储能技术在高比例可再生能源电力系统中的应用

王玥娇，张兴友，郭俊山

（山东电力研究院，山东 济南 250003）

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长期的化石燃料使用逐渐引起了能源安全、温室效应和环境恶化等问题，对全球生态环境造成严重威胁［1］。以风能、太阳能为代表的新能源具有分布广泛、可持续和清洁环保等优势，因此，大力发展可再生能源已经成为人类应对能源危机和气候问题的重大战略方向之一［2］。

在能源革命的驱动下，世界各国都在加速推进清洁能源转型。巴拉圭、冰岛、挪威等国家已经实现或接近100%可再生能源电力系统［3］。中国可再生能源发展相关政策提出了到2030 年非化石能源占一次能源消费比重达到20%，非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%的目标［4］。数据表明，2010 年后，中国可再生能源发电占比提升迅速，尤其是风电、光伏、水电占比迅速提高，如图1 所示［5］。截至2019 年底，中国可再生能源发电装机约占全部电力装机的39.5%，同比上升1.1%；可再生能源发电装机容量达到794 GW，同比增长9%；水电、风电和光伏装机容量分别为356 GW、210 GW 和205 GW，同比增长1.1%、14%和17.3%［6］。可再生能源高比例接入电网已经成为中国电力系统的重要特征［7］。

图1 2000—2018年中国发电量变化

然而，可再生能源在迅猛发展的同时，也为电力系统的安全、稳定、经济运行带来挑战。如图2［5］所示，在2018年装机容量占比中，风电光伏共占19%份额。一方面，以风电、光伏为代表的新能源出力具有波动性、间歇性和反调峰特性，难以参与电网的经济调度，导致电力系统中出现功率不平衡、频率波动和电压稳定性等问题［8-9］。……