電力(電力行業(yè)分析報告)系統(tǒng)在不同時間尺度對靈活調(diào)節(jié)資源均有相應(yīng)的需求和應(yīng)用場景。瞬時尺度(秒級-分鐘級)主要包括提高電能質(zhì)量、一次調(diào)頻、無功支撐等,短時尺度(連續(xù)放電8小時以內(nèi))主要包括于二次調(diào)頻、日內(nèi)削峰填谷、提供系統(tǒng)備用等,長時尺度(連續(xù)放電8-20小時)乃至超長時尺度(連續(xù)放電20小時以上)則主要包括周、月內(nèi)乃至季節(jié)性的平衡調(diào)節(jié)等。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,不同時間尺度的調(diào)節(jié)能力主要由火電、水電等可控電源提供,本質(zhì)上也是通過儲煤、儲油、儲氣、水庫蓄水等儲能形式實現(xiàn)能量的跨時間調(diào)配。然而隨著新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建,風光新能源發(fā)電比例不斷增高,對系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力需求增大。另一方面,從中遠期來看,未來碳達峰后,火電將不可避免地面臨逐步減退,僅靠火電為主的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源,越來越難以滿足系統(tǒng)需求。這也是新型儲能逐漸在電力系統(tǒng)走向前臺的最主要原因。
電力系統(tǒng)對儲能的需求與新能源滲透率密切相關(guān)。隨著新能源滲透率的提高,系統(tǒng)不僅需要儲能提供功率支持,還要求儲能的時長不斷增加。研究表明,新能源滲透率在20%以內(nèi)時,系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的供需矛盾主要體現(xiàn)新能源的波動幅度加大,如上午時段光伏出力的快速增加,傳統(tǒng)電源調(diào)節(jié)速度跟不上,這時候就需要增加配置新型儲能,提供短時的快速功率調(diào)節(jié)能力。而隨著新能源的快速發(fā)展,截至2024年底,我國已有15個省區(qū)的新能源裝機在整個電源結(jié)構(gòu)中占比超過火電,逐漸成為主體電源,此時極熱無風、極寒無光、長時無風或陰雨等特殊天氣將對系統(tǒng)產(chǎn)生越來越大的影響。
以華東區(qū)域為例,根據(jù)當?shù)?5個氣象測站1980年-2020年40年的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計,梅雨季節(jié)新能源持續(xù)低出力天氣事件(連續(xù)24小時風速低于平均水平的10%且輻照度低于平均水平的20%)達500次以上,其中99次持續(xù)時間達到三天以上。這種情況下,系統(tǒng)對于儲能的需求就不僅體現(xiàn)在功率調(diào)節(jié)能力上,還需要儲能具備長時間連續(xù)放電能力,也就是說,需要長時或超長時的儲能。