中国储能网讯：9月7—9日，由工业和信息化部节能与综合利用司、国家能源局能源节约和科技装备司、浙江省能源局联合指导，中国化学与物理电源行业协会联合232余家机构共同支持的第十二届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国科学院电工研究所储能技术组和中国储能网联合承办。

大会以"共创储能新价值，共建市场新格局"为主题，聚焦新型储能安全持续发展，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续政策机制、资本市场、新型储能系统集成技术、供应链体系、商业模式、标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的913家产业链企业，3317位嘉宾参加了本届大会，其中154家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。

大会组委会邀请清华大学四川能源互联网研究院张东辉所长做“高比例新能源系统中储能配置规模论证”专题报告，以下是发言主要内容。

张东辉：谢谢各位一大早来听我们分享的观点，高比例新能源系统中储能配置规模论证，这个课题的主要目的是看看在以后在高比例新能源电力系统中，新能源多了以后，我们储能配置的性能和规模到底该怎么论证，我们对这个事情也比较感兴趣，也跟几个电网公司合作开展了这方面的合作，也给一些单位分享了我们的观点。相关成果也发表了论文，大家可以参考。

我的分享分三部分：

一、新型电力系统下的储能应用背景。

现在储能有几个特点，类型多、作用多、应用场景多，就弄得比较复杂，在电源侧、电网侧、用户侧的储能配置当中，到目前为止用得比较成熟的是火电厂侧配储能参与调频，电网侧配储能参与调峰，削峰填谷，在用户侧配储能参与峰谷套利，这三个场景是商业模式比较成熟的。但现在应用需求最大的是在新能源配储能，但是现在的政策机制还比较阻塞，一直没有顺利进展起来。

我国现在风电光伏已经进入快速发展期，基本上在“十四五”期间风电光伏会翻倍，甚至会超预期发展。

在高比例新能源并网下的新型电力系统有两个最主要的问题，第一个是新能源消纳的压力加大，第二是电网可靠供电难度提高。这是两个最核心的矛盾，我们一直说我们要配储能，配储能是为了什么？是为了加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统，解决这两个难题。最终的目的是达到电力功能更加清洁，综合社会成本更低的目标。

二、高比例新能源系统中的储能配置规划

我们在传统的电力系统中，电网运行的随机性是相对比较小的，如果大家考虑在一次能源供给比较充足的情况下，其中系统运行的随机性比较小，基本上唯一的随机性就是随着温度、天气的不确定，导致某些时段出现了供电的紧张。所以说在这种情况下，传统电力系统中储能规划可以采用边界化处理，比如说传统的电力系统也有储能，就是抽水蓄能，抽水蓄能就是采用边界化的处理，要满足两个条件，第一个是提升系统的调峰能力，第二个是提升系统的在最大负荷的供电能力。这是传统电力系统规划的边界化处理方式。

但是在高比例新能源系统下，储能配置有巨大的需求，传统电力系统下储能配置可能是经济性的问题，在高比例新能源系统下，就不光是经济性问题，是灵活性配置的必需要求。

立足于提升系统灵活性。这里面有两个需求，一是容量型储能配置的需求，主要是解决系统的调峰问题，新能源出力的不可控，会带来一些反调峰特性，就会导致系统出现阶段性的电量过剩，甚至在某些时候出现电量供应不足。这个时候就有容量型出来。

第二个是系统惯量下降，系统安全稳定特征发生剧烈变化，不仅是大家一直很关心的新型电力系统下的频率稳定问题，还包括在局部新能源大规模接入下系统的其他稳定问题，比如新能源发生的震荡等等。可能需要功率型的储能发挥作用。

容量型储能和功率型储能两种，在新型电力系统下应用的主要是容量型储能，从规模来说容量型储能是占多数的，我们新型电力系统面临最大的问题是调峰和新能源消纳的问题。

如果要论证规模，这几个储能因为容量型和功能型储能性能特点有很大的区别，技术特点也有很大的区别，代价也有很大的区别，所以从规模论证来说应该要区分开来论证。

首先论证需求规模最大的是容量型储能，从削峰填谷容量需求，就要优化储能的装机规模，再优化它的配置容量，这些都是需求。再结合我们配置在电网里面，要兼顾一些其他的作用，比如说兼顾一些供电，比如在江苏某些地方环节阻塞，有些电网安全，这也是它很重要的作用。

第二个是调频需求，调频分一次调频和二次调频，一次调频和二次调频需求还是很不一样的，二次调频是长时间连续的动作，一次调频是间隔时间比较长的动作。所以我们优先论证二次调频需求，现在储能主要配置在火电厂侧，配合火电厂进行二次调频。

我们的容量需求和二次调频的储能，它的本质上有相当一部分也可以兼顾一次调频的需求，因为一次调频响应的频次比较低，两三个小时响应一次。

所以最终我们把这几个地方结合起来，容量型储能最终规模需求，还有一次调频、二次调频，以及其他局部配置需求，以前大家也做了专题去研究这个事情，但后面这些不占当前储能配置主要的部分。

我们讲储能配置规模，重点讲一下容量型储能怎么配置，我们的思路。容量型储能主要是明确系统级整体配置规模，确保系统规划投资和整体的运行综合成本较低，这里面有一个观点，就是新能源弃电要合理弃电，该弃就得弃。以提升新能源消纳能力及系统安全可靠性为主要优化目标，在初步确定储能配置规模的时候，我们再优化储能的落点、规模、论证。

