發(fā)電裝機(jī)容量目前已達(dá)到最高負(fù)荷的三倍。由于可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量大，電網(wǎng)的輸電容量、調(diào)峰能力和負(fù)荷需求不足，導(dǎo)致大規(guī)模棄風(fēng)棄光問(wèn)題。投資儲(chǔ)能系統(tǒng)可增加電網(wǎng)調(diào)峰能力、緩解輸電通道阻塞，有望成為解決西北電網(wǎng)新能源發(fā)電消納問(wèn)題的重要途徑。
?。ㄒ唬┨岣咄馑碗娏Φ恼{(diào)節(jié)能力
由于西北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，未來(lái)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量還將進(jìn)一步增長(zhǎng)，對(duì)區(qū)域外消納可再生能源的依賴(lài)性將越來(lái)越大，可以集中配建大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和化學(xué)電池儲(chǔ)能，提升可再生能源出力的可控性和在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
（二）提升火電機(jī)組的調(diào)峰能力
西北電網(wǎng)中的供熱機(jī)組裝機(jī)容量大，在供暖期的調(diào)峰能力受限，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰能力和可再生能源發(fā)電消納的影響顯著。在電廠側(cè)安裝熱水儲(chǔ)熱系統(tǒng)或電鍋爐系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大容量?jī)?chǔ)熱，從而提升供熱期間機(jī)組的調(diào)峰能力。
（三）降低斷面受阻
西北電網(wǎng)覆蓋的地理范圍廣，西電東送和北電南送的距離遠(yuǎn)，在可再生能源集中接入的區(qū)域，可以配置大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)（主要包括化學(xué)電池、儲(chǔ)熱發(fā)電和壓縮空氣儲(chǔ)能），從而減小因?yàn)閿嗝媸茏瓒鸬臈夛L(fēng)棄光電量。
?。ㄋ模┨嵘娋W(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性
隨著西北可再生能源發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展，在線(xiàn)的傳統(tǒng)機(jī)組容量減小導(dǎo)致系統(tǒng)的慣性降低，可能危及電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，可配置快速響應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)平抑頻率的波動(dòng)，提升西北電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。
?。ㄎ澹┙档碗娋W(wǎng)的峰谷差
在峰谷差相對(duì)較大的地區(qū)，對(duì)實(shí)施峰谷電價(jià)且電力用戶(hù)負(fù)荷峰谷差顯著的電力用戶(hù)，鼓勵(lì)由用戶(hù)或第三方投資儲(chǔ)能系統(tǒng)，進(jìn)行價(jià)格套利或參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，從而降低電網(wǎng)的峰谷差。
三、規(guī)?；瘍?chǔ)能在西北電網(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議
?。ㄒ唬┮?guī)模化儲(chǔ)能在西北電網(wǎng)應(yīng)用的路徑
對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中的應(yīng)用，建議主要發(fā)展四種應(yīng)用類(lèi)型：增加調(diào)峰能力、降低通道受阻、提升電網(wǎng)安全和用戶(hù)能量管理。兼顧儲(chǔ)能在源、網(wǎng)、荷側(cè)的發(fā)展，源端儲(chǔ)能包括大規(guī)模獨(dú)立儲(chǔ)能電站、在火電廠內(nèi)配置儲(chǔ)能、在新能源場(chǎng)站側(cè)配置儲(chǔ)能，網(wǎng)側(cè)配置儲(chǔ)能主要包括電網(wǎng)的電源送出端、輸送容量受限斷面和配電網(wǎng)中配置分布式儲(chǔ)能，用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能主要針對(duì)工商業(yè)用戶(hù)。
考慮的儲(chǔ)能類(lèi)型既包括大規(guī)模抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、大容量?jī)?chǔ)熱（冷）、太陽(yáng)能熱發(fā)電、大規(guī)模制氫、化學(xué)電池儲(chǔ)能，也包括功率型飛輪儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能?；瘜W(xué)電池儲(chǔ)能的類(lèi)型有多種，現(xiàn)階段主要考慮的應(yīng)用類(lèi)型包括鋰電池、鉛酸（碳）電池、液流電池。
將不同類(lèi)型儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用分為四個(gè)階段，即“當(dāng)前”、“2019-2020年”、“2021-2025年”、“2026-2030年”。其中，抽水蓄能和化學(xué)電池儲(chǔ)能在現(xiàn)階段已開(kāi)始推廣應(yīng)用，下一步可開(kāi)展大規(guī)模儲(chǔ)熱和太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用推廣。在“十四五”期間，新型壓縮空氣和飛輪儲(chǔ)能的應(yīng)用有望突破，而在2025年以后，大規(guī)模制氫和電磁儲(chǔ)能有望獲得大規(guī)模應(yīng)用。
（二）西北電網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能的政策建議
1.西北地區(qū)可再生能源發(fā)電以集中開(kāi)發(fā)為主，在同一片區(qū)往往接入的可再生能源發(fā)電容量較大，易導(dǎo)致輸電通道受阻，建議制定相關(guān)政策措施支持在新能源場(chǎng)站群端投資大規(guī)模共享型儲(chǔ)能系統(tǒng)。
2.在電網(wǎng)中安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)降低輸配電設(shè)備投資、提高電力系統(tǒng)靈活性、為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)等多重價(jià)值，建議鼓勵(lì)西北各?。▍^(qū)）電網(wǎng)企業(yè)投資儲(chǔ)能，實(shí)施電網(wǎng)企業(yè)投資儲(chǔ)能的配額制，提高電網(wǎng)的輸配電能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。
3.各?。▍^(qū)）應(yīng)對(duì)接入不同電壓等級(jí)和不同地點(diǎn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電價(jià)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，建議區(qū)分儲(chǔ)能所處的電壓等級(jí)，為鼓勵(lì)接入配電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行，可以采用分時(shí)充放電價(jià)格。
4.在各省（區(qū)）逐步建立調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的背景下，應(yīng)準(zhǔn)許獨(dú)立儲(chǔ)能參與的調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，并合理考慮儲(chǔ)能的市場(chǎng)準(zhǔn)入條件、運(yùn)行控制方式和補(bǔ)償方式，允許多個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)聚合參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。
5.加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能投資的審查和監(jiān)管，提高用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能投資的規(guī)范性、安全性；鼓勵(lì)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能參與需求側(cè)響應(yīng)計(jì)劃，制定合理的準(zhǔn)入條件、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和參與方案，提升管理水平。
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