电力市场链的衔接
传统上，电力市场可分为五个部分：
1. 燃料或能源
用来发电的资源包括非可再生能源如煤炭、石油、天然气和核能使
用铀，以及如太阳能、水能、风能和氢气等可再生资源。
2．发电
目前，工业化国家产生的电力大部分来自于大型的集中设施。这些产家具有良好的经济规模效应，但通常电力通过长途传输，对环境产生不利影响。电能质量也会受到影响。分布式发电是另一种方法。定义为发电厂靠近电力使用的地方，它减少了输电过程中的能量损失。采用先进的电池技术，公共事业公司目前可以在变电站装置大容量的蓄电池 –在几个小时内就有存储几个兆瓦的能力。
3．输电
电力传输是大量的电能传输。典型的输电网连接发电设施和居民区附近的多个变电站。网格互连发电机和负荷并在一般情况下能提供多条路径。电力传输允许遥远的能源连接到消费者居住的人口集中地。
在网络上点与点之间有多条线路 - 冗余路径 – 可以让能量根据传输途径的经济学和电力的成本通过种种途径从任何电厂传输到任何负荷中心。电力在变电站离开输电网，那里的变压器可以把电压降低到一个较低的水平，以便分配给商业和住宅用户使用。
4． 分配
现代分配系统作为主回路开始离开分站和作为辅助服务结束进入客户的电表。如上所述，分布式发电可以减少必须建造的电源线规模和数量。对于那些住在离配电系统很远地区的许多人来说将配电线路延伸燃料、发电、输电、分配和交付之后，储能做为第六因素在市场链中起很重要的作用。到每个结构是非常昂贵的 - 分布式发电往往是最好的和唯一的选择。
5．交付
交付最终用户（客户）和当地的公共事业公司相互之间的联系。电力服务定价依据是公共事业的费用。用户是按用电量的多少（通常是一个固定电费价格）收取的。现行制度缺乏的是一个双向的信息流动。公用事业知道什么时候用电将最昂贵，反过来什么时候用电最便宜，但没有把这方面的信息给予客户的简单途径。而且，由于电力价格可以按天、小时、甚至
分钟波动，星期一下午的信息到星期五上午就没有用处了。那么，能量存储怎么连接到该价值链中？很多专家认为，存储是电力市场第六个重要组成部分。存储的容量将提高电力供应的可靠性，提高现有发电和输电设施的效率，减少新的和现有设施的投资。在他的能量存储书中，理查德‧巴克斯特说，“能量存储技术突破电力生产之间的联系和需求，允许存储电力供以后使用。
电力市场链与储能
储能有助于同步的能源供应和需求。客户以合理的价格得到他们希望、需要的电力- 而公用事业可以更容易预测用电量，减少自己的成本和增加利润的可能性。由于自然环境而引起的能源来源波动也可以成功地整合到这网络。
电力公共事业产业所面临的挑战
电力公共事业产业主要面临5大挑战：
1. 波动性（指能源供应和价格）电力短缺和过剩造成价格和可用性大幅波动。在大量需要电力的时候，成本高峰期的电厂必须按照相应的高燃料成本，常常是天然气，周期性地开启和关闭发电设备。而电力需求低的时候，发电厂必须继续运行，往往比他们的最大发电能量小的多。
2． 发电设备的低使用率
由于电网的运行与一个大型的及时电力生产和传输系统非常相似，传输和分配系统必须调整以适应最大或“高峰期”，而不是一个经计算的平均值。这保证了电力设施会被充分利用。据
专家估计，高峰负荷一年只出现400小时。而满足高峰需求所需的资本投资往往是最昂贵的建设。
3. “脏”电
政府间气候变化专门委员会(IPCC)一份报告已经明确地指出，在过去50年间所发生的全球气候变暖是由人类活动引起的温室气体（GHGs），如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）浓度升高造成的。4 发电是世界上温室气体最大的排放源。
没有单一的技术可以实现碳减排目标。通过提高整体系统的效率和与能量存储结合的再生资源使用，业界专业人士可以对未来的碳排放限制做出计划并作出反应。
4．输电阻塞
电力传输系统是一个实时的平衡系统。随着电力从发电厂流向最终用户，输电网上的情况总是在变化。荷载打开和关闭、中断发生、整个网络的电力批发在转移。为了抵消这些变化，公用事业时时刻刻启动或关闭发电系统，以便遵循负载以应付需求。电力需求的增加导致更多的挤塞情况，要求公用事业单位增加对稳定设备的投资。而这些全球性电力需求只会继续上升。
5．安全
