本書面向碳達峰碳中和背景下新型儲能發(fā)展和應用要求，詳細介紹了面向電網(wǎng)典型應用場景的新型儲能適用技術，以及典型應用場景新型儲能優(yōu)化配置模型和方法，結合部分國家新型儲能發(fā)展實踐，提出我國新型儲能市場化運營機制。內(nèi)容力求通俗易懂，兼具專業(yè)性和科普性。
本書可供從事新型儲能技術、高比例新能源電力系統(tǒng)以及能源電力行業(yè)科研院所、政府機構相關研究人員參考，也可供高等院校相關專業(yè)廣大師生學習參考。
新型儲能是構建新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備，是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要支撐，對推動能源綠色轉型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質量發(fā)展、支撐應對氣候變化目標實現(xiàn)具有重要意義。當前，電力系統(tǒng)中新型儲能已初具規(guī)模，應用領域不斷拓展，新型儲能已成為新型電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，開展基于典型應用場景的新型儲能適用技術、優(yōu)化配置及運營機制研究，對于推動我國新型儲能的發(fā)展及應用意義重大。
國網(wǎng)能源研究院有限公司是從事軟科學研究及重大決策咨詢服務的綜合性能源研究機構，長期從事能源電力發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和政策研究。2009年以來，國網(wǎng)能源研究院有限公司參與了國家發(fā)展與改革委員會、國家能源局組織的新型儲能應用關鍵技術及相關政策研究，受政府部門和企業(yè)委托進行了大量相關課題研究，積累了豐富的經(jīng)驗，形成了一系列成果，如參與了國家五部委印發(fā)的《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》的編制，作為專家單位參與國家發(fā)展改革委、國家能源局《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》的討論，參與編制了國家電網(wǎng)有限公司《關于促進電化學儲能健康有序發(fā)展的指導意見》等。編寫本書的目的，希望與關注新型儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的社會各界分享研究成果，并為相關政府部門、能源電力及相關行業(yè)從事新型儲能研究及應用工作的有關人員、高等院校相關專業(yè)的師生提供參考。
本書主要內(nèi)容分成六篇，包括十八個章節(jié)。第一篇為認識篇，闡述新型大容量儲能的基本定義、發(fā)展歷程和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，重點分析了能源轉型下電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的形勢以及新型儲能在能源轉型中的功能作用和基本定位，展望了新型儲能未來發(fā)展前景。第二篇為技術及應用篇，分析了新型大容量儲能的技術類型以及經(jīng)濟技術指標，重點是構建了基于電網(wǎng)典型應用場景的新型儲能綜合評價方法，從系統(tǒng)調峰、新能源并網(wǎng)、系統(tǒng)調頻、電網(wǎng)擁塞管理和分布式發(fā)電及微網(wǎng)應用五個場景進行新型儲能技術適用度評估。第三篇為優(yōu)化配置篇，針對高比例新能源電力系統(tǒng)中儲能應用需求，結合系統(tǒng)調頻、系統(tǒng)調頻以及電網(wǎng)擁塞管理三個典型應用場景，研究提出了新型儲能優(yōu)化配置模型，并開展實證研究。第四篇為實踐篇，詳細介紹了美國、英國、澳大利亞三國新型儲能激勵政策、市場機制和發(fā)展實踐，以及中國新型儲能產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展歷程及項目實踐。第五篇為運營篇，在分析新型儲能市場機制及價格政策、參與電力市場現(xiàn)狀以及國內(nèi)外儲能電站市場化價格形成機制的基礎上，提出了新型儲能市場化運營模式和價格機制。第六篇為案例篇，收錄了我國已建成和正在建設的十項典型新型儲能項目。