这里面一个通用的方法是双层策略方法，上层是储能规划模型，下层是各个运行场景下的优化策略的优化模型，通过下层优化模型为规划模型做输入，从而产生迭代，最终得到最优的规划方案，这是一个通用的模型。但是这个通用模型可能对具体规划计算人员来说，应用的代价和难度可能是不一样的。

我们这边在前期做研究，双层模型也写了一篇文章，还没有发表。前面作为一个简单规划模型，我们发表了文章，提了一个简单的规划模型，大家可以试用一下。我们提了目标函数，就是储能配置的代价，加上新能源的弃电代价，加上负荷的限电比例，这里面没有考虑电网投资等其他东西，因为这些东西综合来说都是应该要去加入的。

我们的储能规划论证原则，第一个是少量新能源弃电和负荷不满足，应作为灵活性调控常规手段考虑。第二个是储能配置规模研究建议采用全时段的时序生产模拟。第三是储能配置规模研究需要基于合理的开机方式，因为现有常规机组规模比较大，所以要基于合理的开机方式。

这是我们的示例，总体上是通过全时段的时序生产模拟，来得到新能源弃电和负荷限电，通过各个配置方案。

这里面有两个要点，第一个要点是在时序生产模拟中要模拟电网的合理开机方式，因为合理开机方式十分关键，在现有的系统下，我们的主要灵活性资源来自于常规机组，其次是储能，但储能的绝大部分灵活性资源还是抽蓄，再其次才是新型储能。所以电网中的开机方式，本身就是一个很大的优化课题。

第二个是储能的协调充放电策略，现在很多公开发表的文献中，很多储能充放电策略是不能闭环的，它的充电和放电在什么时候充，什么时候放，是有很大的策略优化空间的，如果你的策略优化空间不好，最后得到的储能配置规模可能就有问题。

我们有一个典型的案例，这个典型案例是一个省级电网的案例，这个电网规模比较大，大概200GW，有很大规模的配置风电、光伏、海洋风电等等，我们自己当时论证的参数，这些参数供大家参考，也有公开发表的文献，如果大家有兴趣可以搜文献。

第一个是论证开机方式，这个东西其实在学术上做开机方式和实际生产运行做开机方式是两个概念，实际生产运行中开机方式基本上是跟着检修方式去走，跟着检修方式的优化，以前是采用很复杂的学术方法，其实实际生产运行不是这样。所以我们的开机方式，首先要求最大的开机规模和最小开机规模，在我们系统中可以运行的最大开机规模和最小开机规模，再考虑生产实际，生产实际中不可能一天一个开机方式，基本上都是阶段性的，有可能十天一个开机方式，十五天一个开机方式。所以最终我们论证出来蓝色的是最大开机方式，红色是最小开机方式，最终算下来黑色是我们想得到的，我们做边界条件输入的开机方式。

第二个是储能配置效果对比，我们全年时序生产模拟，采用配置储能有多大的效果，在这么一个系统中，如果我们不配置储能，新型电力系统弃电率是6.3%，如果配置了足够多的抽蓄，加上足够多的新型储能，新能源弃电可以降到3%。现在大家有一个观点，新能源弃电率要控制在5%以下。这是两个曲线，是全年的，可以发现如果不配置储能，全年很多时候都会发生新能源弃电，配置储能，全年弃电的概率和量都小了很多，但是新能源弃电率是必不可少的，尤其在2月份新能源大发，负荷规模很小的情况下，这个时候新能源弃电是必不可少的。

配置储能效果对比方面，以2月份为例，蓝色是未安装储能的功率不平衡，储能是怎么动作的？SOC曲线是什么样的，在2月份新能源严重过剩的情况下，我们可以通过合理的储能充放电策略，可以有效减少新能源弃电。但是这里要说一下，如果要完全解决2月份新能源弃电的问题，这不是我们现在采用的短时间的新型储能能解决的事情，如果完全采用短时间4个小时的新型储能去解决，可能配置的量要增大100倍才能解决这个问题，这个明显不现实，可能要利用一些长时间的储能，比如氢能。

配置储能规模的案例，这个目标函数只是一个示范，在实际的规划和运行中，采用什么样的目标函数，是跟它的立场有关系的，政府采用一个目标函数，电网侧采用一个目标函数，有可能第三方又采用一个目标函数，所以每个人论证出来的储能配置规模不一样，区别很大，这是一个很重要的因素。

三、结语

1）新型电力系统下新能源并网比例高、规模大，对各类灵活性资源需求也大，储能是提升系统的新能源消纳和电力可靠安全供应能力的关键支撑。

2）高比例新能源系统中的储能配置要区分容量型和功率型，其中容量型储能规模占主要部分。

3）在高比例新能源系统中进行容量型储能总体配置规模论证，不建议采用传统电网边界规划方法，可采用规划运行两阶段方法，运行层可以采用时序生产模拟方法。

4）规模论证中其他灵活性资源运行方式（如常规机组开停机）以及储能充放电策略是关键因素。

5）储能的系统分析模型十分关键，包括经济分析模型和运行策略、控制策略和暂态分析模型、调频模型、时序模拟模型。

最后简单介绍一下我们所，我们是清华四川能源互联网研究院下面的系统混合仿真研究所，我们做各类储能模型建模和对系统影响分析，包括我们有全套自主开发的机电和电磁暂态分析软件，也有全自主开发的时序生产模拟软件。谢谢大家！