中國儲能網(wǎng)訊：為推動實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，加快建設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。目前，風電、光伏發(fā)電存在間歇性、隨機性、波動性等問題，現(xiàn)有電力系統(tǒng)要接受和消納大規(guī)模高比例波動性強的風電、光伏發(fā)電存在難度，亟需發(fā)展各類儲能以彌補電力系統(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)的運行及電能質(zhì)量，不利于電力行業(yè)的發(fā)展。為了增強微電網(wǎng)的運行穩(wěn)定及供電質(zhì)量，儲能系統(tǒng)的應用已是勢在必行。但在儲能系統(tǒng)中，單一儲能系統(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能系統(tǒng)。例如，在現(xiàn)有儲能技術(shù)中，抽水蓄能和壓縮空氣儲等單一儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)大功率、大容量電能儲存，但是對建站選址要求較高；電化學儲能技術(shù)眾多、技術(shù)性能迥異，在不同領(lǐng)域中應用將會存在一定差異，影響儲能系統(tǒng)運行。
混合儲能技術(shù)是目前電力系統(tǒng)儲能領(lǐng)域的研究重點，與傳統(tǒng)單一儲能技術(shù)相比，混合儲能技術(shù)結(jié)合了多種不同儲能方式，綜合利用了多種技術(shù)的優(yōu)勢，彌補了單一儲能技術(shù)的缺陷，同時也克服了儲能系統(tǒng)運行效率不高、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，混合儲能技術(shù)更為靈活與智能化，通過計算機、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)手段，能夠?qū)δ芟到y(tǒng)中各種儲能設備進行協(xié)調(diào)控制，使得整個系統(tǒng)的儲能效率得到最大化提升，同時實現(xiàn)對供電網(wǎng)絡的動態(tài)調(diào)節(jié)和優(yōu)化調(diào)度，增強微電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性及供電質(zhì)量。目前已經(jīng)存在混合儲能技術(shù)的應用，例如，鋰電池-超級電容混合儲能系統(tǒng)的電池能量儲存密度大，工作時間長，可以很好地承擔風電波動中主要低頻分量的平抑工作，充放電響應速度快，循環(huán)壽命長，能夠輔助電池儲能平抑風電波動中的高頻分量。
混合儲能應用面臨的關(guān)鍵問題
混合儲能是一種綜合利用多種儲能技術(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，但在應用過程中，也面臨著各類問題。
第一，混合儲能調(diào)峰調(diào)頻角色復雜，缺乏合理的運行策略集。目前國家尚無對混合儲能設施從事電力業(yè)務的具體規(guī)定，在實際工作中造成既要支持儲能發(fā)展又無章可循的兩難境地，混合儲能的市場地位不明確，直接導致其在市場準入、計量、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，這就導致在混合儲能系統(tǒng)的運行過程中，存在多個儲能設備之間相互影響的情況，不同的儲能設備具有不同的優(yōu)點和缺陷，如何合理地利用各種儲能設備，保證系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，仍然是一個難題。
第二，各類儲能調(diào)節(jié)壽命折損成本差異大，難以有效實現(xiàn)壽命計量仿真。在混合儲能系統(tǒng)中，不同類型的儲能設備會因其特殊材料和設計原理等因素而存在不同的運行壽命和折舊程度。然而，由于每種儲能設備的特性不同，難以實現(xiàn)準確的壽命計量仿真。這使得混合儲能系統(tǒng)中各種設備的使用方式難以確定，影響系統(tǒng)運行效率。如何準確評估系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)，延緩電池壽命的退化，已成為混合儲能系統(tǒng)研究領(lǐng)域的重難點。
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。混合儲能系統(tǒng)需要兼顧多種電力市場需求，也需要考慮到儲能設備的類型、充電和放電速度等因素，這使得混合儲能系統(tǒng)的出力決策和分配難度增大。同時，不同類型的儲能設備之間存在著相互作用和協(xié)作的關(guān)系，管理與調(diào)度非常復雜，如何實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)控面臨的多元化發(fā)展需求，是當前需要解決的難題。
第四，混合儲能系統(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)，混合儲能系統(tǒng)的初始投資較高。此外，混合儲能系統(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用。此外，混合儲能技術(shù)只有在特定的場景下才能發(fā)揮作用，應用場景相對有限。
