抽水蓄能与储能协同配置 助力新型电力系统构建

来源:国家电网报发布时间:2021-10-26 14:56:57

  随着我国能源结构加快转型,电力系统中新能源装机占比将进一步增大,电力系统对灵活性调节电源的需求将明显增加。探索灵活性资源配置新模式,是助力构建新型电力系统的必要手段之一。抽水蓄能与电化学储能联合配置的模式在国际上也备受关注。

  今年9月,国际水电协会(IHA)主办的第八届世界水电大会设置了主题为“水电与电池一站式解决方案”的线上直播边会,国网经济技术研究院有限公司在会上提出抽水蓄能和电化学储能联合配置运行模式。未来,二者协同运行在以新能源为主体的新型电力系统中,将对系统灵活性的提升起到重要支撑作用,也可进一步提升清洁能源的消纳水平。

  新型电力系统加快构建,对电力系统调节能力提出新要求

  近年来,我国能源体系逐步向清洁低碳、安全高效的方向转型,新能源在电力系统中的规模日益增大。随着我国碳达峰、碳中和目标的提出和新型电力系统加快构建,新能源将进入高速发展期。

  新能源具有较强的间歇性和随机性。新能源发电并网规模的不断扩大对电网调节能力也提出了更高要求。2020年,国家电网有限公司经营区新能源利用率为97.1%,同比提高0.3个百分点,但局部地区仍存在一定的新能源消纳问题。未来,随着新能源装机占比的不断提高,因电力系统调节能力不足引发的消纳问题将更为突出。同时,新能源出力存在较大的不确定性,无法成为长时间稳定供电的电力来源,并且为电力系统提供备用容量的能力也较为有限,因而电力系统的安全稳定运行将面临重大挑战。

  10月24日发布的《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,加快推进抽水蓄能和新型储能规模化应用。抽水蓄能作为电力系统中重要的调节电源,一直承担着保障大电网安全和促进新能源消纳的重要任务。近年来,新型储能中装机容量占比最高的电化学储能在电网中的规模稳步增长,技术也逐步成熟。目前,我国抽水蓄能和电化学储能的总规模已占到储能总容量的90%以上。

  在新型电力系统中,抽水蓄能和电化学储能都是重要的调节资源。抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电,通过此种工作模式对电力系统进行调节,保障系统安全稳定运行。随着技术的不断进步,未来调节能力更好的变速机组将得到广泛应用。抽水蓄能具有容量大、经济性好、使用寿命长等优势,但建设周期较长,对选址的要求较高,受地理条件约束较大。

  电化学储能通过化学反应来实现电能的存储和释放。目前较常见的电化学储能电池类型主要有锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠硫电池等。截至2020年,我国已投运的电化学储能装机容量超300万千瓦。与抽水蓄能相比,电化学储能布置较为灵活,建设周期较短,且响应速度较快,一般可以达到秒级响应。但电化学储能目前成本较高,因此配置规模一般较小。同时,电化学储能因电池部分为高能物质部件,其安全性也与抽水蓄能存在一定差距,亟须进一步完善安全标准体系,加强本体安全性能提升相关研究,以实现未来长足发展。

  抽水蓄能与电化学储能协同配置有何优势

  不难看出,抽水蓄能和电化学储能在技术方面存在一定的互补性。在新型电力系统中,如果能将抽水蓄能与电化学储能协同配置,可以提升调节电源容量、减少碳排放等,达到“1+1>2”的效果。

  ●提升电力系统调节能力

  抽水蓄能在电力系统中一般有六大功能:调峰、调频、调相、储能、系统备用、黑启动。电化学储能与抽水蓄能协同运行,可利用电化学储能的快速响应特性提升整体的调节性能。例如,在系统发生频率波动时,电化学储能响应速度较快,可以立即响应进行系统调频,对频率起到快速支撑的作用,防止系统频率迅速增高或跌落。但一般情况下,电化学储能的容量较小,无法长时间维持充电或放电状态,而抽水蓄能通常容量较大,可以在响应后进行较长时间的持续功率支撑,以维持电网频率稳定。此外,在调峰、调相、系统备用等方面,二者协同运行也可以发挥更大作用。

