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储能行业基础知识

一、储能的定义与意义

储能是通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放出来的过程，

是一种电网供需平衡技术。传统“刚性”电力系统电能“源—荷”瞬时

动态平衡的法则越来越难以为继，未来电力系统必须具备足够的“柔性”

以适应高比例可再生能源的新常态。在这一转变过程中，储能因其具有

将电能的生产和消费从时间和空间上分隔开来的能力，成为未来高比例

可再生能源电力系统的关键支撑技术之一。新能源在电力系统中的占比

低于20%时，现有的调峰电厂（燃气、水力发电厂）可应付间歇性新

能源供电波动；但大于这个比例时，就需要用到供需平衡技术，包括储

能、需求侧管理、电网互联。

储能可很好地解决可再生能源引入的挑战，因此在新型电力系统中具有

重要地位。一方面，可解决风光出力高峰与负荷高峰错配的难题，通过

削峰填谷，增加谷负荷以促进可再生能源的消纳，减少峰负荷以延缓容

量投资需求。另一方面，可解决风光出力随机性和波动性带来的频率稳

定难题，尤其是电化学等响应速度较快的新型储能，能提供调频服务提

高电网可靠性。

二、储能技术的分类

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储能技术主要分为：热储能、电储能、氢储能三大类，其中电储能技术

又可进一步划分为：1）电化学储能；2）电磁储能；3）机械储能。

电化学储能包括：锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、液流电池。

电磁储能包括：超级电容、超导存储等。

机械能储能包括：水力发电、抽水蓄能、固体重力储能，以及通过高速

旋转的飞轮的动能储能的飞轮储能、压缩空气储能。

热储能包括：熔融盐储能和储冷。

机械储能的基本原理是电网低谷时利用过剩电力，将作为液态能量媒介

的水从低标高的水库抽到高标高的水库，电网峰荷时高标高的水库中的

水回流岛下水库，推动水轮发电机发电。

氢储能或合成天然气储能是指利用氢或合成天然气作为二次能源的载

体。利用待弃掉的风电制氢，通过电解水将水分解为氢气和氧气，从而

获得氢。以后可直接用氢作为能量的载体，再将氢与二氧化碳反应成为

合成天然气（甲烷），以合成天然气作为另一种二次能量载体。

三、储能技术的性能比较和应用选择

储能技术种类繁多，他们的特点各异。实际应用时，要根据各种储能技

术的特点以及对优缺点进行综合比较来选择适当的技术。供选择的主要

特征包括：①能量密度(kWhorMWh)；②功率密度(kWorMW)；③响

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应时间(-ms,-s,-minute)；④储能效率(充放电效率)；⑤设备寿命(年)

或充放电次数；⑥技术成熟度；⑦经济因素(投资成本、运行和维护费

用)；⑧安全和环境方面的考虑。

四、储能技术在电力行业的应用场景

储能在电力行业的三大应用环节为：电源侧、电网侧、用户侧，具体提

供的功能和价值为：1）实时功率平衡（功率价值）；2）提高系统容量

系数（容量价值）；3）能量吞吐和转移（能量价值）。

一般而言，放电时间为秒至分钟级的储能技术，常常是功率型的，比如

超级电容器、超导储能、飞轮储能，可用于UPS和提高电能质量、调

频；放电时间为分钟至小时级的一般为容量型的，如轮储能、各种电池

等，可用于电源转换；放电时间为小时至天级的一般为能量型的，如液

流电池、抽水蓄能、压缩空气、氢储能等，目前应用最广泛的大型抽水

蓄能可以解决天级的储能要求，要满足周和月级的储能需求要依靠其他

种类储能手段，如氢和合成天然气。

五、各种储能技术的优缺点