本書得到了國家電網(wǎng)有限公司科技項目《適用于電網(wǎng)的新型大容量儲能技術綜合評估》（KY-SG-2016-204-JLDKY）、《適應全球能源互聯(lián)網(wǎng)的新能源、分布式電源、儲能與電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展分析技術研究》、《面向電網(wǎng)的儲能電站優(yōu)化配置及控制策略研究》、《面向電網(wǎng)的儲能應用市場機制及價值評估關鍵技術研究》的大力支持，在此深表謝意。在本書的編寫過程中，得到了國家電網(wǎng)公司、中國電機工程學會、江蘇省電力公司、遼寧省電力公司、河南省電力公司、青海省電力公司、甘肅省電力公司、國電南瑞、華中科技大學、中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟等機構以及相關領導和專家的大力支持和幫助，在此一并致謝！
限于作者水平，雖然對書稿進行了反復研究推敲，但難免仍會存在疏漏與不足之處，懇請讀者諒解并批評指正！
編著者
2022年3月于北京
序 言9
前 言11
第一篇 認識篇14
1儲能定義及其發(fā)展歷程15
1.1 儲能定義及分類15
1.1.1 儲能本體技術15
1.1.2 儲能集成技術18
1.1.3 新型儲能20
1.2 儲能在電力系統(tǒng)中應用的歷程21
1.3 儲能在電力系統(tǒng)應用環(huán)節(jié)分類24
2國內(nèi)外儲能發(fā)展現(xiàn)狀28
2.1 全球儲能發(fā)展現(xiàn)狀28
2.1.1 地域分布28
2.1.2 技術類型30
2.2 中國儲能發(fā)展現(xiàn)狀32
2.2.1 地域分布34
2.2.2 技術類型35
2.2.3 重點企業(yè)36
2.3 儲能在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)應用現(xiàn)狀37
2.3.1 儲能在電源側應用38
2.3.2 儲能在電網(wǎng)側應用39
2.3.3 儲能在用戶側應用40
3儲能在電力系統(tǒng)中的功能及定位42
3.1 電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的新形勢42
3.2 儲能在電力系統(tǒng)中的作用45
3.2.1 儲能在電源側的作用46
3.2.2 儲能在電網(wǎng)側的作用47
3.2.3 儲能在用戶側的作用50
3.3 儲能在電力系統(tǒng)應用的功能定位51
第二篇 技術及應用篇56
4典型新型大容量儲能技術及發(fā)展趨勢57
4.1 先進壓縮空氣儲能57
4.2 飛輪儲能61
4.3 先進鉛蓄電池64
4.4 鋰離子電池67
4.5 液流電池70
4.6 鈉硫電池73
5典型新型大容量儲能技術經(jīng)濟特性比較76
5.1 典型新型儲能的技術特性分析76
5.1.1 關鍵指標選取78
5.1.2 技術特性比較78
5.2 典型新型儲能的經(jīng)濟特性分析79
5.2.1 關鍵指標選取80
5.2.2 經(jīng)濟性比較81
5.3 典型新型儲能的技術經(jīng)濟綜合比較82
5.3.1 綜合性指標選取82
5.3.2 技術經(jīng)濟特性綜合比較84
6基于應用的新型儲能技術適用度評估87
6.1 典型應用場景及對儲能的技術需求87
6.1.1 新型儲能典型電網(wǎng)應用場景87
6.1.2 面向應用的儲能系統(tǒng)性能需求90
6.2 面向應用的儲能技術適用度評估方法93
6.2.1 評估指標體系構建93
6.2.2 新型儲能技術電網(wǎng)應用適用度評估模型構建99
6.3 基于典型應用場景的新型儲能技術適用度評估101
6.3.1 系統(tǒng)調峰101
6.3.2 新能源并網(wǎng)104
6.3.3 系統(tǒng)調頻106
6.3.4 電網(wǎng)擁塞管理109
6.3.5 分布式發(fā)電及微電網(wǎng)111
7儲能技術發(fā)展及應用前景115
7.1 全球儲能市場發(fā)展趨勢及在電力系統(tǒng)應用前景115
