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储能行业电网侧研究发展背景、商业模式、经济性与装机量测算、表前市场分析 一、电网侧独立储能发展背景 新能源并网比例加速提高，电网安全面临新挑战中国新能源并网比例加速提高，21年风光新增装机占全国新增发电装机量58.1%。从中国发电结构看，煤电发电量占比从2015年 的72%下降至21年的61%，而新能源发电占比提升明显，21年风电、光伏发电占比达到8%、4%。从新增装机占比看，21年风电、 光伏发电新增装机占全国新增装机的27%、31.1%。风电、光伏等新能源发电占比提高后，我国电力系统呈现“双峰双高”“双侧随机性”，电网的运行安全性面临新的挑战。随着 新能源大规模接入，电力系统将呈现显著的 “双峰双高”（双峰—电网夏、冬季负荷高峰；双高—高比例可再生能源、高比例电力 电子装备）和 “双侧随机性”（风电、光伏发电具有波动性和间歇性，因此发电占比提升后，供电侧也将出现随机波动的特性，能 源电力系统由传统的需求侧单侧随机系统向双侧随机系统演进）。 “双峰双高”“双侧随机性”催生电网侧对电化学储能的需求风电、光伏并网比例增加带来的电力系统“双峰双高”“双侧随机性”问题，对电网的安 全性挑战包括1）影响电网的稳定运行；2）影响电网电能的质量；3）影响电网的经济调度。影响电网的稳定运行：电力系统需要时刻保持平衡稳定，而具有波动性和间歇性的新能源并 网增大，将造成电压出现波动或者闪变现象，还会影响着系统的潮流分布，若风能、光伏并 网点功率超出规定范围，电力系统将无法稳定运行。影响电网电能的质量：新能源发电并网时所产生的冲击电流，会使得电网电压下降，且出力 不稳定也会造成电网电压波动。因此，随着新能源机组容量的扩大，电网电压的波动会影响 电网的频率稳定性，给系统和新能源机组的稳定运行带来挑战。?影响电网的经济调度：电网侧为了应对新能源出力不稳定的现象，系统需要预留一定的容量 当作备用，以增加新能源的接纳能力，因而增加了经济负担。在此背景下，为保证电力系统的稳定运行，电网对电化学储能的需求亦有了快速增长的趋势。电化学储能具有响应速度快、功率及能量密度大、动态性能好等特点，因而运用在电网侧， 可以改善负荷走向、降低峰谷差、增大新能源的接入比例、通过参与系统频率的调节改善电 网的稳定性。电网侧储能具体可参与工作包括：调峰：负荷低谷时刻充电，高峰时刻放电，均衡区域负荷，减小峰谷负荷差。调频：电池储能系统具有快速的充放电响应能力，可通过快速释放或者吸收有功和无功来调 节变电站供电区域电网频率和电压，提高电能质量，保证供电区域电压和频率的稳定。备用电源：实现变电站配电侧孤岛运行供电，提高供电安全保障能力，辅助电网实现黑启动。 电网侧对电化学储能的需求1）调峰需求来源：目前电网的调峰形势为在负荷尖峰时段有足够的旋转备用空间，但在 负荷低谷时期，机组的向下调节灵活性严重不足，从而导致大量弃风产生。风电、 光伏出力的不确定性导致电网备用需求增加+风电出力的反调峰特性以及光伏出力 与高峰负荷的不匹配性，导致电网净负荷峰谷差增大。因此给电网的安全运行和 电力供应保障带来了挑战——部分地区出现了较为严重的弃风、弃光问题。解决方法：包括水电等调峰电源建设、燃煤机组灵活性改造、储能系统建设等。水电等调峰电源建设：抽水蓄能电站是电力系统重要的调峰电源之一，具有调峰 填谷双重功能，反应迅速、运行灵活、启停方便。但抽水蓄能电站选址困难，对 地势要求大，投资周期较大，损耗较高。燃煤机组灵活性改造：对机组设备进行技术改造，提高燃煤机组爬坡速度、降低 最小稳定出力，以增加电厂调峰能力。但灵活性改造会对燃煤机组的安全运行、 节能减排、运行成本等带来负面影响，造成减排压力的上升和发电成本的上涨。储能系统建设（包括火储联合调峰、独立储能两种）：1）火储联合调峰：在火电 站引入储能系统参与调峰服务，可减少并优化火电机组的频繁增减出力，从而有 效缓解火电厂的调峰压力，依托于火电厂提高新能源消纳能力；2）独立储能：电 化学储能作为独立主体，参与深度调峰市场。 调频需求来源：当电力系统发电出力与系统负荷不平衡时，频率将随之发生变化，当局部区域电力系统频率出现持续波动时，就可能 会影响电网稳定。新能源发电具有波动性、不确定性，且对电网不表现出惯性，大规模接入后显著加剧电网调频压力，尤其是当 电网发生冲击性负荷扰动时，传统电源的调频容量及响应速度将难以满足调频需求。 传统的电网调频主要包含一次调频和二次调频。一次调频：新能源机组不具备惯性，无法进行一次调频。一次调频为通过发电机组调节系统的自身频率修正电网频率的波动。新 能源机组通常采用电力电子变换器并网，不具备惯性和阻尼，因此缺乏一种与配电网有效的“同步”机制。二次调频：是指发电机组的的调频器，对于变动幅度较大（0.5-1.5%），变动周期较长（