新型电力系统中新型储能技术发展路线探讨

王雅婷 王一珺 蔡琛

（电力规划设计总院）

新型储能是支撑“双碳”目标实现和新型电力系统建设的关键技术，规模化储能应用将成为新型电力系统的重要标志。目前应用的新型储能以锂电池储能为主，装机占比超过90%，然而锂电池储能在安全性方面存在固有隐患，且相关技术指标难以完全匹配未来新型电力系统建设需求，同时我国锂矿对外依存度较高，2022年碳酸锂等主要上游原材料价格涨至2021年同期的5~6倍，严重抬高锂电池成本，制约锂电池的大规模发展。本文重点对比分析了新型储能不同技术路线与新型电力系统建设需求的匹配性，进一步研究提出近期和远期的技术路线应用建议，为后续新型储能技术发展提供思路。

（文章来源 微信公众号：中能传媒研究院 ID：ZNCMYJY 作者：王雅婷等）

一、新型电力系统建设对新型储能技术提出更高要求

新型电力系统为适应新能源占比逐步提升，亟需新型储能规模化应用，充分发挥储能在保障新能源合理消纳利用、提升系统调节能力、支撑新能源可靠替代等方面的重要作用，这也给新型储能技术提出了更高要求。

新型电力系统建设要求新型储能提供更长的储能时长。我国电力系统是全球规模最大、结构最为复杂的电力系统。由于电力行业技术资金密集，长期形成的电力发展格局存在高度的路径依赖，未来较长时间内，我国电力系统仍将以大规模交流同步系统为主，需要电力供需时刻保持平衡。当前电力系统主要依赖出力可调的常规电源，实现“源随荷动”的实时平衡。随着新能源逐步成为电量供应主体，其发电出力的随机性、波动性和季节不均衡性将使电力系统的平衡调节问题由日内平衡调节向跨日、跨季平衡调节转变。为此，就要求新型储能具备更长时间尺度能量存储和搬移能力，通过大规模长时储能配合新能源运行，以实现“发—用”实时平衡向“发—储—用”动态平衡转变，支撑电力系统发用电解耦，满足电力供需平衡要求。

新型电力系统建设要求新型储能具备提供频率、电压、转动惯量等支撑能力。随着新能源大规模开发、高比例并网，以及逆变器、变流器等电力电子设备的大量应用，新型电力系统的“双高”特征将进一步凸显。“双碳”目标下，化石电源将逐步退出，维持交流电网安全稳定的物理基础被不断削弱，系统转动惯量减小，功角、频率、电压等传统稳定问题呈恶化趋势。新型储能通过合理的控制手段，具备有功调节和无功支撑能力，能有效支撑节点电压、平抑系统频率波动，部分机械式储能天然具备转动惯量支撑能力，可有效缓解上述“双高”带来的系统运行稳定性问题，降低电网运行风险。