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混合儲(chǔ)能發(fā)展前景較好，性能優(yōu)勢較強(qiáng)，但在應(yīng)用過程中，也面臨著各類問題。

為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，加快建設(shè)高比例可再生能源的新型電力系統(tǒng)成為我國能源事業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。目前，風(fēng)電、光伏發(fā)電存在間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性等問題，現(xiàn)有電力系統(tǒng)要接受和消納大規(guī)模高比例波動(dòng)性強(qiáng)的風(fēng)電、光伏發(fā)電存在難度，亟需發(fā)展各類儲(chǔ)能以彌補(bǔ)電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力缺口。

隨著我國新型發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，微電網(wǎng)也日益壯大，但由于分布式電源的輸出功率具有間歇性，影響微電網(wǎng)的運(yùn)行及電能質(zhì)量，不利于電力行業(yè)的發(fā)展。為了增強(qiáng)微電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定及供電質(zhì)量，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用已是勢在必行。但在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，單一儲(chǔ)能系統(tǒng)無法滿足多方面需求，因此需要采用性能更加合適的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。例如，在現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)中，抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)等單一儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大功率、大容量電能儲(chǔ)存，但是對建站選址要求較高；電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)眾多、技術(shù)性能迥異，在不同領(lǐng)域中應(yīng)用將會(huì)存在一定差異，影響儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行。

混合儲(chǔ)能技術(shù)是目前電力系統(tǒng)儲(chǔ)能領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，與傳統(tǒng)單一儲(chǔ)能技術(shù)相比，混合儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合了多種不同儲(chǔ)能方式，綜合利用了多種技術(shù)的優(yōu)勢，彌補(bǔ)了單一儲(chǔ)能技術(shù)的缺陷，同時(shí)也克服了儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行效率不高、成本偏高等問題，是解決分布式電源輸出功率間歇性問題的有效途徑。同時(shí)，混合儲(chǔ)能技術(shù)更為靈活與智能化，通過計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)手段，能夠?qū)?chǔ)能系統(tǒng)中各種儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使得整個(gè)系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率得到最大化提升，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對供電網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和優(yōu)化調(diào)度，增強(qiáng)微電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及供電質(zhì)量。目前已經(jīng)存在混合儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，例如，鋰電池-超級電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池能量儲(chǔ)存密度大，工作時(shí)間長，可以很好地承擔(dān)風(fēng)電波動(dòng)中主要低頻分量的平抑工作，充放電響應(yīng)速度快，循環(huán)壽命長，能夠輔助電池儲(chǔ)能平抑風(fēng)電波動(dòng)中的高頻分量。

混合儲(chǔ)能應(yīng)用面臨的關(guān)鍵問題

混合儲(chǔ)能是一種綜合利用多種儲(chǔ)能技術(shù)的新型能源技術(shù)，具有很好的發(fā)展前景和性能優(yōu)勢。盡管發(fā)展前景較好，性能優(yōu)勢較強(qiáng)，但在應(yīng)用過程中，也面臨著各類問題。

第一，混合儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻角色復(fù)雜，缺乏合理的運(yùn)行策略集。目前國家尚無對混合儲(chǔ)能設(shè)施從事電力業(yè)務(wù)的具體規(guī)定，在實(shí)際工作中造成既要支持儲(chǔ)能發(fā)展又無章可循的兩難境地，混合儲(chǔ)能的市場地位不明確，直接導(dǎo)致其在市場準(zhǔn)入、計(jì)量、結(jié)算等方面衍生出諸多問題，影響了行業(yè)的快速發(fā)展。此外，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)具有狀態(tài)耦合、輸入耦合、環(huán)境敏感性和壽命衰退等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，存在多個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備之間相互影響的情況，不同的儲(chǔ)能設(shè)備具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，如何合理地利用各種儲(chǔ)能設(shè)備，保證系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，仍然是一個(gè)難題。