  ●优化调节电源容量配置

  抽水蓄能与电化学储能在调节能力、响应速度、建设条件、建设规模等方面具有一定互补性。针对电力系统不同的调节需求,两种调节电源的协同配置可以优化调节电源的容量规模,避免冗余配置、资源浪费。另外,随着电力市场建设的逐步完善,抽水蓄能和电化学储能协同配置,可参与多种电力系统辅助服务,发挥各自优势,并获得经济收益。

  ●减少碳排放

  现阶段,电力系统的调峰、调频等服务很大程度上依赖常规火电机组。新能源装机占比的不断提升可能导致电力系统调节能力不足。这在一定程度上也会制约新能源的发展。因此,构建新型电力系统需要开发清洁低碳的调节电源,如抽水蓄能和电化学储能等。二者协同运行可为新能源电源接入创造更有利的系统环境,还能起到降低碳排放的作用。

  抽水蓄能与电化学储能协同配置需要哪些关键技术

  ●容量配置技术

  在考虑抽水蓄能和电化学储能协同配置时,需要研究配置何种类型的电化学储能,以及二者的容量关系。因此,必须先明确区域电网的调节需求,包括新能源消纳情况、负荷峰谷差情况、系统频率/电压波动情况等,针对不同的调节需求,选择合适的储能类型。之后结合对调节需求的量化分析结果,确定电化学储能和抽水蓄能的容量配置关系。重点要综合考虑多种因素,如市场政策情况、电力系统规划运行情况等。同时,电力系统往往存在多种调节需求,确定多目标需求下的容量优化配置方案,也是二者协同配置的关键。

  ●接入技术

  受地理条件等因素限制,目前抽水蓄能电站的选址存在一定的局限性。而电化学储能的布置相对灵活,需要考虑其接入点位置对于调节效果的影响。对于电化学储能,除了集中接入的方式外,还可以考虑分散接入方式,这将使接入点的选择较为复杂。同时,未来如果建设部分对建设条件要求相对宽松的小型抽水蓄能电站,抽水蓄能的接入点选择也将成为一个新的研究方向。

  ●协同运行技术

  在实际应用中,针对电网不同的调节需求,需要对抽水蓄能和电化学储能制订相对应的协同运行策略。这一过程中要考虑多种影响因素,如抽水蓄能电站的库容约束、电化学储能的容量约束等。例如,二者协同调峰时,需结合调峰缺口的持续时间、调峰缺口的大小,安排合理的协同运行策略。同时,由于抽水蓄能、电化学储能和常规火电机组相比,都具有响应速度较快、转换工作模式较灵活等特点,也需要确定灵活性更高的调度控制方式,以更好地发挥二者的调节性能。

  随着技术及相关政策机制的不断完善,抽水蓄能和电化学储能协同配置将有助于提升电网的调节性能,实现新能源电源友好接入,对构建以新能源为主体的新型电力系统起到关键作用。
 

  (作者单位:国网经济技术研究院有限公司)

  作者:马实一 周泊宇 来源:国家电网报

责任编辑:zhouzhenkun
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
深化合作 | 天合储能携手Clarke Energy与Temporis Capital,三大英国BESS项目合作再升级来源:天合光能 发布时间:2026-10-14 10:31:38

天合储能携手Clarke Energy、Temporis Capital在英推进三大BESS项目(总规模145MW/290MWh),覆盖已投运、在建、新签约全阶段,彰显Elementa平台技术演进。合作突破设备交付,延伸至全生命周期运营,含动态运维、多合约计量等增值服务,并深化与Rehlko战略协同,树立英国储能“长期主义”合作新范式。

