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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)展的指導意見》實施，促進規(guī)?；瘍δ芗夹g(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)?；瘍δ茉谖鞅彪娋W(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區(qū)域?qū)δ艿男枨?，結(jié)合西北區(qū)域?qū)嶋H，提出了儲能在西北區(qū)域應(yīng)用的路徑及相關(guān)思路舉措。
一、儲能的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
1.全球儲能發(fā)展總體情況
(1)從總量看，截至2018年上半年，全球累計運行的儲能項目裝機規(guī)模19574萬千瓦，共1747個在運項目。
(2)從地區(qū)看，全球儲能項目裝機主要分布在亞洲的中國、日本、印度、韓國，歐洲的西班牙、德國、意大利、法國、奧地利和北美的美國，這10個國家儲能項目累計裝機容量占全球近五分之四。
(3)從類型看，截至2018年上半年，抽水蓄能累計裝機18420萬千瓦，占比達94%;電化學儲能483萬千瓦，占比2.5%;儲熱403萬千瓦，占比2.2%;其他機械儲能265萬千瓦，占比1.4%;儲氫2萬千瓦。
(4)從增長看，1997-2017年，全世界儲能系統(tǒng)裝機增長了70%，2017年全年新增儲能容量140萬千瓦。
(5)從發(fā)展看，抽水蓄能占絕對優(yōu)勢，技術(shù)最為成熟，但成本下降空間有限;電化學儲能保持快速增長，年增長率達30%，電化學儲能是應(yīng)用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬δ芗夹g(shù)，目前全球儲能技術(shù)的開發(fā)主要集中在電化學儲能領(lǐng)域。
2.全球電化學儲能發(fā)展情況
(1)從增長看，2018年上半年，全球新增投運電化學儲能項目裝機規(guī)模69.71萬千瓦，同比增長133%，相比2017年底增長24%。
(2)從地區(qū)看，2018年上半年，全球新增電化學儲能裝機主要分布在英國、中國、德國、韓國、澳大利亞等國家。
(3)從應(yīng)用看，2018年上半年，輔助服務(wù)領(lǐng)域的新增投運項目裝機規(guī)模最大，為35.42萬千瓦，占比為51%，同比增長344%。
(4)從技術(shù)看，2018年上半年，鋰離子電池新增裝機規(guī)模最大，為69.02萬千瓦，占比為99%，同比增長142%。
3.我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
進入2018年，我國在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的儲能項目呈容量大和快速增長的勢頭。截至2018年6月，我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模2970萬千瓦，占全球17%，電化學儲能累計裝機規(guī)模49萬千瓦，占全球16%。2018年上半年，我國新增電化學儲能裝機規(guī)模10萬千瓦，同比增長127%，相比2017年底增長26%，目前全國新增規(guī)劃和在建電化學儲能項目規(guī)模為225.1萬千瓦。
4.我國儲能市場發(fā)展情況
總體而言，我國的儲能市場主要分為兩類，一類是配用電側(cè)分布式發(fā)電及微電網(wǎng)中儲能的應(yīng)用，占比大約為56%，另一類是集中式風光電站(可再生能源并網(wǎng))儲能應(yīng)用，占比約為35%。目前兩者累計裝機規(guī)模已超過國內(nèi)儲能市場的90%，電力輸配和調(diào)頻輔助服務(wù)占到9%左右的市場份額。
(二)相關(guān)政策
(1)國外儲能政策情況
在儲能尚未推廣或剛剛起步的國家或地區(qū)，發(fā)展儲能逐漸被納入國家戰(zhàn)略規(guī)劃，政府開始制定儲能的發(fā)展路線圖;在儲能已具備一定規(guī)?；虍a(chǎn)業(yè)相對發(fā)達的國家或地區(qū)，政府多采用稅收優(yōu)惠或補貼的方式，以促進儲能成本下降和規(guī)模應(yīng)用;在儲能逐步深入?yún)⑴c輔助服務(wù)市場的國家或地區(qū)，政府通過開放區(qū)域電力市場，為儲能應(yīng)用實現(xiàn)多重價值、提供高品質(zhì)服務(wù)創(chuàng)造平臺。
(2)國內(nèi)儲能政策情況
2015年以來，國內(nèi)對儲能產(chǎn)業(yè)的扶持政策密集出臺。2016年6月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補償(市場)機制試點工作的通知》，明確了電儲能設(shè)施的獨立市場主體地位，鼓勵發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、電儲能企業(yè)等投資建設(shè)電儲能設(shè)施，并要求電網(wǎng)企業(yè)要主動為電儲能設(shè)施接入電網(wǎng)提供服務(wù)。
2016年12月，國家發(fā)改委印發(fā)《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出要推動儲能技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域的示范應(yīng)用，實現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)在市場規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域和核心技術(shù)等方面的突破。
2017年10月，國家五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，其中明確儲能發(fā)展涵蓋5大主要任務(wù)：儲能技術(shù)裝備研發(fā)示范工程、可再生能源利用水平提升工程、電力系統(tǒng)靈活性穩(wěn)定性提升工程、用能智能化水平提升工程和儲能多元化應(yīng)用支撐能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展工程。
