為貫徹落實“四個革命，一個合作”能源戰(zhàn)略思想，推進西北區(qū)域能源行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,推動《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》實施，促進規(guī)模化儲能技術(shù)在西北電網(wǎng)的應(yīng)用，西北能源監(jiān)管局聯(lián)合清華大學共同開展了“規(guī)模化儲能在西北電網(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議”課題研究。針對西北電力系統(tǒng)特點，課題全面分析了西北電網(wǎng)對儲能的需求，結(jié)合西北區(qū)域?qū)嶋H，提出了規(guī)模化儲能在西北電網(wǎng)應(yīng)用的路徑及相關(guān)政策建議。

一、儲能發(fā)展現(xiàn)狀

（一）儲能技術(shù)概況

儲能技術(shù)主要可以分為儲電和儲熱、儲冷技術(shù)，其中儲電技術(shù)一般包括物理儲能（如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、化學儲能（如鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池等）、電磁儲能（如超導(dǎo)電磁儲能、超級電容器儲能等）。

其中，抽水蓄能是目前廣泛應(yīng)用、技術(shù)成熟和裝機容量最大的儲能類型。壓縮空氣儲能電站雖然可以達數(shù)百兆瓦至吉瓦的規(guī)模，但目前全世界在運的大規(guī)模壓縮空氣儲能電站只有少數(shù)幾個，新型大規(guī)模壓縮空氣儲能技術(shù)還不成熟。以鋰離子和鉛酸（碳）為代表的化學電池儲能在近幾年獲得了大規(guī)模應(yīng)用，投建項目數(shù)量最多，成本下降較快，具有廣闊應(yīng)用前景，但目前的成本仍然偏高。其它可大規(guī)模應(yīng)用的化學電池儲能技術(shù)包括液流電池和鈉硫電池等，目前受制于成本和技術(shù)雙重因素制約，近幾年投建項目數(shù)量和總規(guī)模遠小于鋰離子電池儲能。飛輪儲能在技術(shù)上很受關(guān)注，也有少數(shù)較大規(guī)模的商業(yè)項目，但目前在國內(nèi)尚無大規(guī)模應(yīng)用。電磁儲能主要用于提高電網(wǎng)的輸電能力和提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，目前還處于論證和試點應(yīng)用階段。

除儲電技術(shù)之外，氫儲能由于具有可大規(guī)模存儲的優(yōu)點，在歐洲較早地受到關(guān)注和試點，近幾年在國內(nèi)也開始受到重視，但目前尚處于起步階段。儲熱技術(shù)也是近幾年國內(nèi)投資的熱點，從源端到荷端都有不少實際應(yīng)用項目。儲熱（蓄冷）相對于化學電池儲能，更容易大規(guī)模能量存儲且投資相對較低，在有熱需求的地點，可大規(guī)模推廣應(yīng)用。此外，太陽能熱發(fā)電也離不開儲熱系統(tǒng)。

（二）相關(guān)政策

以英國和美國為代表的發(fā)達國家對儲能的發(fā)展非常重視，出臺了非常具體和有力的儲能發(fā)展激勵政策，促進了儲能示范項目和商業(yè)項目的發(fā)展。雖然英美等發(fā)達國家發(fā)展儲能有電力市場和輔助服務(wù)市場的支撐，但專門制定針對儲能的準入條件和考慮儲能靈活性的補償機制是不可或缺的。除對儲能項目的投資進行補貼之外，國外對促進儲能發(fā)展的主要措施包括建立準許儲能參與的容量市場、獨立儲能項目參與調(diào)頻輔助服務(wù)、配售電公司投資儲能的配額制政策等。

2017年10月，我國發(fā)布《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確了促進我國儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要意義、總體要求、重點任務(wù)和保障措施。目前，我國商業(yè)化儲能項目主要參與調(diào)峰和調(diào)頻輔助服務(wù)市場，且與火電機組或新能源發(fā)電場站配合運行，尚無大規(guī)模獨立儲能系統(tǒng)（抽水蓄能電站和微電網(wǎng)儲能項目除外）參與大電網(wǎng)輔助服務(wù)的項目。雖然已有一些省（區(qū)）開始實施或出臺了調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)政策，但儲能的準入條件、身份和充放電價格還需進一步明確。

二、儲能技術(shù)促進西北五省（區(qū)）電網(wǎng)發(fā)展

西北地區(qū)化石能源和風光等自然資源豐富，發(fā)電裝機容量目前已達到最高負荷的三倍。由于可再生能源發(fā)電裝機容量大，電網(wǎng)的輸電容量、調(diào)峰能力和負荷需求不足，導(dǎo)致大規(guī)模棄風棄光問題。投資儲能系統(tǒng)可增加電網(wǎng)調(diào)峰能力、緩解輸電通道阻塞，有望成為解決西北電網(wǎng)新能源發(fā)電消納問題的重要途徑。

（一）提高外送電力的調(diào)節(jié)能力

由于西北地區(qū)風光資源豐富，未來可再生能源發(fā)電裝機容量還將進一步增長，對區(qū)域外消納可再生能源的依賴性將越來越大，可以集中配建大規(guī)模儲能系統(tǒng)，主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和化學電池儲能，提升可再生能源出力的可控性和在電力市場中的競爭力。

