中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:“十四五”以來(lái),新型儲(chǔ)能作為我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵支撐技術(shù),在政策紅利與市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。今年9月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《新型儲(chǔ)能規(guī)?;ㄔO(shè)專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案(2025~2027年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》),明確提出到2027年全國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到1.8億千瓦以上的總體目標(biāo),并確立了以鋰離子電池儲(chǔ)能為主導(dǎo)、多元化技術(shù)路線協(xié)同發(fā)展的總體方向?!秾?zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》既明確了量化的裝機(jī)目標(biāo),也為行業(yè)破解技術(shù)瓶頸、完善市場(chǎng)機(jī)制指明了方向。
本文立足政策導(dǎo)向,結(jié)合作者在電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與工程實(shí)踐方面的經(jīng)驗(yàn),從技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景拓展、市場(chǎng)機(jī)制完善、安全體系構(gòu)建四個(gè)維度,分析新型儲(chǔ)能規(guī)?;ㄔO(shè)中的核心問(wèn)題與破題思路,為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
技術(shù)演進(jìn):從單一路線到多元協(xié)同的迭代路徑
技術(shù)創(chuàng)新是新型儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力?!秾?zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》提出“提升技術(shù)裝備水平,推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)突破”,明確了儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化、核心設(shè)備升級(jí)、新型電池研發(fā)等重點(diǎn)方向。當(dāng)前,行業(yè)正經(jīng)歷從粗放式發(fā)展向精細(xì)化、高效化、安全化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段,技術(shù)路線呈現(xiàn)“主流技術(shù)迭代升級(jí)、替代技術(shù)加速突破”的雙重特征。
儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)
儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)直接決定了充放電效率、可用容量與運(yùn)行可靠性,是規(guī)?;瘧?yīng)用的核心支撐。目前,行業(yè)技術(shù)路線已形成“集中式—分散式—高壓直掛”的清晰演進(jìn)脈絡(luò),不同架構(gòu)在不同應(yīng)用場(chǎng)景中呈現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)展態(tài)勢(shì)。
傳統(tǒng)集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)一般將多個(gè)電池簇并聯(lián)匯流,通過(guò)兆瓦級(jí)儲(chǔ)能變流器(PCS)進(jìn)行集中式能量處理。這種儲(chǔ)能架構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,PCS單機(jī)功率相對(duì)較大,初期設(shè)備成本較低。但將大量電池簇直接并聯(lián)的粗放式能量管理存在“木桶效應(yīng)”、簇間環(huán)流等固有缺陷,導(dǎo)致系統(tǒng)可用容量降低,故障易擴(kuò)散,制約大規(guī)模應(yīng)用安全性與經(jīng)濟(jì)性。
為破解集中式架構(gòu)的技術(shù)瓶頸,分散式架構(gòu)憑借精細(xì)化控制優(yōu)勢(shì)逐步成為行業(yè)主流。該架構(gòu)以“簇級(jí)獨(dú)立管理”為核心設(shè)計(jì)理念,通過(guò)兩級(jí)功率變換或單級(jí)變換拓?fù)?,?shí)現(xiàn)每個(gè)電池簇的獨(dú)立能量處理與精準(zhǔn)控制,從根本上消除了簇間環(huán)流問(wèn)題,降低了對(duì)電池一致性的要求。
相較于集中式儲(chǔ)能,分散式儲(chǔ)能的核心優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了簇級(jí)獨(dú)立控制,徹底解決了并聯(lián)環(huán)流、“木桶效應(yīng)”等痛點(diǎn)。系統(tǒng)對(duì)電池一致性要求降低,兼容性更強(qiáng),運(yùn)維操作得以簡(jiǎn)化,在容量可用率、循環(huán)壽命及整體安全性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
盡管分散式儲(chǔ)能有效解決了環(huán)流與“木桶效應(yīng)”等傳統(tǒng)問(wèn)題,但在面向吉瓦時(shí)級(jí)超大規(guī)模儲(chǔ)能電站建設(shè)時(shí),仍面臨單機(jī)容量有限、系統(tǒng)集成復(fù)雜度高、依賴(lài)工頻變壓器導(dǎo)致效率與穩(wěn)定性受限、散熱與防護(hù)矛盾突出等挑戰(zhàn)。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),高壓直掛式架構(gòu)成為技術(shù)突破的關(guān)鍵方向。該架構(gòu)采用級(jí)聯(lián)H橋變換器拓?fù)洌闺姵卮亟?jīng)功率單元逆變后直接串聯(lián)形成高壓,無(wú)需工頻變壓器即可接入35千伏及以上電網(wǎng),在提升單機(jī)容量、系統(tǒng)效率與響應(yīng)速度的同時(shí),保留了分散式架構(gòu)的精細(xì)化管理優(yōu)勢(shì)。截至2025年11月,行業(yè)內(nèi)已建成多個(gè)高壓直掛儲(chǔ)能示范項(xiàng)目,實(shí)測(cè)充放電效率最高可達(dá)91.85%,較傳統(tǒng)低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)提升約4~6個(gè)百分點(diǎn),單機(jī)容量突破25兆瓦,為超大規(guī)模儲(chǔ)能電站的集約化建設(shè)提供了可行路徑,有望成為未來(lái)建設(shè)超大規(guī)模儲(chǔ)能的核心技術(shù)路線。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能:高比例新能源電網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能可模擬同步發(fā)電機(jī)的外特性,具備自主構(gòu)建電壓和頻率的能力,可主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓與頻率,提升系統(tǒng)慣量與短路容量,成為增強(qiáng)高比例新能源電網(wǎng)穩(wěn)定性和靈活性的關(guān)鍵手段。