破解混合儲能應用難點的相關(guān)建議
盡管混合儲能技術(shù)在發(fā)展過程中還面臨著一些技術(shù)難題和經(jīng)濟瓶頸，但是通過可以通過合理的技術(shù)創(chuàng)新和科學的運營來解決，混合儲能技術(shù)發(fā)展?jié)摿姶?、市場前景廣闊。因此，下文將圍繞上述四個問題展開研究，探究混儲模式如何破解行業(yè)難題。
針對“混合儲能調(diào)峰調(diào)頻角色復雜，缺乏合理的運行策略集”問題，可以采取如下解決方案。
第一，明確各類儲能設備的優(yōu)勢。混合儲能技術(shù)中有很多種類型的儲能設備，如電池、超級電容器、壓縮空氣儲能、熱儲能等。為了解決混合儲能調(diào)峰調(diào)頻角色復雜的問題，需要明確各種儲能設備的特點和優(yōu)勢，以便更好地使其在系統(tǒng)運行中的發(fā)揮作用，并構(gòu)建多類儲能的聯(lián)動機理。例如，電池儲能可以彌補超級電容器儲能放電速率慢的缺陷，而超級電容器儲能則可以增加系統(tǒng)啟動功率等。理清各類儲能設備的優(yōu)勢，才能更好地進行儲能設備的選擇和配置。
第二，構(gòu)建多類儲能聯(lián)動機理。在混合儲能系統(tǒng)中，應根據(jù)不同的負荷需求和儲能設備狀態(tài)，控制充放電操作，使得整個系統(tǒng)具有更好的抗干擾性、靈活性和適應性。為此，可以結(jié)合控制算法和數(shù)據(jù)分析方法，構(gòu)建考慮多類儲能聯(lián)動機理的儲能設備調(diào)動策略，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“各類儲能調(diào)節(jié)壽命折損成本差異大，難以有效實現(xiàn)壽命計量仿真”問題，可采取如下解決方案。
第一，強化儲能壽命折舊計算。針對不同類型的儲能設備，應優(yōu)化并加強運行儲能壽命折舊計算的研究，提高運行效率和可靠性，進一步實現(xiàn)對儲能裝置的長期有效監(jiān)測、分析和預警。
第二，進行壽命計量仿真。利用MATLAB等工具建立混合儲能系統(tǒng)的壽命計量仿真模型，根據(jù)混合儲能系統(tǒng)的實際數(shù)據(jù)進行仿真和優(yōu)化。通過對不同儲能設備之間的協(xié)作、充放電策略等方面進行深入研究，以延長混合儲能系統(tǒng)的使用壽命。
第三，采取度電分攤方式。在投資和運營時，可以采取度電分攤的方式來減少儲能設備的成本。這種模式下，專業(yè)團隊負責儲能設備的運維管理，并按照約定對儲能裝置的使用量收費，實現(xiàn)實際成本的精確分攤。
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，采用混合儲能作用空間分配方法。該方法可以根據(jù)不同的負荷需求，將不同類型的儲能設備進行合理的分配和配置，從而實現(xiàn)優(yōu)化的出力決策與分配，以滿足各種負荷需求。
第二，實施一體化優(yōu)化管控技術(shù)。通過建立數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對混合儲能系統(tǒng)的高效管理?？蓪⒉煌膬δ茉O備組成的混合儲能系統(tǒng)看作一個整體，利用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)和運營管理方法來協(xié)調(diào)、優(yōu)化整個系統(tǒng)的運行效率。
第三，構(gòu)建多目標規(guī)劃模型。為了實現(xiàn)出力決策與分配的有效解決，可以結(jié)合多目標規(guī)劃模型，將混合儲能系統(tǒng)的出力、安全性、壽命、經(jīng)濟性等因素進行綜合考慮，確定最佳出力分配方案，從而使混合儲能系統(tǒng)的整體運行實現(xiàn)最佳化。
針對“混合儲能系統(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，完善多種輔助服務市場交易品類。擴大混合儲能系統(tǒng)的應用范圍，例如將其應用于電網(wǎng)平衡、備用容量、防止電力故障等領(lǐng)域；完善多種輔助服務市場交易品類，促進混合儲能技術(shù)在市場上的推廣和應用。
第二，共享儲能協(xié)同互補。建立共享儲能協(xié)同互補的平臺，通過資源共享和信息交流，促進混合儲能技術(shù)的發(fā)展。例如，在城市中心建立多個地點分布的共享儲能站，為城市街道提供緊急備電服務。
第三，拓展融資渠道與降低成本。混合儲能系統(tǒng)在相關(guān)領(lǐng)域投資頗高，可以采用政府補貼、社會投資及創(chuàng)新金融等方式來拓展融資渠道并降低成本。此外，在設備運營時，應注重降低維護和管理成本，優(yōu)化儲能設備的整體效益。
綜上所述，混合儲能技術(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，混合儲能技術(shù)的發(fā)展還需要克服一系列技術(shù)、經(jīng)濟及政策上的挑戰(zhàn)，需要政府、企業(yè)和科研機構(gòu)等各方采取措施，共同促進混合儲能技術(shù)的創(chuàng)新應用。
