隨著新能源占比增加，電網穩定性要求與新能源波動性愈發凸顯的矛盾。

（來源：微信公眾號：飛輪儲能 ID：RotEnergy 作者：羅特尼克）

數據顯示，2019年，我國非化石能源占能源消費比重達15.3%，提前一年完成“十三五”規劃目標。到2019年底，我國可再生能源發電裝機達到7.94億千瓦，同比增長9%，約占全部電力裝機的39.5%，同比上升1.1個百分點，可再生能源的清潔能源替代作用日益突顯；風電、光伏發電首次“雙雙”突破2億千瓦。

風電的出力日內波動幅度最高可達80%，出力高峰出現在凌晨前后，從上午開始逐漸回落，午后到最低點，“逆負荷”特性更明顯。光伏的日內波動幅度100%，峰谷特性鮮明，正午達到當日波峰，正午前后均呈均勻回落態勢，夜間出力為0。風電光伏出力受氣象因素影響較大，然而氣象因素無法做長期預測。即使做短期預測，風速、風向和云量等因素變化也非常復雜，難以準確預測。這使得風電和光伏出力準確性下降，給電網運行調度造成了難度。儲能的出現讓電力可以被存儲，可以看做是“電力倉庫”，通過電力時移維持電網平衡。

儲能是更優質的靈活性資源。電力靈活性資源的供應主體較少，傳統意義上的主體為煤電、燃機，近年來出現了新的主體——電儲能。相對于前兩種資源，儲能更環保，且具備優異的調節性能、靈活的安裝方式和高質量的調節能力等多種優勢，必將成為未來最主要的靈活性資源。

首先，穩定電網。電網的特殊性就在于電力供需實時平衡。我國的電網是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、線路長度最長的電網，電網的穩定性要求極高。即使是最細微的供需失衡也會導致電網的頻率波動，而電網的頻率只能限定在極小的范圍內波動（國網規定不超過±0.2Hz），因此需要調度系統通過實時調節各類電源的發電出力維持頻率不超過穩定極限。

其次，實現新能源價值。儲能可以使得新能源成為電網友好型優質電源，同時幫助新能源實現多種價值，包括滿足電網硬性要求、平滑出力曲線、提供輔助服務等。

隨著光伏風電發電比例不斷增大，電網的調頻需求越來越大。傳統的電網調頻往往通過火電機組或水電機組來實現，風電和光伏發電機組不僅本身不具備調節能力，其出力的間歇性還增加了電網的調頻負擔。

為了緩解調頻壓力，國內包括山西在內已經有多個省份出臺政策，要求新能源（風電場、光伏發電站）通過保留有功備用或者配置儲能，同時通過快速響應改造實現一次調頻功能，只有具備一次調頻功能的場站才可并網運行。

調頻功能要求發電機組具備發電出力的雙向調節能力，也就是具備能量備用功能，如采用預留發電容量方式，對新能源機組則意味著永久性不能滿發。這對于新能源機組來說無疑會造成大量的發電量浪費，導致經濟性下降。采用配置儲能方案，系統響應速度更快。在接收到調頻指令后，儲能裝置快速響應，達到穩定的技術指標；等風電光伏出力逐步跟上后，逐漸減少儲能出力。通過靈活的充放電方案，無需限制發電。即使在發電峰值，也具備提升出力的能力。為保證儲能的高效利用，優化儲能配置，可以將儲能設備按容量分為大容量儲能和小容量儲能兩部分。

在電網頻率頻繁波動的區域，頻繁動作小容量儲能裝置；在小儲能不能滿足要求時，再用大容量儲能補充。這樣可以最大程度減少全部儲能裝置的動作次數，實現儲能裝置的經濟利用。物理儲能和化學儲能的混合儲能方式也是優化儲能配置的方式之一。

最后，提高新能源消納。并不是所有的新能源電站都一定要配置儲能系統，比較適合配置儲能的場景包括棄風棄光率較高的地區，以及電網要求的以配置儲能作為并網前置條件的大型電站項目。另一個趨勢是在新能源匯集后集中配置儲能，目前業內已經提出在風電、光伏匯集并網點設置集中儲能裝置，以最大程度提高儲能系統的利用率。預計儲能滲透率將會逐步提高，但并不會達到100%，最終滲透率取決于靈活性資源的發展及電網優化調度能力。