當(dāng)前,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)面臨兩大發(fā)展方向:低壓構(gòu)網(wǎng)與高壓直掛構(gòu)網(wǎng)。低壓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能受限于PCS單機(jī)容量較小,百兆瓦級(jí)電站需協(xié)調(diào)數(shù)百臺(tái)電壓源型PCS實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)協(xié)同控制,技術(shù)復(fù)雜度高、可靠性面臨考驗(yàn);而高壓直掛構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能憑借單機(jī)容量大(突破20兆瓦)的優(yōu)勢(shì),百兆瓦級(jí)電站僅需數(shù)套系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)運(yùn)行,大幅簡(jiǎn)化了控制架構(gòu),提升了響應(yīng)速度與運(yùn)行穩(wěn)定性。此外,高壓直掛構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能無(wú)需工頻變壓器,與主電網(wǎng)電氣距離更近,更能滿(mǎn)足新型電力系統(tǒng)對(duì)高功率、快速主動(dòng)支撐的需求,已成為行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)方向。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的完善為構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能規(guī)?;瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前,國(guó)內(nèi)已發(fā)布《構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范》等團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),明確了構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的技術(shù)指標(biāo)、測(cè)試方法與應(yīng)用要求,推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用從示范走向標(biāo)準(zhǔn)化。未來(lái),隨著技術(shù)成熟度提升與應(yīng)用場(chǎng)景拓展,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能將在新能源基地、電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)、微電網(wǎng)等場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署,成為新型電力系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”與“調(diào)節(jié)器”。
應(yīng)用場(chǎng)景拓展:從單一輔助服務(wù)到全場(chǎng)景多元賦能
《專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》提出“拓展新型儲(chǔ)能多元應(yīng)用場(chǎng)景,提升綜合價(jià)值”,明確了電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)、用戶(hù)側(cè)三大場(chǎng)景的發(fā)展重點(diǎn)。隨著技術(shù)成熟度提升、政策支持力度加大及市場(chǎng)機(jī)制的開(kāi)拓,新型儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景正從傳統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻、輔助服務(wù),向新能源消納、用能優(yōu)化、微電網(wǎng)支撐等多元化方向拓展。
電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能:保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行
在《專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》的指引下,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能將重點(diǎn)布局于新能源基地、負(fù)荷中心、電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)等區(qū)域:在新能源基地,儲(chǔ)能可平抑風(fēng)電、光伏出力波動(dòng),實(shí)現(xiàn)新能源功率平滑輸出;在負(fù)荷中心,儲(chǔ)能可通過(guò)峰谷價(jià)差套利、提供調(diào)峰服務(wù)緩解電網(wǎng)供電壓力;在電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié),儲(chǔ)能可提升系統(tǒng)慣量與電壓支撐能力,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