基于全国和全世界事件基础上的经济安全因素困扰着电力行业。全球的燃料供应降低、对不稳定的国家供应依赖和燃料成本的上升使许多国家出现了的问题比获得的答案多的多。供电
网局部的问题可以在几秒钟内蔓延。缺乏备份系统使意外的中断有更多的机会发生。当能量存储技术与当前的公用事业实施做法结合在一起的时候可以减少这些问题所造成的每一个威胁。供应短缺的时候有可用的电源和供应过量的时候能够吸收和存储可以让价格和实际供应的高峰期变得平缓。更多地利用现有资产将促进私人投资，反过来会提高质量和电源供应。可再生能源与温室气体的生产做斗争并满足对碳的限制。分布式发电可以通过使用可再生能源减少对全球燃料供应的依赖和在电力使用的地方找到发电燃料解决挤塞和安全方面二个问题。
9个对电网最有前途的储能技术
根据公共事业的应用，存储技术一般分为三大类。能源管理提供了一种将来在几个小时内转移能源消耗的方式。通常这被称为负载均衡，在能源成本低、消费价格高的时候发电。桥接电源用来确保服务的连续性，尤其是从一个发电厂变化到另外一个发电厂。这些存储应用从几秒钟到几分钟时间里在任何地方都需要。高质量的电力存储工具时时刻刻都需要，以便保持电力的质量。
大多数存储技术只能在一个类别中能够提供最佳的性能。其他考虑因素包括能量密度（根据规模和重量），所有权总成本（包括设备的使用寿命、操作和维护成本）、数以百计或数以千计的充电和放电周期中得出的设备效率和循环寿命（收益率为每周期成本）。
下面是各种存储工具容量范围的例子。
下面的存储方法显示最有希望、在大多数情况下已经被证明在全球各地能被应用。
压缩空气能量存储（CAES），技术上考虑混合存储/电力生产系统，使用非高峰期的电力马达或发电机，驱动压缩机迫使空气进入地下蓄池，如含水层、盐的洞穴或废弃矿井坚硬的岩石。当电力需求达到高峰时，这个过程正好相反。那个压缩空气返回到地面，使用天然气加热和让其高速运行，通过高压和低压扩展到马达或发电机产生电力。
在传统的燃气涡轮机上，驱动涡轮机的空气是压缩的并使用天然气加热。压缩空气能量存储技术需要更少的天然气生产电力，因为它使用已被压缩的空气。这些高峰期电厂生产相同数量的电力比常规天然气涡轮机节省40%的天然气。 在德国有一个290兆瓦的发电设施和在美国有110兆瓦的工厂。这两家工厂已运作了近30年。
按传统设计，泵力存储有两个海拔明显不同的大型水库。使用非高峰电力，水从海拔低的水库抽到海拔高的水库，并存储在那里。当需要的时候，从海拔高的水库放水带动水轮机发电。这是最成熟的、规模最大的能量存储，这些设施需要最佳的地理特征、大幅土地并有高昂的建筑成本和需要长期的建设时间。
抽水蓄能水电设备给企业的生产和停产提供了更大的灵活性，并对设备使用寿命没有明显的有害影响，而且零燃料费用，没有温室气体的排放，可以在较低的最低负荷运行工作 - 通常低于额定容量的10％。这些工厂还有较高的负载变化速度，这意味着电力输出的差异每分钟可高达100%。6全球的抽水蓄能电站列表很长，仅在中国正在使用或在未来10年内计划建设的就有超过50家工厂。
飞轮通过加快转子的速度和象惯性能量一样把能量存储在系统里来存储能量。通过相反过程把能量从存储设备中释放出来，并使用马达发电。随着飞轮释放其能量，转子速度减慢直至全部的能量被释放。
飞轮转子可以通过使用先进的复合材料制造出来，降低了转子的重量及允许极高的速度。大部分的飞轮技术是为汽车和航空应用开发的。这些系统结构紧凑，具有较比电池系统更低的维护成本。电力输送能力下降到150千瓦至1兆瓦。科技发展的重点是市场需要更好的电力质量和可靠性。
超高电容器是电化学存储设备，它像普通版本的电容器一样工作。也称为超级电容器，它们在静电场而不是在化学形态下存储能量。
超高电容器可以迅速解决电力的紧张并能承受几十万次周期的充放电循环，而电池只能承受几百次或几千次。缺点是他们的价格比电池高和使用的技术不够成熟。在电力系统，他们最有可能被做为电源不间断供应的桥梁来使用，就像飞轮一样。
电池以化学方式存储能量，并使用一个封闭的能源体系。所有电池都是电化学电池。它们可以以有限的数目充电和使用。目前，电池是唯一能存储太阳能的方式。
机遇在于使用联合使用超高电容器和电池，发挥他们两种技术的优势。把超高电容器作为功率器件，把电池作为能源器件，联合提供更有效的能量存储，并在取代大型、昂贵的电池时候，减轻对保修问题的担忧。
