近日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（下文簡稱“意見”）。自此，“雙碳”作為國家戰(zhàn)略，其行動路徑和整體部署正式“官宣”。“意見”提出“到2030年，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上；到2060年，非化石能源消費比重達到80%以上”，同時提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提高電網(wǎng)對高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力。”
實現(xiàn)新能源高比例接入，關(guān)鍵在于解決其波動性和間歇性難題，儲能因此成為重要抓手。此前，山西、寧夏、青海、陜西等近20個省份已相繼強制要求新建新能源項目配置儲能，大多數(shù)比例要求在10%~20%，備電時長1~2小時。
需求的爆發(fā)，吸引了越來越多的“玩家”投身儲能行業(yè)。電池企業(yè)、變流器企業(yè)、系統(tǒng)集成商、發(fā)電企業(yè)……，紛紛推出儲能系統(tǒng)解決方案。
一個產(chǎn)品及其背后整個產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟，需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時間和大量經(jīng)費投入。政策紅利下，儲能如何理性發(fā)展？一方面，政策后續(xù)推進應(yīng)因地制宜，考慮新能源行業(yè)實際情況循序漸進；另一方面，儲能企業(yè)應(yīng)將更多注意力投入到產(chǎn)品對電網(wǎng)的支撐作用和對客戶更本質(zhì)需求的關(guān)注上，將對推動全行業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
儲能對電網(wǎng)的三大支撐
時至今日，儲能的價值已不局限在充、放電等基本功能上。
金風科技電網(wǎng)技術(shù)總工程師兼源網(wǎng)荷儲事業(yè)部首席專家喬元介紹，儲能經(jīng)過十余年發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的三種支撐作用，即頻率支撐、電壓支撐和弱電網(wǎng)支撐。
一次調(diào)頻、虛擬慣量、虛擬阻尼等，是新能源場站在并網(wǎng)過程中可以通過各種手段實現(xiàn)的維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的功能，能夠支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
與此同時，電網(wǎng)對風電、光伏場站的高、低電壓穿越能力提出要求，當電網(wǎng)發(fā)生擾動或故障時，占比高達10%-30%的配套儲能需同樣具備相關(guān)能力。
儲能對弱電網(wǎng)的支撐同樣重要。這表現(xiàn)在儲能系統(tǒng)對調(diào)相機的替代研究上。
目前我國主要采用特高壓直流技術(shù)實現(xiàn)新能源的遠距離輸送，為提高直流線路使用效率，在直流送端常形成短路比較低（SCR<2）的相對弱電網(wǎng)。當發(fā)生直流系統(tǒng)換相失敗、直流閉鎖等故障時，送端電網(wǎng)電壓將劇烈變化，嚴重情況下還會引起電網(wǎng)的穩(wěn)定問題。研究表明，新能源配套調(diào)相機是支撐弱電網(wǎng)的有效手段，但調(diào)相機設(shè)備一次性投入大、運行過程產(chǎn)生損耗都增加了系統(tǒng)成本。
喬元認為，儲能未來有能力實現(xiàn)類似調(diào)相機功能。目前，金風已經(jīng)在仿真系統(tǒng)中獲取大量試驗結(jié)果，儲能可以將新能源場站短路比（SCR）從1.5降到1.3，意味著新能源在弱電網(wǎng)下穩(wěn)定運行留出更大的裕度空間。
“這是基于金風科技十余年可再生能源并網(wǎng)經(jīng)驗和針對儲能的研究實踐得出的結(jié)果。”喬元說。
產(chǎn)品可靠性與成本間的博弈
安全是儲能企業(yè)的安身立命之本，這已是毋庸置疑的事實，因此也成為各大企業(yè)的發(fā)力點之一。
金風科技一直倡導和堅持“風電長跑”理念，在儲能產(chǎn)品質(zhì)量和安全提升方面的研發(fā)投入同樣不遺余力，相比短期的收益，更加關(guān)注產(chǎn)品在全生命周期的可靠性。盡管表面上質(zhì)量和安全的追求會增加成本投入，但從長期來看，在計入安全因素的考量后，度電成本其實是降低的。
以金風在提升儲能安全性應(yīng)用的主要技術(shù)為例。金風科技提出3重安全保障理念，即直流0并聯(lián)，實現(xiàn)電氣隔離，單個電池系統(tǒng)故障不會對其他電池系統(tǒng)產(chǎn)生影響；每包單獨隔離、消防、監(jiān)測，實現(xiàn)物理隔離，有效隔離風險；全氟己酮快速點噴，高效消防。
并聯(lián)是導致電池發(fā)生火災(zāi)或爆炸的最核心原因之一。即使電池在不充電情況下，內(nèi)部不同子電池因為電壓不同，高電壓電池會自動向低電壓電池放電，容易造成低電壓電池過充引發(fā)失效甚至火災(zāi)。0并聯(lián)則很好地解決了這一難題。
所謂“一包一隔離，一包一消防，一包一監(jiān)測”，是指對一個儲能電池柜內(nèi)的多個電池包進行物理隔離，每個電池包內(nèi)都布設(shè)噴淋點，單個電池包發(fā)生故障，即可針對故障噴淋，避免其他電池包受到牽連。
而最新一代產(chǎn)品應(yīng)用的消防介質(zhì)全氟己酮，在噴灑后全環(huán)?？山到?，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。
以上提到的3項技術(shù)都相應(yīng)地增加了成本。“但是通過在其他方面進行綜合降本，我們?nèi)匀荒軌虮３衷谑袌錾蠌妱诺母偁幜Α?rdquo;喬元舉例說道，金風科技新一代集散式儲能系統(tǒng)通過采取液冷技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)風冷，同時采用一體化全集成設(shè)計，不僅提升了電池系統(tǒng)效率，電池溫差小于2攝氏度，占地面積也整體減少超過35%，大大提升了儲能系統(tǒng)的整體性價比。
值得一提的是，隨著電力市場機制日趨成熟，儲能還能夠通過參與交易帶來收益，創(chuàng)造更大價值。金風科技旗下天誠同創(chuàng)電氣有限公司負荷側(cè)業(yè)務(wù)總監(jiān)白楊介紹，目前，金風科技已經(jīng)在山西某100兆瓦風電場開展實踐。“從結(jié)果來看，也的確實現(xiàn)了盈利。”他說。
在儲能系統(tǒng)可靠性得以全面升級，行業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展的前提下，在“還原電力商品屬性”的改革背景下，充分挖掘儲能的市場價值，尋找到讓市場上每一個參與者都能受益的可落地解決方案，未來儲能有望幫助新能源盡展所能。
原標題：儲能對電網(wǎng)的三大支撐
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