二、西北區(qū)域各省(區(qū))儲能需求分析
西北區(qū)域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。截止2018年底，西北電網(wǎng)總裝機容量27179萬千瓦，其中，火電裝機容量14747萬千瓦，水電裝機容量3163萬千瓦，風電裝機容量5016萬千瓦，光伏裝機容量4069萬千瓦，可再生能源裝機容量占比接近總裝機容量的一半，占比45%。
由于可再生能源發(fā)電裝機容量大，本地消納困難，加之電網(wǎng)的輸電容量、調(diào)峰能力和負荷需求不足，導致棄風棄光嚴重。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，有望成為解決西北區(qū)域新能源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)的覆蓋的地理范圍廣，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、促進西北區(qū)域儲能發(fā)展的思路舉措
(一)儲能在西北區(qū)域的應(yīng)用路徑分析
1.應(yīng)用領(lǐng)域。對儲能系統(tǒng)在西北電網(wǎng)中的應(yīng)用，建議主要考慮以下領(lǐng)域：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。
2.應(yīng)用范圍。兼顧源、網(wǎng)、荷側(cè)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。
3.應(yīng)用類型。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?；瘜W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。
4.應(yīng)用階段。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。
圖1 規(guī)?；瘍δ茉谖鞅彪娋W(wǎng)應(yīng)用的總體路徑示意圖
(二) 促進西北區(qū)域儲能發(fā)展的思路舉措
1.鼓勵新能源場站建設(shè)共享型儲能系統(tǒng)，為新能源消納提供解決方案。
(1)在新能源發(fā)電場站、輸電通道受限的區(qū)域建設(shè)大規(guī)模共享型儲能系統(tǒng)，可有效解決新能源消納問題。
(2)共享型儲能原則上由第三方投資或多個發(fā)電企業(yè)共同投資。
(3)本著誰投資誰受益的原則，對于減少棄風棄光帶來的收益，由新能源發(fā)電場站與儲能投資商分享，儲能系統(tǒng)參與電力市場獲得的收益由其獨享。
2.鼓勵電網(wǎng)企業(yè)投資儲能，提高電網(wǎng)輸配能力和安全穩(wěn)定運行。
鼓勵西北各省(區(qū))電網(wǎng)企業(yè)投資儲能，在條件允許的情況下，嘗試探索實施電網(wǎng)企業(yè)投資儲能的配額制，投資成本納入其輸配電業(yè)務(wù)的成本核算。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，有利于提高電網(wǎng)的輸配電能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。
3.鼓勵用戶側(cè)儲能投資與運行，保障各方合理權(quán)益。
(1)鼓勵用戶側(cè)儲能加大投資，靈活部署，通過自主的運行調(diào)控實現(xiàn)削峰填谷。
(2)建立用戶側(cè)儲能的效益與權(quán)益分配機制，切實保護用戶側(cè)儲能投資的合法權(quán)益。
(3)鼓勵用戶側(cè)儲能參與需求側(cè)響應(yīng)計劃，制定合理的準入條件、補償標準和參與方案，提升需求側(cè)管理水平。
(4)針對用戶側(cè)儲能參與者數(shù)量多、地點分散的特點，在設(shè)備準入和安全管理等方面需要加強規(guī)范。
4.完善機制辦法，推動獨立儲能參與輔助服務(wù)市場。
鼓勵獨立儲能參與調(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。
(1)各省(區(qū))在制定調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場規(guī)則時，應(yīng)綜合考慮獨立儲能系統(tǒng)參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)，合理確定獨立儲能系統(tǒng)的準入條件。(功率、容量、接入電壓等級等)。
(2)獨立儲能參與調(diào)峰、調(diào)頻市場時，其運營方負責市場報價、制定儲能充放電策略。
(3)電力調(diào)度部門應(yīng)將儲能納入其運行調(diào)度控制，根據(jù)儲能系統(tǒng)的中標額度發(fā)送調(diào)度指令。
(4)獨立儲能參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)應(yīng)根據(jù)市場規(guī)則，接受輔助服務(wù)市場的考核和獎懲。
5.完善價格激勵措施，鼓勵儲能應(yīng)用和發(fā)展。
(1)在儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)標準和政策規(guī)定不斷完善的條件下，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。
(2)對儲能系統(tǒng)的充放電電價政策，考慮儲能所處的電壓等級和時段，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(動態(tài))充放電價格。
(3)在未來改革到位，電價信號明確的條件下，儲能的充放電價格應(yīng)由電力市場決定。
原標題：儲能在西北區(qū)域應(yīng)用與發(fā)展分析及思路舉措
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