安徽出台行动方案 全链条保护光伏和新型储能产业知识产权来源:安徽省市场监督管理局 发布时间:2026-10-14 09:01:32

安徽省出台《加强先进光伏和新型储能产业知识产权保护行动方案(2026–2027年)》,聚焦光伏与新型储能两大战略性新兴产业,实施覆盖创造、运用、保护、管理、服务全链条的知识产权保护举措。方案以破解行业“内卷式”竞争、支撑“1188”现代化产业体系和“三地一区”建设为目标,提出到2027年完善知识产权治理体系、扩大高价值专利布局、提升海外风险应对能力等具体目标。重点任务包括:强化前沿技术领域核心专利储备,优化专利预审服务并推行“一企一策”精准指导;健全产业链全环节风险监测与预警机制;构建行政、司法、调解、仲裁协同保护格局;推动专利开放许可、专利池建设及成果转化落地;加强海外维权援助与商标品牌培育;并系统开展企业知识产权人才培训与能力建设。(199字)

2026世界新能源新材料大会在鄂尔多斯启幕!来源:中华网 发布时间:2026-10-13 13:40:16

2026世界新能源新材料大会于10月12日在内蒙古鄂尔多斯市开幕,主题为“多元协同·多能互补 共创全球能源新生态”。大会旨在落实国家能源安全新战略,推广内蒙古特别是鄂尔多斯在传统能源清洁转型与新能源新材料耦合发展方面的实践经验。活动采用“1+1+1+N”架构,涵盖开幕式、高级别政产学研会议、大型展览及多项专题论坛,聚焦多能互补示范、关键技术攻关、零碳场景落地等核心议题。现场发布五项重大创新成果,覆盖可持续航空燃料、AI能源调度平台、氢能管道用钢、稀土固态储氢及煤基固废高值利用等领域。300余家企业、8000余名代表参会,央国企与行业领军企业集中展示风、光、氢、储、车及煤基新材料全链条技术与应用,推动全球能源新生态构建。(199字)

光储收益怎么拉高?天合蓝海2+天盈AI正在批量交付!来源:天合光能分布式 发布时间:2026-10-10 10:29:08

天合光能推出“蓝海2储能系统+天盈AI”一体化方案,依托自研AI算法实现24小时电价、出力与负荷精准预测,每小时动态优化充放电策略,深度耦合光储与生产计划。山东5套项目落地光储充场站及生产型企业,提升消纳率与收益,打造企业“第二利润中心”。

Solar Pakistan 2026 | 禾迈以多场景智慧光储解决方案,拓展南亚能源发展机遇来源:禾迈Hoymiles 发布时间:2026-10-10 09:50:53

禾迈亮相2026巴基斯坦国际太阳能展,首发DIY光储、户用光储及工商业储能三大场景解决方案。针对当地净计费新政、高温电网不稳与高电价痛点,推出HiFlow微型逆变器、HiOne户储一体机、HoyUltra 2000M液冷储能系统等创新产品,以高效率、快部署、强适配助力巴国能源自主转型。

工厂光伏储能方案:收益分析与品牌选型指南来源:阳光电源 发布时间:2026-09-29 10:20:05

本文深度解析工厂光伏储能方案四大核心维度:投资收益、回收期、峰谷套利能力与政策支持,聚焦阳光电源领先优势——全球BESS集成商综合排名第一,En-grow 2.0智能调度提升收益12%,PowerStack方案回收期缩至3.5年,并覆盖全电压等级场景。

涵盖光伏与储能,Invenergy携手HASI推进2.7GW资产组合来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-24 09:06:53

