北京石景山热电厂2MW锂离子电池储能电力调频系统挂网-北极星火力发电网

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新兴的能源创新形式——储能，正在各个能源领域寻找它的价值。电力调频或许会成为其最有希望的商业化试验场

未来具有潜力的储能技术，最有可能在哪个领域率先实现商业化应用?这是技术创新者们近年来一直在思考的问题。

2013年9月16日，北京石景山热电厂2MW锂离子电池储能电力调频系统挂网运行，这是中国第一个以提供电网调频服务为主要目的的兆瓦级储能系统示范项目。

该项目由北京睿能世纪科技有限公司建设，这家公司成立于2011年，是国内第一家为电网提供储能系统解决方案的企业，这也是其第一个在国内运行的储能电力调频项目。

该项目辅助火电机组对电网提供AGC调频服务，睿能公司方案总监王澍接受采访时表示，这是一个商业性的示范项目，主要目的就是验证储能在电力调频领域中的商业价值。

近年来在智能电网和可再生能源发电规模快速发展的带动下，储能技术越来越成为多个国家能源科技创新和产业支持的焦点。不过，由于成本高昂，能在商业应用中脱颖而出的储能技术应用还不多。

王澍表示，该项目瞄准中国巨大的电力调频服务市场，而通过储能技术来进行电力调频，具有常规发电电源所不具备的优势，他们希望在经济性上尽快有所突破，让电力调频成为储能技术率先商业化的领域。

什么是储能技术

电力以光速传播，自从电力成为重要的能源形式，如何储存它就成为电力行业的一个课题。

19世纪的铅酸电池揭开了工业储能的序幕。进入20世纪后，伴随着可再生能源的大规模应用，各种新型储能技术层出不穷，包括电网调峰、调频及系统备用，可再生能源发电出力平滑，分布式发电和微电网等等，储能成为解决诸多能源问题的新途径。

“全球都在寻找寿命更长，功率更大，配置和建设更加灵活的新型电网级别的储能技术，最新发展起来的储能技术包括锂离子电池、飞轮储能、超级电容、纳硫电池、钒液流电池，这些储能技术在使用寿命和容量的规模化、运行可靠性、系统制造成本等已经获得了突破，具备了应用的基础条件”，国家发改委能源所刘坚表示。

尽管如此，大规模的电网级别的储能应用，目前还存在经济性上的瓶颈，无法完全实现商业化应用。大规模的电网级别的储能应用，目前提及较多的是调峰和调频两种市场需求。

什么是调峰?由于电力系统中的用电负荷随着生产和生活的周期性规律发生变化，为了维持中长时间尺度，例如一小时或早中晚的有功功率平衡，需要发电部门相应安排发电机的出力以适应用电负荷的变化，这就叫做调峰。

可再生能源的大规模使用，令电力调峰问题变得突出。以风电为例，在中国的三北地区，风能夜里大、白天小，与电力的负荷趋势刚好相反，出现了反调峰现象，对电网产生了更高调峰的需求。目前很多地方会采用弃风或者压低火电负荷的方式，但这会造成不同程度的系统整体发电效率的损失。此外，抽水蓄能储能技术是较为有效的调峰手段，但是其建设成本高，环境影响大，地质条件高。

目前，已经有专注于调峰需求的储能示范项目。在中国的张北地区，正在进行风光储的调峰储能试验。目前，该项目规划建设风力发电规模400兆瓦、光伏发电60兆瓦，包含化学储能发电50兆瓦。但是此类项目的经济性并不乐观，按照目前一些专家的测算，建设一个储能系统来解决风电的调峰需求，尚不如弃风更为经济。

而调频服务，简言之，是维护电网运行安全性的一项服务，电力的频率是由系统总的发电功率和用电功率决定，由于用电侧的功率时常处于波动状态，如果总的用电超过或者低于额定功率的一定范围，那么就会对电网运行带来安全事故隐患。因此，电力系统需要实时持续监测电网频率变化，并通过调节电网中的各类可控发电设备保持电力系统供需的平衡，以保持电网频率的稳定。

目前，中国各地区电源结构差异较大，区域电网呈现的调频能力和效率不尽相同，“电网调度希望调频电源能够快速精确地响应调度下发的出力指令。通常来讲，比较常规发电设备的调频效果，水电和燃气机组较好，火电相对较差。并且大型火电机组长期提供调频服务会造成机组磨损、能源利用效率下降及故障率升高等问题。”王澍表示“在北方的各大区域电网中，火电机组为主要的调频电源，优质调频资源较为稀缺。南方地区水电较为丰富，调频手段更为多样化”。

“调峰的时间尺度以小时或半天计，能量型储能系统较为适合，若以削峰填谷的运行，储能通常会每天一充两放或一放的控制方式执行充放电过程。但是，调频与调峰时间尺度和技术需求有着显著差异，调频应用要求功率型储能系统在秒或分钟级时间尺度频繁充放电，并且电网在一天24小时都在进行调频，这些都对储能系统的循环寿命、可靠性等提出了非常高的要求”。王澍表示。2011年美国电科院(EPRI)研究报告指出，储能应用于调频是在所有电力系统储能应用中价值最高的应用。

调频服务市场广阔

从2008年开始，一些储能技术开始逐步成规模地进入调频市场，电监会的一份研究报告指出，在过去的10年内，全球范围内各种新型储能技术和产品获得了突破，在储能产品的使用寿命、功率和容量、系统可靠性等方面都有长足的发展，已经完全能够满足电网的需求。截至目前，美国正式商用的储能调频系统已达10万千瓦。

“这是由于储能的技术特性非常适合于电力调频。2008年美国西北太平洋国家实验室的分析报告指出，同等规模比较下，储能系统进行调频的效果是水电机组的1.7倍，是燃气机组的2.7倍，是火电机组和联合循环机组的近20倍”。王澍表示，“此外，储能系统的功率容量可以根据需求在不同时间段灵活配置”。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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