铅酸电池是最常见的电池类型。公用事业和电力用户在急需关键电力的时候把它当作备份能源来使用。通常情况下，铅酸电池由板、铅、35％硫酸溶液和65％水浸泡而成的氧化铅组成。这个解决方案被称为“电解质”，并导致化学反应，产生电子。各种其他因素也用来改变密度、硬度以及板孔隙度。
最近，两种新型铅酸电池已经出现。 调节阀铅酸（阀控式铅酸）电池是密封的，不需要用水和比普通铅酸电池需要较少的维护。凝胶型铅酸电池用凝胶，而不是充满液体，使之不太可能泄漏。
流体电池的工作方式与牵头铅酸蓄电池一样，但电解质存储在外部容器，并通过电池分发栈需要。这种充电电解质外部水库要多大就可以有多大，也可以随便放在一个地方。有些流体电池使用两个不同类型的电解质，分开存储。
流体电池的电容量只受电解质水库容量的限制。它们为电力网上的负载均衡应用提供了非常高的功率和非常的的高容量电池。锌溴（ZnBr）流体电池在美国通常被使用。无论是钠硫电池还是锂离子电池被认为是先进的电池技术，但它们目前对于大型公共事业应用来说太贵了，但在制造工厂，它们被当作高电力质量和备份使用。
钠硫（NAS）电池可以在高温下工作，并已经被证明在极端条件下可以安全使用。在日本，这种电池被公共事业部门广泛使用，7 这种技术在190多个站点上被使用，总量超过270兆瓦。最大的装置是日本北部的34兆瓦、245兆瓦小时站点，用于风力发电的稳定性。
锂离子电池在50％以上的小便携式电子市场上被使用，它提供的运行时间是传统电池的两倍。估计超过$ 600/kWh的昂贵费用是目前限制大规模生成的主要原因，但一些公司正在努力降低生产成本。
再生燃料电池，也称为氧化还原流体电池，通过两个盐溶液（电解质）之间的逆转电化反应来存储和释放能量。无论是溴化锌（ZnBr）还是溴化钠（溴化）都被当作电解质使用。一个例子是熔盐被当作太阳能集中电源热存储介质使用。熔盐在大气压力下呈现液体状态，是高效、低成本的解决方案。
储能技术的4个主要益处
存储技术作为一个整体在容量和应用上差异非常大。虽然能量存储被形容为电力市场的一个“令人震惊的创举”，但能量存储被许多公共事业公司认为是微不足道的工具，但当它被接入系统的时候，可以提供增量和有利影响。当实施先进的能量存储技术的时候，主要有四个方面的益处：
1．提高电力质量
目前，电网经营者更关心的是如何防止中断而不是考虑电力质量。电力质量是指一整套指标，使电器及系统功能按其预定的方式运营，并不造成性能的重大浪费。9 21世纪的电力质量标准趋势指的是提供没有凹陷、尖峰、混乱和中断的电力。电力质量差可导致失灵、过早故障或设备无法运行。如在医院和紧急服务部门的关键应用需要高度安全。一些专家甚至预测，消费者将按不同的价格提供不同档次质量的电力。
2． 提高稳定性和可用性
一个稳定的电网保护敏感的制造业和计算机装备不受不可预测电压和频率变化的影响。经常以毫秒为计算单位，这些变化可能破坏脆弱的设备。停电和电压过低提高了设备的停机时间和降低了工人的生产力，每年给美国造成约1500亿美元的国内生产总值（GDP）损
失。存储应用还可以以不间断电源（UPS）的方式提供“桥梁”电力。这使消费者能够避免短期电力中断而造成的负面影响。
3． 资产的更高利用
在大多数行业，供应和需求几乎同等重要。然而在电力行业，需求仍然是国王。公用事业必须提供电力之前能够预测刚刚显露的需求。不知道什么时候会出现用量“高峰”和高峰有多高，共同事业必须时刻保持“高峰”并随时提供用量，虽然他们知道高峰时间不超过5％。
存储技术在满足需求的同时可同时提供一个经济缓冲和安全因素。
由于电力批发价格全天各不相同，什么时候电力售出与出售了多少电力同样重要。在非高峰期生产的电力存储费用可以轻而易举地被高峰时间段的价值所抵消。在新设备的新资本投资可能会被减少。
4．增强的可再生能源
象风力和太阳能这些可再生能源具有易变性和很难被预测。储能帮助解决与可再生能源相关的问题，将有助于这些技术更快发展，达到更大的市场规模。
通过存储来自可再生能源的电力资源，他们从低价值、计划外的电源转向高价值的、可靠的产品。存储可再生能源并用合约形式释放，使电力更有价值。离网电力系统是全球能力的一小部分，可以
通过一个更大范围的发电来源获得，并使之更有价值。
