


根据储能系统的安装位置,我们可以将储能应用场景分为发电侧、电网侧和用户侧这三个主要类型。随着共享储能的兴起,发电侧和电网侧的储能边界逐渐模糊。根据不同的受益方,我们将新能源配储归类为发电侧储能,用于调峰调频的储能归类为电网侧储能,而用于分布式光储一体化以及削峰填谷储能则归类为用户侧储能。每个应用场景的储能商业模式各不相同,都有其特定的应用必要性。
发电侧:用于新能源消纳
发电侧储能是用来应对能源供应的一种方式,它可以解决风能、光伏、水力发电等能源的间歇性和波动性问题。这些发电方式产生的电能原始功率无法直接输入电网使用,因此需要通过储能系统来进行平抑,然后再将电能输入当地电网以实现经济效益。
在中国,发电侧储能广泛应用于光照充足、电站密集的地区,例如青海、宁夏等地。通过使用储能系统,当地可以大大降低弃光率和弃风率等问题,提高能源利用效率。
电网侧:储能响应速度快
储能主要通过电力辅助服务市场发挥作用,为电网侧创造价值。辅助服务是市场参与者(包括发电厂商、电力用户、储能企业)为保障电力系统的安全稳定运行而提供的服务性产品,主要包括调峰、调频和备用容量等。
为了确保电力系统的供需平衡,电力系统需要具备足够的灵活性。目前,我国电力系统的供需两侧都面临着增加的波动性,这对电网的灵活性提出了更高的要求。从用电侧来看,我国居民的用电比例近年来不断上升,而相对于工商业和大型工业而言,居民的用电波动性更大,更加难以预测。从发电侧来看,新能源发电的比例不断提高,而风光电发电的波动性比传统的发电机组更大。
储能具备调节灵活性和快速响应的特点,因此成为了优质的灵活性资源。随着各地辅助服务市场的逐步完善,储能开始频繁参与辅助服务市场,并且商业模式也变得更加多元化。
我国的电力负荷在高峰和低谷之间存在较大差距,但电力现货市场还不够完善。因此,我们推出了调峰辅助服务,通过调整负荷来平衡电力供需。随着未来电力现货市场的逐步完善,调峰服务将逐渐退出辅助服务市场。
储能调频是一种比传统方法更为高效的技术,它是确保电网稳定运行的重要手段。调频服务可以使发电机组在短时间内跟踪电力需求的变化,并通过接收发电自动控制信号来调整输出功率,通常只需几秒钟就能完成调节过程。
调频服务的目的是纠正电力系统中出现的频率偏差,以维持系统频率的稳定。在我国,电力系统的额定频率为50Hz,对于容量超过3GW的大型系统,正常频率偏差运行值为±0.2Hz,而对于小型系统则为±0.5Hz。
与传统的调频方法相比,储能具有快速响应和精确跟踪的特点,更加高效。目前,我国主要依靠大型火电机组来提供电网调频服务,通过调整机组的输出功率来响应系统频率的变化。然而,火电机组的调频性能较差,响应时间较长,机组爬坡速率较低,不适合进行短时调频。
电化学储能具有快速响应和高精度调节的优势,在额定功率范围内,可以在1秒内以超过99%的效率完成指定功率的输出。与此相比,火电机组可能存在调节延迟、调节偏差甚至反向调节的情况。
用户侧:降低电力使用成本
储能可用于峰谷电价优化,用户可在电价较低的谷期将电能储存起来,待用电高峰期使用已储存的电能,避免过度依赖昂贵的电网电能,以此降低用电成本,并实现峰谷电价优化。
在实行两部制电价的情况下,供电部门将按照最大需量来计算每月的基本电费。为了在不影响正常生产的前提下,降低最高用电功率并减少容量费用,企业可以利用储能系统进行容量费用管理。
从应用现况来看,国内主要以新能源储能为主,而全球范围内则以电源辅助服务作为主要应用场景。根据CESA的数据,目前全球和中国的电力系统储能主要集中在新能源储能、电源辅助服务和电网侧储能方面。全球范围内,这三个领域的占比分别为33%、37%和24%,分布相对均衡。而在中国,这三个领域的占比分别为45%、29%和22%,其中新能源储能的占比明显高于其他应用场景。