新元素“新能源+儲能”，儲積電這樣認為之間的關鍵技術

儲能作為新型電力系統的新元素受到了廣泛關注。

隨著國家吹響“雙碳”目標的號角，建設新的電力系統成為首要目標。新能源比例高將導致電網發生根本性變化。電能電子化、轉動慣量低、風光互補發電可控性弱等問題使得電網安全可靠運行面臨挑戰。儲能已被業界專家認可，是支撐新型電力系統建設的關鍵。國家發改委、國家能源局先后出臺了《關于加快發展新能源儲能的指導意見》和《十五新能源儲能發展實施方案》。各地積極響應，出臺相應政策。業內專家積極開展儲能技術研究，儲能行業呈現火熱發展態勢。

儲能的應用面臨許多實際問題，儲能雖然在技術研發、項目建設、商業模式探索等方面取得了一定進展，但在實際建設過程中仍存在諸多現實問題。

首先，客觀來說，現有的儲能面臨著建設成本高的問題。考慮使用壽命、使用次數、維護周期、使用環境要求等。尤其是電化學儲能的容量衰減，后期涉及電池更換，投資成本巨大。現有投資主體可分為發電企業投資、電網投資、用戶投資和其他商業主體投資。總的來說，儲能的一般建設成本在數百億美元，儲能成本一直居高不下。相關的市場化機制、投資回報機制和成本分流機制不完善，導致儲能投資主望而卻步。

其次，儲能雖然可以在系統調頻、調壓、移峰填谷、大用戶峰谷價差套利、延緩輸電設備升級、系統黑啟動、與新能源捆綁改善輸出特性、充當應急電源和輔助服務等諸多方面發揮巨大作用，但其本質是通過儲能的儲能容量和功率進行調節。根據儲能功率與容量的比值，儲能可分為功率型、能量型和容量型。電容型儲能一般需要滿足長時間持續充放電的要求，而動力型儲能電池需要實現秒級快速充放電，能量型儲能介于兩者之間。每種類型的儲能都有自己的應用需求，沒有儲能的具體類型、容量和功率就談儲能的作用是不現實的。而且在實踐中，各種儲能技術的應用場景并沒有明確的界定，會導致規劃和運營與實際效益產生較大偏差。

此外，建后儲能的主要作用和如何參與電網調度不明確，新能源企業積極投入儲能的積極性普遍不高。儲能建成后由誰來監管維護沒有明確機制，也沒有有效落實到責任主體，相關標準體系有待形成。因此，儲能的商業化和規模化目前仍處于探索階段，需要技術和系統的共同推進，才能使儲能在支撐新型電力系統建設中發揮作用。

新能源電站儲能配置方法及并網調節關鍵技術研究

目前，云南電網公司開展了“新能源+儲能”的規劃、調度、控制技術研究。

(1)兼顧新能源站主動保障能力和技術經濟性的儲能優化配置技術。

由于風電和光伏發電的隨機性、間歇性和波動性會引起電網頻壓等一系列問題，采用“新能源+儲能”的協調來緩解相關問題，提出了新能源站儲能優化配置方法，綜合考慮平抑新能源出力波動、提高供電能力、促進新能源消納和支撐電網穩定運行。

在主要考慮平抑新能源出力波動、促進新能源消納、滿足省地電網調峰需求、支持電壓頻率調節、提高技術經濟性等要求的基礎上，根據電網條件、資源特性、儲能特性和技術經濟性，研究了調峰、調頻、調壓、多時段、站間協調多功能定位下的儲能配置邊界，提出了儲能配置的目標場景。考慮到未來不同新能源發電比例下系統的差異化運行特性和穩定運行要求，從擾動后頻率、電壓恢復、功率波動抑制、移峰填谷、功率預測偏差補償等方面分析了新能源站儲能的功能定位和技術經濟性。形成了各種典型場景下儲能配置的指導原則，并對技術經濟性進行了評估，有望為新能源站儲能配置提供指導。

(2)新能源+儲能的優化調度模型和方法策略

考慮儲能與新能源的協同調節能力，調度算法圍繞新能源發電的不確定性、電網的功率平衡、電網的安全性、調峰、調頻、調壓等進行設計。結合儲能快速調節、調節空間、發電出力和負荷預測、新能源出力特性等特點，可以充分考慮新能源和各類儲能的特點。根據新能源站的實際情況，可任意組合適用于電網分析的“新能源加儲能”調度對象的數學模型，構建靈活匹配電網運行需求的“新能源”。

根據不同新能源發電比例的典型場景，明確大擾動事件下儲能頻率和電壓支持能力的功能定位和系統要求，綜合考慮與常規機組和新能源發電調頻調壓能力的協調，建立技術經濟的儲能容量優化配置模型，研究光伏、風電和儲能聯合系統參與系統頻率響應輔助服務的情況。調整頻率補貼、儲能容量分配與新能源站綜合收益的關系，構建集中與地方調度“新能源+儲能”模式，既能適應新能源出力的不同波動水平，又能滿足頻率、電壓、安全的支持，實現有序分級管理的多層次儲能調度模式。基于電網運行方式變化、檢修安排和新能源預測結果，實現滿足未來三天供電需求的調度策略。

(3)“新能源+儲能”集成主動支撐控制技術，提高系統穩定性

圍繞新能源電站的慣性支撐、頻率控制和電壓控制要求，針對帶儲能的新能源電站控制對象數量龐大、動態特性復雜、源儲協調困難的問題，開發了"新能源+儲能"一體化主動支撐控制技術，以提高系統穩定性。

構建考慮慣性、調頻下垂特性、調壓下垂特性等因素的新能源電站多元聚合指標體系；針對新能源電站參數不準確、出力預測不準確的問題，提出了不完全參數下運行數據驅動的新能源電站有功無功控制模型的構建方法。針對新能源電站復雜的動態運行特性，研究了數據模型混合驅動的新能源電站慣性、頻率和電壓綜合調節特性在線評估方法。分析了風機轉子動能釋放和光伏DC母線電容放電的暫態過程機理，提出了提高系統頻率穩定性的源儲一體化主動支撐控制技術。針對新能源電站整體頻率支持特性與站內最優功率分配之間的矛盾，研究了基于數據模型混合驅動的新能源電站頻率優化控制方法，提出了一種自適應、高效的風光發電頻率反饋校正控制方法，并提出了源儲一體化控制策略。

“十四五”是“二氧化碳排放高峰”的關鍵時期，儲能將在新電力系統建設中發揮關鍵支撐作用。云南電網公司將繼續推動儲能相關技術的進一步研究和探討，為保障新電力系統安全穩定運行發揮重要支撐作用。

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