規(guī)模化儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的剛需，未來(lái)新型電力系統(tǒng)基于安全穩(wěn)定的技術(shù)要求，提升規(guī)模儲(chǔ)能占比是必然趨勢(shì)，要盡快賦予儲(chǔ)能獨(dú)立公平的市場(chǎng)定位，建立基于性能和效果的政策引導(dǎo)機(jī)制，才能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

???????????????????????????????????——索英電氣董事長(zhǎng)王仕城

2021年4月14日到16日，由中國(guó)能源研究會(huì)、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中科院工程熱物理研究所主辦的第十屆儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)ESIE2021在北京國(guó)家會(huì)議中心盛大開幕，本次展會(huì)主題為“聚焦支撐國(guó)家雙碳新戰(zhàn)略，共謀儲(chǔ)能跨越式發(fā)展”。?當(dāng)天開幕式現(xiàn)場(chǎng)，大咖云集，來(lái)自國(guó)家能源局、中國(guó)能源研究會(huì)、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)等單位的領(lǐng)導(dǎo)和嘉賓紛紛發(fā)言。索英電氣董事長(zhǎng)王仕城受邀在開幕式上做主旨演講，分享了《規(guī)模化儲(chǔ)能助力新型電力系統(tǒng)構(gòu)建》。

王仕城：各位來(lái)賓，大家上午好！今天我給大家匯報(bào)的題目是?《規(guī)模化儲(chǔ)能助力新型電力系統(tǒng)構(gòu)建》。為什么選這個(gè)話題？大家知道索英電氣從2002年創(chuàng)立之初就自主研發(fā)了光伏并網(wǎng)變流器，2009年開始進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域，從事儲(chǔ)能逆變器的研究。這十幾年來(lái)，我們始終密切專注于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在儲(chǔ)能領(lǐng)域深耕。我們先后參與了國(guó)網(wǎng)的首套微網(wǎng)系統(tǒng)、國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程、青海玉樹的光儲(chǔ)獨(dú)立電站、內(nèi)蒙的儲(chǔ)能調(diào)頻電站、江蘇、湖南的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能等諸多項(xiàng)目。可以說(shuō)除戶用儲(chǔ)能外對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中各種儲(chǔ)能應(yīng)用形式的項(xiàng)目均有所涉獵，在電網(wǎng)側(cè)、電源測(cè)和用戶側(cè)以及分布式微網(wǎng)等方面都積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)行業(yè)也有了較深刻的認(rèn)識(shí)。我本人也得到了業(yè)內(nèi)同仁的認(rèn)可，成為中關(guān)村儲(chǔ)能聯(lián)盟的共同發(fā)起人，并被評(píng)選為首屆儲(chǔ)能年度人物。?近2年來(lái)，我們參與了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的福建晉江百兆瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，深度參與正在進(jìn)行的以規(guī)模化儲(chǔ)能支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的湖南省重大專項(xiàng)項(xiàng)目，在這些工作實(shí)際中，有了進(jìn)一步的認(rèn)知和探索，今天借此機(jī)會(huì)把我的經(jīng)驗(yàn)和思考向大家做一個(gè)匯報(bào)，希望能夠給大家適當(dāng)?shù)膯l(fā)或者能夠?qū)π袠I(yè)有所裨益，不當(dāng)之處敬請(qǐng)指正。

習(xí)總書記在3月15號(hào)的財(cái)經(jīng)經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上明確提出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。什么是新能源為主體？我的理解是新能源發(fā)電量要超過(guò)50%，那按這個(gè)比例新能源裝機(jī)量大概要超過(guò)70%。從源、網(wǎng)、荷三個(gè)方面來(lái)看，新型電力系統(tǒng)最主要的特征就是電力電子化。首先是電源側(cè)，傳統(tǒng)火電、水電為主的電源結(jié)構(gòu)正逐步改變?yōu)橐燥L(fēng)光為代表的新能源發(fā)電為主體，未來(lái)裝機(jī)量要到70%以上。其次在電網(wǎng)側(cè)，隨著高壓直流和柔性輸電的建設(shè)，傳統(tǒng)的同步電網(wǎng)正在演變?yōu)橹绷骰爝B的電網(wǎng)；負(fù)荷側(cè)，主要傳統(tǒng)的電機(jī)類負(fù)荷因?yàn)楣?jié)能進(jìn)行變頻改造，不僅是用電設(shè)備電力電子化，電機(jī)類負(fù)荷也在進(jìn)行變頻改造，傳統(tǒng)的燃油車這類交通工具也在快速被電動(dòng)汽車、電動(dòng)船等取代，大量的分布式發(fā)電接入等無(wú)疑都在加速著電網(wǎng)的電力電子力化。