目前,電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能已進(jìn)入規(guī)?;ㄔO(shè)階段,百兆瓦級(jí)、吉瓦級(jí)儲(chǔ)能電站陸續(xù)落地。但仍面臨部分問(wèn)題:一是部分地區(qū)電網(wǎng)接入條件受限,制約了儲(chǔ)能電站的規(guī)?;渴?;二是輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制不完善,儲(chǔ)能的調(diào)峰、調(diào)頻價(jià)值難以充分體現(xiàn);三是超大規(guī)模儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)集成與運(yùn)維難度較大。未來(lái),需通過(guò)加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃與儲(chǔ)能布局協(xié)同、完善輔助服務(wù)價(jià)格機(jī)制、提升系統(tǒng)集成與運(yùn)維技術(shù)水平等方式,推動(dòng)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展。
電源側(cè)儲(chǔ)能:助力新能源消納與電力保供
《專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》明確要求新能源項(xiàng)目配套建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施,或通過(guò)租賃儲(chǔ)能等滿(mǎn)足消納要求,為電源側(cè)儲(chǔ)能提供了廣闊市場(chǎng)空間。
儲(chǔ)能還可用于火電機(jī)組靈活性改造等場(chǎng)景,通過(guò)儲(chǔ)能與常規(guī)火電等電源的協(xié)同運(yùn)行,可提升機(jī)組調(diào)峰能力與運(yùn)行靈活性,保障電力系統(tǒng)供需平衡。
當(dāng)前,電源側(cè)儲(chǔ)能面臨的主要挑戰(zhàn)是投資回收機(jī)制不清晰。部分新能源配套儲(chǔ)能項(xiàng)目存在“重建設(shè)、輕運(yùn)營(yíng)”現(xiàn)象,儲(chǔ)能設(shè)施利用率較低,難以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)運(yùn)營(yíng)。未來(lái),需通過(guò)完善價(jià)格政策、推動(dòng)儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)、探索儲(chǔ)能容量補(bǔ)償?shù)壬虡I(yè)模式,提升電源側(cè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性與利用率。
用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能:釋放終端用能優(yōu)化潛力
隨著工商業(yè)用戶(hù)峰谷電價(jià)差逐步拉大、虛擬電廠政策落地實(shí)施,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的商業(yè)化潛力持續(xù)釋放。
在峰谷套利場(chǎng)景,用戶(hù)通過(guò)低谷時(shí)段充電、高峰時(shí)段放電,利用峰谷電價(jià)差獲取收益;在應(yīng)急供電場(chǎng)景,儲(chǔ)能可為數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、工業(yè)等重要用戶(hù)提供不間斷電源,保障用電安全;在綠電消費(fèi)場(chǎng)景,用戶(hù)可通過(guò)“光伏+儲(chǔ)能”模式實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用,提升綠電消費(fèi)比例。
此外,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能通過(guò)聚合參與虛擬電廠,成為電力市場(chǎng)的重要參與主體,可獲取輔助服務(wù)收益,進(jìn)一步提升商業(yè)價(jià)值。目前,國(guó)內(nèi)已有多個(gè)虛擬電廠試點(diǎn)項(xiàng)目落地,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能作為核心資源參與調(diào)頻、調(diào)峰等輔助服務(wù),展現(xiàn)出良好的市場(chǎng)化前景。但用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能仍面臨投資成本較高、商業(yè)模式單一、部分地區(qū)峰谷電價(jià)差不足等問(wèn)題,需通過(guò)技術(shù)降本、政策支持、商業(yè)模式創(chuàng)新等方式破解。
市場(chǎng)機(jī)制完善:破解規(guī)?;l(fā)展的制度瓶頸
新型儲(chǔ)能規(guī)?;ㄔO(shè)離不開(kāi)完善的市場(chǎng)機(jī)制支撐。當(dāng)前,我國(guó)新型儲(chǔ)能市場(chǎng)機(jī)制仍處于起步階段,存在價(jià)格形成機(jī)制不健全、輔助服務(wù)市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻高、商業(yè)模式單一、投資回收周期長(zhǎng)等問(wèn)題,制約了行業(yè)的市場(chǎng)化、規(guī)模化發(fā)展。
當(dāng)前市場(chǎng)機(jī)制存在的主要問(wèn)題
價(jià)格機(jī)制不健全。儲(chǔ)能的服務(wù)價(jià)值缺乏科學(xué)的定價(jià)機(jī)制,部分地區(qū)輔助服務(wù)價(jià)格偏低,難以覆蓋儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資與運(yùn)營(yíng)成本;現(xiàn)貨價(jià)差不足以支撐用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的商業(yè)化運(yùn)營(yíng);容量電價(jià)政策缺失,儲(chǔ)能的容量?jī)r(jià)值難以體現(xiàn)。
市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻高。部分地區(qū)輔助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目的裝機(jī)容量、響應(yīng)速度等要求較高,中小規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目難以參與;電力現(xiàn)貨市場(chǎng)尚未全面放開(kāi)儲(chǔ)能準(zhǔn)入,儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)價(jià)值難以通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)。
商業(yè)模式單一。當(dāng)前儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益主要依賴(lài)政府補(bǔ)貼、峰谷套利與輔助服務(wù)收益,商業(yè)模式較為單一,抗風(fēng)險(xiǎn)能力較弱;共享儲(chǔ)能、儲(chǔ)能租賃、虛擬電廠等創(chuàng)新商業(yè)模式仍處于試點(diǎn)階段,尚未形成規(guī)?;茝V的條件。