第二，各類儲(chǔ)能調(diào)節(jié)壽命折損成本差異大，難以有效實(shí)現(xiàn)壽命計(jì)量仿真。在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備會(huì)因其特殊材料和設(shè)計(jì)原理等因素而存在不同的運(yùn)行壽命和折舊程度。然而，由于每種儲(chǔ)能設(shè)備的特性不同，難以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的壽命計(jì)量仿真。這使得混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中各種設(shè)備的使用方式難以確定，影響系統(tǒng)運(yùn)行效率。如何準(zhǔn)確評估系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，延緩電池壽命的退化，已成為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)研究領(lǐng)域的重難點(diǎn)。

第三，系統(tǒng)調(diào)控面臨多元化發(fā)展需求，出力決策與分配難度大?；旌蟽?chǔ)能系統(tǒng)需要兼顧多種電力市場需求，也需要考慮到儲(chǔ)能設(shè)備的類型、充電和放電速度等因素，這使得混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的出力決策和分配難度增大。同時(shí)，不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備之間存在著相互作用和協(xié)作的關(guān)系，管理與調(diào)度非常復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)控面臨的多元化發(fā)展需求，是當(dāng)前需要解決的難題。

第四，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資較高，尚缺乏完備的商業(yè)模式。相對于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的初始投資較高。此外，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的商業(yè)模式仍然處于發(fā)展早期，并且尚未形成比較完備的商業(yè)模式，市場化程度較低，這也影響了其推廣和應(yīng)用。此外，混合儲(chǔ)能技術(shù)只有在特定的場景下才能發(fā)揮作用，應(yīng)用場景相對有限。

破解混合儲(chǔ)能應(yīng)用難點(diǎn)的相關(guān)建議

盡管混合儲(chǔ)能技術(shù)在發(fā)展過程中還面臨著一些技術(shù)難題和經(jīng)濟(jì)瓶頸，但是通過可以通過合理的技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)的運(yùn)營來解決，混合儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展?jié)摿?qiáng)大、市場前景廣闊。因此，下文將圍繞上述四個(gè)問題展開研究，探究混儲(chǔ)模式如何破解行業(yè)難題。

針對“混合儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻角色復(fù)雜，缺乏合理的運(yùn)行策略集”問題，可以采取如下解決方案。

第一，明確各類儲(chǔ)能設(shè)備的優(yōu)勢。混合儲(chǔ)能技術(shù)中有很多種類型的儲(chǔ)能設(shè)備，如電池、超級電容器、壓縮空氣儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能等。為了解決混合儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻角色復(fù)雜的問題，需要明確各種儲(chǔ)能設(shè)備的特點(diǎn)和優(yōu)勢，以便更好地使其在系統(tǒng)運(yùn)行中的發(fā)揮作用，并構(gòu)建多類儲(chǔ)能的聯(lián)動(dòng)機(jī)理。例如，電池儲(chǔ)能可以彌補(bǔ)超級電容器儲(chǔ)能放電速率慢的缺陷，而超級電容器儲(chǔ)能則可以增加系統(tǒng)啟動(dòng)功率等。理清各類儲(chǔ)能設(shè)備的優(yōu)勢，才能更好地進(jìn)行儲(chǔ)能設(shè)備的選擇和配置。

第二，構(gòu)建多類儲(chǔ)能聯(lián)動(dòng)機(jī)理。在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)不同的負(fù)荷需求和儲(chǔ)能設(shè)備狀態(tài)，控制充放電操作，使得整個(gè)系統(tǒng)具有更好的抗干擾性、靈活性和適應(yīng)性。為此，可以結(jié)合控制算法和數(shù)據(jù)分析方法，構(gòu)建考慮多類儲(chǔ)能聯(lián)動(dòng)機(jī)理的儲(chǔ)能設(shè)備調(diào)動(dòng)策略，以最小化成本和最優(yōu)化的方式來支持電網(wǎng)的電力調(diào)節(jié)。