我們看到新型電力系統(tǒng)的主要特征是電力電子化，那么這個(gè)特征意味著什么？意味著新系統(tǒng)會(huì)更加復(fù)雜，甚至超出了現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析理論的基礎(chǔ)假定。這些變化主要體現(xiàn)在與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基于同步機(jī)的連續(xù)、線性、高慣量系統(tǒng)不同，新型電力系統(tǒng)是非線性、非連續(xù)、低慣量的系統(tǒng)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中由于存在著大量的高慣量的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，系統(tǒng)變化比較慢，相對(duì)來(lái)講是一個(gè)慢過(guò)程；而未來(lái)電力電子化的電網(wǎng)，系統(tǒng)的變化就會(huì)非常快，從原來(lái)的分鐘級(jí)、秒級(jí)提升到毫秒級(jí)；從電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定角度來(lái)說(shuō)，新型電力系統(tǒng)更多需要考慮基于電磁過(guò)程的電壓穩(wěn)定。

下面我們來(lái)看一個(gè)案例，這是一個(gè)特高壓直流出現(xiàn)閉鎖時(shí)候的受端電網(wǎng)的電壓變化圖。我們發(fā)現(xiàn)很短的時(shí)間里電壓就出現(xiàn)了巨幅的跌落，在送端的時(shí)候就會(huì)快速的電壓越線，超過(guò)2倍。理論研究和仿真分析都證明，未來(lái)高比例新能源，因其電力電子化的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要威脅來(lái)自于電壓失穩(wěn)。這個(gè)問(wèn)題在當(dāng)前還不是十分顯著，我們還感知不到電壓波動(dòng)帶來(lái)的威脅，但隨著新能源占比的逐步提高，量變到質(zhì)變，電壓波動(dòng)必將成為今后非常突出的一個(gè)安全問(wèn)題。

接下來(lái)我們來(lái)看一下在新型電力系統(tǒng)中電壓的問(wèn)題具體會(huì)在哪里出現(xiàn)。相關(guān)仿真研究表明，電網(wǎng)如果出現(xiàn)特高壓閉鎖，則可能在送端網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)電壓抬升，為什么呢，在快速變化過(guò)程中，電壓波動(dòng)的主要部分將是ΔV= L di/dt，直流閉鎖時(shí)可能導(dǎo)致一兩個(gè)ms就會(huì)減少50%的功率傳輸，?會(huì)導(dǎo)致部分線路潮流的快速變化，也就是di/dt很大。因此導(dǎo)致電壓快速提升。如果傳輸功率過(guò)大，電壓抬升過(guò)高，甚至導(dǎo)致部分設(shè)備脫網(wǎng)乃至系統(tǒng)解列，發(fā)生類似加州、英國(guó)等電力重大事故。

我們都知道，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電壓主要靠無(wú)功來(lái)支撐，而在新型電力系統(tǒng)中，暫態(tài)電壓的波動(dòng)可能更多需要對(duì)功率波動(dòng)進(jìn)行快速平抑進(jìn)行，電力電子設(shè)備對(duì)于電壓是非常敏感的，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)電壓越限的時(shí)候，很多電力電子系統(tǒng)會(huì)快速脫網(wǎng)，電壓波動(dòng)就會(huì)非常大。這個(gè)過(guò)程會(huì)在未來(lái)的系統(tǒng)里面有更多的捕捉，我們從上面那張圖可以看到整個(gè)仿真的過(guò)程。

大家可能會(huì)問(wèn)，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)沒有儲(chǔ)能也運(yùn)行的很好是因?yàn)槭裁础＿@是系統(tǒng)做了適度的犧牲，要分成幾方面來(lái)看。首先，我國(guó)建成的很多特高壓輸電利用率不足，目前我國(guó)通過(guò)降低輸電走廊的利用率提高系統(tǒng)的安全性，這是因?yàn)橄到y(tǒng)調(diào)節(jié)能力是不夠的，二是現(xiàn)有的系統(tǒng)已經(jīng)接入一定比例的新能源，還是有足夠的火電、水電提供非常豐富的旋轉(zhuǎn)備用，新能源的這些暫態(tài)過(guò)程可以由系統(tǒng)里面的一次調(diào)頻可以對(duì)沖，維持系統(tǒng)穩(wěn)定還有抽水蓄能，可以在分鐘級(jí)、秒級(jí)完成響應(yīng)，很好的支撐系統(tǒng)的頻率和電壓穩(wěn)定。