（二）提升火電機組的調(diào)峰能力

西北電網(wǎng)中的供熱機組裝機容量大，在供暖期的調(diào)峰能力受限，對電網(wǎng)調(diào)峰能力和可再生能源發(fā)電消納的影響顯著。在電廠側(cè)安裝熱水儲熱系統(tǒng)或電鍋爐系統(tǒng)，可實現(xiàn)大容量儲熱，從而提升供熱期間機組的調(diào)峰能力。

（三）降低斷面受阻

西北電網(wǎng)覆蓋的地理范圍廣，西電東送和北電南送的距離遠，在可再生能源集中接入的區(qū)域，可以配置大規(guī)模儲能系統(tǒng)（主要包括化學電池、儲熱發(fā)電和壓縮空氣儲能），從而減小因為斷面受阻而引起的棄風棄光電量。

（四）提升電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性

隨著西北可再生能源發(fā)電的進一步發(fā)展，在線的傳統(tǒng)機組容量減小導(dǎo)致系統(tǒng)的慣性降低，可能危及電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，可配置快速響應(yīng)的儲能系統(tǒng)來平抑頻率的波動，提升西北電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。

（五）降低電網(wǎng)的峰谷差

在峰谷差相對較大的地區(qū)，對實施峰谷電價且電力用戶負荷峰谷差顯著的電力用戶，鼓勵由用戶或第三方投資儲能系統(tǒng)，進行價格套利或參與市場競爭，從而降低電網(wǎng)的峰谷差。

三、規(guī)模化儲能在西北電網(wǎng)的應(yīng)用分析與政策建議

（一）規(guī)模化儲能在西北電網(wǎng)應(yīng)用的路徑

對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中的應(yīng)用，建議主要發(fā)展四種應(yīng)用類型：增加調(diào)峰能力、降低通道受阻、提升電網(wǎng)安全和用戶能量管理。兼顧儲能在源、網(wǎng)、荷側(cè)的發(fā)展，源端儲能包括大規(guī)模獨立儲能電站、在火電廠內(nèi)配置儲能、在新能源場站側(cè)配置儲能，網(wǎng)側(cè)配置儲能主要包括電網(wǎng)的電源送出端、輸送容量受限斷面和配電網(wǎng)中配置分布式儲能，用戶側(cè)儲能主要針對工商業(yè)用戶。

考慮的儲能類型既包括大規(guī)模抽水蓄能、壓縮空氣儲能、大容量儲熱（冷）、太陽能熱發(fā)電、大規(guī)模制氫、化學電池儲能，也包括功率型飛輪儲能和電磁儲能。化學電池儲能的類型有多種，現(xiàn)階段主要考慮的應(yīng)用類型包括鋰電池、鉛酸（碳）電池、液流電池。

將不同類型儲能的推廣應(yīng)用分為四個階段，即“當前”、“2019-2020年”、“2021-2025年”、“2026-2030年”。其中，抽水蓄能和化學電池儲能在現(xiàn)階段已開始推廣應(yīng)用，下一步可開展大規(guī)模儲熱和太陽能熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用推廣。在“十四五”期間，新型壓縮空氣和飛輪儲能的應(yīng)用有望突破，而在2025年以后，大規(guī)模制氫和電磁儲能有望獲得大規(guī)模應(yīng)用。

（二）西北電網(wǎng)應(yīng)用儲能的政策建議

1.西北地區(qū)可再生能源發(fā)電以集中開發(fā)為主，在同一片區(qū)往往接入的可再生能源發(fā)電容量較大，易導(dǎo)致輸電通道受阻，建議制定相關(guān)政策措施支持在新能源場站群端投資大規(guī)模共享型儲能系統(tǒng)。

2.在電網(wǎng)中安裝儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)降低輸配電設(shè)備投資、提高電力系統(tǒng)靈活性、為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)等多重價值，建議鼓勵西北各省（區(qū)）電網(wǎng)企業(yè)投資儲能，實施電網(wǎng)企業(yè)投資儲能的配額制，提高電網(wǎng)的輸配電能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。

3.各省（區(qū)）應(yīng)對接入不同電壓等級和不同地點的儲能系統(tǒng)充放電價進行統(tǒng)籌考慮，建議區(qū)分儲能所處的電壓等級，為鼓勵接入配電網(wǎng)側(cè)的儲能系統(tǒng)運行，可以采用分時充放電價格。

4.在各省（區(qū)）逐步建立調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場的背景下，應(yīng)準許獨立儲能參與的調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場，并合理考慮儲能的市場準入條件、運行控制方式和補償方式，允許多個分布式儲能系統(tǒng)聚合參與輔助服務(wù)市場。

5.加強對用戶側(cè)儲能投資的審查和監(jiān)管，提高用戶側(cè)儲能投資的規(guī)范性、安全性；鼓勵用戶側(cè)儲能參與需求側(cè)響應(yīng)計劃。