美国清洁能源开发商Invenergy与基础设施投资机构HASI扩大战略股权合作,共同推进总规模达2.7GW的新能源资产组合,涵盖光伏、光伏配储及风电项目。该组合包含分布于7个州、6大电力市场的10个项目,目前已超850MW投入运营,剩余项目预计最迟于2027年第一季度实现商业运营。HASI将按项目投产节奏提供资金支持,所有项目均配有与企业、公用事业及公共部门等投资级购电方签署的长期购电协议。Invenergy保留多数股权并持续负责运营管理。此次合作旨在加速资本循环、支撑Invenergy长期增长,也契合HASI近期在清洁能源领域的系列布局,包括与Sunrun合作融资分布式能源及发行10亿美元绿色债券等举措。(199字)

华电集团总经理徐树彪:加快构建新型电力系统 支撑新型能源体系建设来源:中国电力报 发布时间:2026-09-23 09:17:20

本文是中国华电集团总经理徐树彪关于数智赋能光伏及新能源产业、支撑新型电力系统建设的专题阐述。文章围绕三大核心路径展开:一是大力推进新能源开发,截至当前清洁能源装机占比达62.2%,目标到“十五五”末装机超4亿千瓦、新能源装机倍增、清洁能源占比超70%;二是加快绿色氢氨醇全产业链布局,推进制氢、储运、掺氢掺氨示范及多领域规模化应用;三是深化能源数字化转型,建成新能源智慧生产平台,实现巡检机器替代率约70%、无人值守场站超30%,并首创径流预测大模型等智能应用。文末提出三项政策建议,聚焦消纳调节能力提升、绿色燃料市场机制完善和电力数据治理与智能模型建设,以系统性支撑新型能源体系建设。(199字)

国家能源集团副总经理傅振邦:携手构建新型电力系统 全面支撑能源强国建设来源:中国电力报 发布时间:2026-09-23 09:12:20

本文是国家能源集团副总经理傅振邦围绕“构建新型电力系统、支撑能源强国建设”所作的主题阐述。文章立足“十五五”发展新阶段,系统提出推进新型电力系统建设的三大路径:一是把握“四大变化”,即战略定位由行业命题升维为强国命题、运行模式由“源随荷动”转向“多元互动”、发展动能由经验驱动升级为智能驱动、推进机制由政策保障转向市场驱动;二是坚持“四个确保”,即确保能源保供“顶得上”、调节能力“让得出”、电源结构“转得好”、市场主体“稳得住”;三是做好“四篇大文章”,聚焦能源安全、绿色转型、科技创新和价值提升,统筹推进煤电支撑、新能源基地建设、“绿电+算力”融合及电力市场适应性改革。(198字)

福建龙岩市:建设一批零碳园区、零碳工厂 布局建设光伏和新型储能等项目来源:龙岩市人民政府 发布时间:2026-09-20 14:06:51

本文是中共龙岩市委、市政府发布的《关于构建具有龙岩特色的创新体系加快建设闽西革命老区高质量发展示范区的实施意见》,系统部署了龙岩市未来十五年(至2035年)创新驱动发展的总体目标与重点任务。文件以落实中央和省委决策部署为遵循,聚焦建设高质量发展示范区,提出构建“企业主导的技术创新”“研用结合的成果转化”“两创融合的现代化产业”“全域覆盖的数智赋能”“近悦远来的创新人才”“优质高效的创新生态”六大体系。核心举措包括:培育专精特新企业与高价值专利,攻关新材料、锂电新能源等关键技术;建设零碳园区、零碳工厂,布局光伏、抽水蓄能及新型储能项目;深化“沿海研发+老区制造”协作,推广“揭榜挂帅”“人工智能+”等机制;并配套强化人才引育、科技金融、知识产权保护等保障支撑。(199字)

当光储协同遇上AI算力:构网型储能如何稳住AIDC?2026光储协调应用创新发展大会来源:天合光能 发布时间:2026-09-20 09:26:22

2026光储大会聚焦AIDC能源挑战,天合储能发布构网型储能全域融合方案:覆盖脉冲耐受电芯、构网型PCS、电算协同EMS及800V HVDC配电,实现秒级响应、PUE<1.15、TCO降20%,推动储能从“支撑电网”迈向“赋能算力”新纪元。