隨著新能源裝機(jī)占比的逐步提高，量變到質(zhì)變以后，新能源裝機(jī)比例達(dá)到30%-40%以后，需要更好、更快速的功率支撐手段來(lái)抑制電壓的波動(dòng)。這是對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的需求，相應(yīng)穩(wěn)態(tài)的這些方面，加上儲(chǔ)能和原有的系統(tǒng)，這些方案都不會(huì)有特別大的改變。至于電量的平衡，我想隨著技術(shù)的提升和成本的下降，未來(lái)解決方案會(huì)相對(duì)多一點(diǎn)。但最難的是當(dāng)下的過(guò)渡時(shí)期，我們從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)逐步過(guò)渡到新型電力系統(tǒng)，這個(gè)我們要怎么做？

這也是我們一直在提規(guī)模化儲(chǔ)能的原因。規(guī)模化儲(chǔ)能是和電網(wǎng)接入的電氣距離短、能夠進(jìn)行一體化響應(yīng)，能夠快速主動(dòng)支撐電網(wǎng)變化的相對(duì)比較高電壓等級(jí)的集中式儲(chǔ)能電站。上面是我們?cè)诟＝〞x江配合寧德時(shí)代建設(shè)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的百M(fèi)Wh級(jí)獨(dú)立儲(chǔ)能電站，運(yùn)行效果非常好，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進(jìn)行非常好的功率支撐。
現(xiàn)在全國(guó)已經(jīng)有十多個(gè)省配置儲(chǔ)能的政策，要求配置10%的儲(chǔ)能，也有部分新能源占比較高，調(diào)節(jié)資源匱乏的省份也提出了20%配置要求。根據(jù)研究和專家預(yù)測(cè)，大部分區(qū)域的儲(chǔ)能配比要超過(guò)30%，在一些特定場(chǎng)景下可能更高。現(xiàn)在我們知道儲(chǔ)能的成本也是一直困擾規(guī)模化儲(chǔ)能發(fā)展的重要因素。回歸到場(chǎng)景的需求，新型電力系統(tǒng)對(duì)規(guī)模化儲(chǔ)能剛需性需求是暫態(tài)的功率支撐，通過(guò)優(yōu)化的系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，考慮在一些場(chǎng)景把配置的時(shí)間長(zhǎng)度降下來(lái)，也會(huì)一定程度的降低儲(chǔ)能的成本。但是，在當(dāng)下新能源快速發(fā)展時(shí)期，我們?cè)诓糠謺r(shí)段、部分區(qū)域還是缺乏有效的調(diào)峰手段，所以當(dāng)下適當(dāng)配置2小時(shí)也是合理的。這是未來(lái)成本下降的過(guò)程，時(shí)間關(guān)系就不多講了。

下面講一講對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)單的建議。新能源已由當(dāng)初的嬰兒成長(zhǎng)為主要的參與者，下一步是最重要責(zé)任的承擔(dān)者，必將承擔(dān)相比當(dāng)下主力電源的部分責(zé)任。當(dāng)然現(xiàn)在整個(gè)儲(chǔ)能的缺口其實(shí)是非常大的，單一的依靠新能源來(lái)承擔(dān)這個(gè)責(zé)任，似乎也不符合系統(tǒng)的最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性原理，我們建議給予更多獨(dú)立的市場(chǎng)地位給予相對(duì)公平的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)，這樣讓社會(huì)獨(dú)體更多投入建設(shè)，能夠更早的來(lái)助力新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。
簡(jiǎn)單總結(jié)一下，規(guī)模化儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的剛需，未來(lái)新型電力系統(tǒng)基于安全穩(wěn)定的技術(shù)要求，提升規(guī)模儲(chǔ)能占比是未來(lái)的一個(gè)必然趨勢(shì)，應(yīng)盡快賦予儲(chǔ)能獨(dú)立公平的市場(chǎng)定位，建立基于性能和效果的政策引導(dǎo)機(jī)制，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。最后引用比爾蓋茨的一句話，“人們總是高估了未來(lái)一兩年的變化，而低估了未來(lái)十年的變革。”親愛的各位儲(chǔ)能同仁，我們現(xiàn)在正處在一場(chǎng)偉大的能源變革中，讓我們立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，共同努力，期待索英電氣能夠和大家一起砥礪前行，助力我們?cè)缛諏?shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，謝謝大家！