針對“各類儲(chǔ)能調(diào)節(jié)壽命折損成本差異大，難以有效實(shí)現(xiàn)壽命計(jì)量仿真”問題，可采取如下解決方案。

第一，強(qiáng)化儲(chǔ)能壽命折舊計(jì)算。針對不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備，應(yīng)優(yōu)化并加強(qiáng)運(yùn)行儲(chǔ)能壽命折舊計(jì)算的研究，提高運(yùn)行效率和可靠性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能裝置的長期有效監(jiān)測、分析和預(yù)警。

第二，進(jìn)行壽命計(jì)量仿真。利用MATLAB等工具建立混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命計(jì)量仿真模型，根據(jù)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真和優(yōu)化。通過對不同儲(chǔ)能設(shè)備之間的協(xié)作、充放電策略等方面進(jìn)行深入研究，以延長混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命。

第三，采取度電分?jǐn)偡绞健Ｔ谕顿Y和運(yùn)營時(shí)，可以采取度電分?jǐn)偟姆绞絹頊p少儲(chǔ)能設(shè)備的成本。這種模式下，專業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)維管理，并按照約定對儲(chǔ)能裝置的使用量收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際成本的精確分?jǐn)偂?br />
針對“系統(tǒng)調(diào)控面臨多元化發(fā)展需求，出力決策與分配難度大”問題，可采取如下解決方案。

第一，采用混合儲(chǔ)能作用空間分配方法。該方法可以根據(jù)不同的負(fù)荷需求，將不同類型的儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行合理的分配和配置，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的出力決策與分配，以滿足各種負(fù)荷需求。

第二，實(shí)施一體化優(yōu)化管控技術(shù)。通過建立數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效管理?？蓪⒉煌膬?chǔ)能設(shè)備組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)看作一個(gè)整體，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和運(yùn)營管理方法來協(xié)調(diào)、優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

第三，構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型。為了實(shí)現(xiàn)出力決策與分配的有效解決，可以結(jié)合多目標(biāo)規(guī)劃模型，將混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的出力、安全性、壽命、經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行綜合考慮，確定最佳出力分配方案，從而使混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體運(yùn)行實(shí)現(xiàn)最佳化。

針對“混合儲(chǔ)能系統(tǒng)初始投資較高，尚缺乏完備的商業(yè)模式”問題，可采取如下解決方案。

第一，完善多種輔助服務(wù)市場交易品類。擴(kuò)大混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，例如將其應(yīng)用于電網(wǎng)平衡、備用容量、防止電力故障等領(lǐng)域；完善多種輔助服務(wù)市場交易品類，促進(jìn)混合儲(chǔ)能技術(shù)在市場上的推廣和應(yīng)用。

第二，共享儲(chǔ)能協(xié)同互補(bǔ)。建立共享儲(chǔ)能協(xié)同互補(bǔ)的平臺(tái)，通過資源共享和信息交流，促進(jìn)混合儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。例如，在城市中心建立多個(gè)地點(diǎn)分布的共享儲(chǔ)能站，為城市街道提供緊急備電服務(wù)。

第三，拓展融資渠道與降低成本。混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在相關(guān)領(lǐng)域投資頗高，可以采用政府補(bǔ)貼、社會(huì)投資及創(chuàng)新金融等方式來拓展融資渠道并降低成本。此外，在設(shè)備運(yùn)營時(shí)，應(yīng)注重降低維護(hù)和管理成本，優(yōu)化儲(chǔ)能設(shè)備的整體效益。

綜上所述，混合儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展前景良好，可以用于解決能源行業(yè)面臨的一系列問題，提高能源的可靠性和安全性，降低能源成本。但是，混合儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展還需要克服一系列技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及政策上的挑戰(zhàn)，需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等各方采取措施，共同促進(jìn)混合儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。

原標(biāo)題：觀瀾丨混合儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的四大難點(diǎn)及破解之策