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閱讀：223發布時間：2024-5-23
一、新型電力系統構建關鍵技術
新型電力系統面臨的挑戰
隨著電源主體發生根本變化，新型電力系統將主要面臨電力電量平衡、系統安全穩定、能源電力深度脫碳三個方面的巨大挑戰。
系統電力電量平衡
（1）新能源最小出力處于較低水平，對系統電力電量平衡和供電保障支撐能力不足
2019年各省、各區域、國網經營區新能源最小日平均出力水平分別為3.6%、8.0%和10.7%，新能源最小瞬時出力水平分別為0.2%、1.1%和5.0%，區域間互補效果不明顯。
（2）寒潮等氣候下電力供應需求增加，電力供應保障難度加大
我國中東部非供暖區域過去35年共發生寒潮43次，單次影響面積為110萬平方公里，氣溫下降14°負荷增長可達2億干瓦。
（3）新能源發電與用電季節性不匹配，存在季節性電量平衡難題
新能源月度電量分布與負荷需求不匹配，夏季負荷電量高，而新能源發電量低，存在季節性電量平衡難題。
大電網安全穩定控制
（1）電力系統在新能源的接入容量和出力占比達到一定規模時，系統運行所面臨的安全穩定風險將顯著上升，系統頻率和電壓安全問題尤為突出。需要創新穩定性認知與分析理論、研發新的新能源自主支撐控制等技術來奠定系統安全穩定運行的基石
（2)復雜巨系統運行控制措施配置和實施難度大，以新能源為主體的新型電力系統是一個多時空尺度、多層級、多系統耦合的復雜巨系統，支撐海量電力電子設備接入、海量復雜運行方式的電網控制措施配置和實施難度極大。
能源電力深度脫碳
（1）能源系統低碳轉型路徑復雜，技術依賴度較高，且須主要依靠自身完成深度脫碳，但現有技術條件下可利用靈活性資源規模有限，還存在保障系統供電的壓力。
（2）需突破火電CCUS、儲能、需求側響應等關鍵技術；高比例新能源接入下電網棄風、棄光率將會顯著上升，有必要應用新能源電制氯技術開新非電消納途徑，進一步提高一次能源消費中部非化石能源占比，降低電網消納的壓力，提升能源系統整體效率
二、 儲能技術及其系統價值
提高新能源高占比運行下的系統調峰和風/光消納能力
在高比例新能源接入地區，利用能量型儲能的能量吞吐和時空轉移能力，結合新能源出力預測，根據調度日前計劃進行有序充放，提高系統調峰能力和新能源消納水平。
對于2030年某大區電網，在新能源裝機占比66%的場景下(負荷1.38億千瓦，直流外送6670萬千瓦常規電源裝機2億千瓦，風電、光伏裝機各2億千瓦)。若使新能源并網發電量占比達到或接近50%，需配置1600萬千瓦/6小時儲能，可新增新能源消納電量401億千瓦時。
提高傳統電源占比驟減下的系統慣量與一次調頻能力
在高比例新能源和大容量直流接入地區，利用功率型儲能的靈活調節能力，為系統提供慣量支撐和一次調頻，可有效降低大功率缺額下電網頻率失穩的風險。
傳統電源大比例退出下的電網AGC調頻能力替代
在新能源高占比運行，電網傳統AGC調節源退出時，利用功率型儲能的AGC替代能力，為系統提供二次調頻，可有效提升高滲透新能源電力系統的整體AGC調頻能力。
滿足尖峰負荷供電、延緩電網投資
隨著電網對效率和效益要求的不斷提高，在按照“緊平衡"原則開展規劃的要求下，儲能是應對尖峰負荷供電壓力的有效手段。在峰谷差較大的局部電網，利用能量型規模化儲能滿足尖峰負荷供電需求，可延緩電網投資，提高電網設備的利用率，具有顯著經濟效益。
以某省網為例，2018年超過9500萬千瓦(95%負荷)的尖峰負荷持續時間49小時(出現天數為7天)。若以調峰電源和輸變電設備來滿足尖峰負荷供電需求，建設投資約為400億元，若考慮配置500萬千瓦/2小時的電化學儲能電站，儲能投資需求約為160億元(以能量型電池儲能電站成本1600元/kWh)。
儲能+新能源模式下改善新能源并網友好并網特性
新能源發電具有隨機波動性和反調峰特性，系統的電力平衡與調峰壓力加大，在高比例新能源電力系統中，可能帶來新能源棄電和負荷供電保障等問題。在日波動周期性強的高光伏滲透率系統中，如將諸能與新能源聯合配置與協調控制，則可有效提升系統的電力平衡與調峰能力，降低新能源出力間歇性的負面影響，提高新能源利用率，增強對用戶的供電保障能力。
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三、未來儲能技術的發展方向
一是精準劃分儲能類型，多元儲能系統是新能源高滲透電力系統中重要的手段，可促進消納、保障供應和提高安全性。為了實現科學配置和規范化，我們需要認知不同類型儲能特性，包括日、多日、月、季、年調節等類型，并精細劃分儲能類型。在此基礎上，應合理布局多元儲能裝置，特別是長時間、跨季節的大容量低成本儲能技術，以推動新型電力系統的發展。
二是多元儲能與其他電源協同運行與調度技術。未來儲能各側廣域布局前提下，源、網、荷側被調度的廣域儲能系統地理位置分布廣泛，涉及的場景多且強耦合，調度與運行分析決策系統更復雜。且多元儲能+其他電源在實現平衡與保供作用的基礎上，充分認識和挖掘儲能在電網事故或大擾動下安全穩定的維護作用。
三是保障儲能系統價值實現的市場與政策機制。現有促進儲能與新能源共同參與、擔當電力保供任務的市場交易機制及配套政策不健全，不利于實現源網荷儲協同互動發揮保供作用，需要研究促進多元儲能可持續發展的“系統價值形成機制"與政策機制，構建促進儲能參與平衡調節的中長期電力市場.現貨市場和輔助服務市場機制。
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