7.2 儲能技術在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)應用前景分析116
7.3 儲能在電力系統(tǒng)應用需要關注的幾個問題118
第三篇 優(yōu)化配置篇121
8高比例新能源系統(tǒng)儲能配置需求122
8.1 新能源發(fā)展趨勢122
8.1.1 全球新能源的發(fā)展趨勢122
8.1.2 我國新能源的發(fā)展趨勢123
8.2 高比例新能源電力系統(tǒng)的新特征126
8.2.1 高比例新能源接入對電力系統(tǒng)的影響126
8.2.2 高比例新能源電力系統(tǒng)的典型特征130
8.3 高比例新能源系統(tǒng)典型應用場景對儲能配置技術需求132
9基于調頻場景的儲能配置模型及實證研究133
9.1 高比例新能源接入的頻率問題133
9.2 高比例新能源接入對頻率影響機理134
9.3 基于調頻場景的儲能配置模型139
9.3.1 調頻場景下儲能優(yōu)化配置模型140
9.3.2 儲能優(yōu)化配置模型的求解方法146
9.4 基于調頻場景的儲能優(yōu)化配置實證分析147
9.4.1 案例系統(tǒng)描述147
9.4.2 儲能優(yōu)化配置方案分析150
9.4.3 敏感性分析154
10基于調峰場景的儲能配置模型及實證研究156
10.1 高比例新能源接入的系統(tǒng)平衡問題156
10.2 高比例新能源接入對系統(tǒng)調峰需求163
10.3 基于調峰場景的儲能配置模型166
10.3.1 調峰場景下儲能優(yōu)化配置模型166
10.3.2 儲能優(yōu)化配置模型的求解方法169
10.4 基于調峰的儲能優(yōu)化配置實證分析171
10.4.1 案例系統(tǒng)描述171
10.4.2 儲能優(yōu)化配置方案分析174
10.4.3 敏感性分析177
11基于電網(wǎng)擁塞管理的儲能配置模型及實證研究179
11.1 高比例新能源系統(tǒng)電網(wǎng)擁塞問題179
11.2 高比例新能源系統(tǒng)對電網(wǎng)擁塞管理需求180
11.3 線路擁塞管理場景的儲能配置模型182
11.3.1 線路擁塞管理場景下儲能優(yōu)化配置模型182
11.3.2 儲能優(yōu)化配置模型的求解方法189
11.4 基于線路擁塞管理的儲能優(yōu)化配置案例分析189
11.4.1 案例系統(tǒng)描述189
11.4.2 案例結果分析191
11.4.3 敏感性分析195
第四篇 實踐篇198
12國外新型儲能政策及發(fā)展實踐199
12.1 美國199
12.1.1 激勵政策199
12.1.2 市場機制203
12.1.3 發(fā)展實踐206
12.2 英國221
12.2.1 激勵政策221
12.2.2 市場機制223
12.2.3 發(fā)展實踐226
12.3 澳大利亞232
12.3.1 激勵政策232
12.3.2 市場機制233
12.3.3 發(fā)展實踐235
12.4 相關啟示239
13我國新型儲能政策及要求242
13.1 以技術創(chuàng)新和戰(zhàn)略規(guī)劃為主導的起步階段（2016年及以前）242
13.2 以產(chǎn)業(yè)發(fā)展和示范為主的快速發(fā)展階段（2017～2020）243
13.3 支撐新型電力系建設的規(guī)�；l(fā)展階段（2020年之后）247
14我國新型儲能發(fā)展實踐254
14.1 我國新型儲能項目運營總體情況254
14.2 新型儲能典型商業(yè)模式及盈利能力分析255
14.2.1 獨立儲能電站 兩部制電價255
14.2.2 新能源場站配置儲能258
14.2.3 共享儲能260
14.2.4 儲能聯(lián)合火電機組調頻262
14.2.5 租賃模式264
14.2.6 合同能源管理265
第五篇 運營機制篇268
15建立新型儲能市場機制的政策及市場化運營模式269
15.1 建立新型儲能市場化機制相關政策要求269
15.2 儲能電站主要市場化運營機制275
16電力市場建設進展及儲能市場化交易的現(xiàn)狀279
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