跨主體協(xié)同機(jī)制缺失。儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)涉及電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、用戶(hù)、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商等多個(gè)主體,各主體之間的利益分配機(jī)制不清晰,協(xié)同運(yùn)營(yíng)難度較大;儲(chǔ)能與新能源、電網(wǎng)的規(guī)劃協(xié)同不足,導(dǎo)致部分儲(chǔ)能項(xiàng)目接入受限或利用率偏低。
完善市場(chǎng)機(jī)制的破題思路
健全價(jià)格形成機(jī)制。一是完善輔助服務(wù)價(jià)格政策,建立基于成本與價(jià)值的調(diào)峰、調(diào)頻價(jià)格形成機(jī)制,合理提高輔助服務(wù)價(jià)格;二是進(jìn)一步推進(jìn)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),合理提高現(xiàn)貨上限價(jià)格,為儲(chǔ)能創(chuàng)造更大的套利空間;三是探索建立儲(chǔ)能容量電價(jià)機(jī)制,將儲(chǔ)能的容量?jī)r(jià)值納入電力市場(chǎng)定價(jià)體系,保障儲(chǔ)能項(xiàng)目的長(zhǎng)期穩(wěn)定收益。
降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻。一是優(yōu)化輔助服務(wù)市場(chǎng)準(zhǔn)入條件,允許中小規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目通過(guò)聚合方式參與市場(chǎng);二是加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),明確儲(chǔ)能在現(xiàn)貨市場(chǎng)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)與交易規(guī)則,支持儲(chǔ)能參與實(shí)時(shí)電量交易與輔助服務(wù);三是建立儲(chǔ)能項(xiàng)目與新能源項(xiàng)目、電網(wǎng)項(xiàng)目的協(xié)同規(guī)劃?rùn)C(jī)制,保障儲(chǔ)能項(xiàng)目的電網(wǎng)接入權(quán)。
推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng)新。一是大力推廣共享儲(chǔ)能模式,通過(guò)集中建設(shè)儲(chǔ)能電站,為多個(gè)新能源項(xiàng)目、用戶(hù)提供儲(chǔ)能服務(wù),提升儲(chǔ)能設(shè)施利用率;二是發(fā)展儲(chǔ)能租賃業(yè)務(wù),降低新能源項(xiàng)目與用戶(hù)的初始投資壓力;三是壯大虛擬電廠產(chǎn)業(yè),聚合分布式儲(chǔ)能、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能等資源,參與電力市場(chǎng)與輔助服務(wù)市場(chǎng),拓展儲(chǔ)能的收益渠道;四是探索儲(chǔ)能與綠電、碳交易的銜接機(jī)制,提升儲(chǔ)能的環(huán)境價(jià)值。
建立跨主體協(xié)同機(jī)制。一是明確電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商等主體的責(zé)任與義務(wù),建立合理的利益分配機(jī)制;二是加強(qiáng)儲(chǔ)能與新能源、電網(wǎng)的規(guī)劃協(xié)同,將儲(chǔ)能納入電力系統(tǒng)整體規(guī)劃,優(yōu)化儲(chǔ)能布局;三是推動(dòng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化項(xiàng)目建設(shè),實(shí)現(xiàn)各主體協(xié)同運(yùn)營(yíng)、利益共享。
筑牢安全根基:“技術(shù)創(chuàng)新+監(jiān)管”實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全
當(dāng)前,電化學(xué)儲(chǔ)能核心功率器件(如IGBT模塊)等部分關(guān)鍵零部件仍依賴(lài)進(jìn)口,存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn);長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)(如液流電池)的能量密度、循環(huán)壽命等指標(biāo)仍需提升,成本偏高;安全技術(shù)體系尚未完全成熟,熱失控預(yù)警與處置的時(shí)效性仍需加強(qiáng);行業(yè)監(jiān)管體系尚未完善,安全監(jiān)管責(zé)任劃分不清晰。
為實(shí)現(xiàn)行業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展,破題舉措可從以下兩方面入手:一是強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新支撐。加大國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)支持力度,聚焦高壓直掛、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、安全消防等關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān);支持核心零部件國(guó)產(chǎn)化替代,建立自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈;加快技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定,統(tǒng)一技術(shù)路線與測(cè)試方法,推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展;完善產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制,鼓勵(lì)企業(yè)與高校、科研機(jī)構(gòu)合作,提升技術(shù)轉(zhuǎn)化效率。
二是完善政策支持體系。加快落實(shí)容量電價(jià)、輔助服務(wù)價(jià)格等政策,建立科學(xué)的價(jià)格形成機(jī)制;擴(kuò)大峰谷電價(jià)差試點(diǎn)范圍,優(yōu)化分時(shí)電價(jià)時(shí)段劃分;加強(qiáng)儲(chǔ)能與新能源、電網(wǎng)的規(guī)劃協(xié)同,保障儲(chǔ)能項(xiàng)目的電網(wǎng)接入;完善安全監(jiān)管體系,明確安全責(zé)任劃分,加強(qiáng)儲(chǔ)能電站全生命周期安全監(jiān)管。




