其實(shí)小伙伴們用的手機(jī)鋰電池就是電化學(xué)儲(chǔ)能的一種，而電化學(xué)儲(chǔ)能則是儲(chǔ)能的一種。整體看，儲(chǔ)能可以分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能幾種類(lèi)型。

　　常用的儲(chǔ)能技術(shù)中，機(jī)械儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣和飛輪儲(chǔ)能；電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)、超級(jí)電容和高能密度電容儲(chǔ)能；電化學(xué)儲(chǔ)能包括鋰離子、鈉硫、液流、鉛酸電池儲(chǔ)能等；氫儲(chǔ)能是利用多余電力制氫；熱儲(chǔ)能包括熱水罐、熔巖儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等。

　　現(xiàn)階段適用于電力系統(tǒng)的主要是存儲(chǔ)和釋放電能的儲(chǔ)能方式，我們稱之為電力儲(chǔ)能，形式上主要為機(jī)械儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能。以下為幾種常用電力儲(chǔ)能方式：

　　抽水蓄能是最傳統(tǒng)的電力儲(chǔ)能方式，壽命40~60年，單機(jī)250~300MW，放電時(shí)間5+1小時(shí)，抽水蓄能電站多為1000MW級(jí)電站。儲(chǔ)能密度0.5-1.5Wh/L。建設(shè)周期5~7年。容量大，反應(yīng)速度慢。

　　壓縮空氣儲(chǔ)能性能類(lèi)似抽水蓄能，壽命30~50年，單機(jī)容量10MW/80MWh，放電時(shí)間8小時(shí)，易組成100MW級(jí)儲(chǔ)能電站。能量密度3-6Wh/L。建設(shè)周期1年半左右。容量大，反應(yīng)速度慢。

　　kaiyun下載地址

　　飛輪儲(chǔ)能，壽命25年，單個(gè)飛輪輸出功率500kW/1MW，50kWh，放電時(shí)間6-15分鐘，能量密度20-80Wh/L。容量小，反應(yīng)速度快。

　　鋰電池儲(chǔ)能是電化學(xué)儲(chǔ)能的一種，原理和小伙伴手中的手機(jī)鋰電池并沒(méi)有什么差異，只是做的容量非常大，安裝在集裝箱中。壽命10年，充放電次數(shù)5000次，放電時(shí)間0.5-2小時(shí)，能量密度200-500 Wh/L。容量可大可小，適用范圍非常廣，反應(yīng)速度非?？?。

　　液流電池儲(chǔ)能是電化學(xué)儲(chǔ)能的一種，整體構(gòu)造像一個(gè)化工廠，壽命20年，充放電次數(shù)20000次。放電時(shí)間4小時(shí)，適合100MW及以上大型電站。能量密度16-33Wh/L，建設(shè)周期1年。容量大，反應(yīng)速度較快。

　　鉛酸電池也是一種電化學(xué)儲(chǔ)能手段，是歷史最悠久的電池，價(jià)格也最低。傳統(tǒng)鉛酸電池壽命太短，但負(fù)極加入活性炭改良后，滿充滿放壽命3000次，壽命10年，就可以作為一種電力儲(chǔ)能手段了。能量密度80Wh/L，典型放電時(shí)間2～8小時(shí)。容量不大，反應(yīng)速度也不算快。

　　小伙伴們都知道，電力最大的特點(diǎn)就是不能大規(guī)模存儲(chǔ)，要時(shí)刻保持發(fā)電和用電的平衡。如果發(fā)電功率大于用電功率，整個(gè)電力系統(tǒng)的頻率要升高；如果發(fā)電功率小于用電功率，整個(gè)電力系統(tǒng)的頻率要降低。頻率的升高和降低都是不允許的，因此發(fā)電機(jī)調(diào)速器會(huì)隨著頻率的變化在3秒之內(nèi)小幅度調(diào)整發(fā)電機(jī)的功率輸出，保持全網(wǎng)頻率穩(wěn)定，這叫做一次調(diào)頻。當(dāng)負(fù)荷變化較大的時(shí)候，單臺(tái)發(fā)電機(jī)調(diào)速器調(diào)整幅度不夠，電力調(diào)度中心會(huì)發(fā)出指令，大幅調(diào)整某些發(fā)電廠的發(fā)電功率，發(fā)電廠會(huì)在50秒之內(nèi)調(diào)整到位，這叫做二次調(diào)頻。電力系統(tǒng)白天負(fù)荷大，夜晚小伙伴們都休息了，電力負(fù)荷自然會(huì)降下來(lái)，為了保持發(fā)電和用電的平衡，調(diào)度中心會(huì)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)情況制定全網(wǎng)發(fā)電機(jī)的日發(fā)電曲線，白天大家都提高功率，夜晚大家都降低功率，這種小時(shí)級(jí)的調(diào)整叫做調(diào)峰。電力系統(tǒng)就是靠著一次調(diào)頻、二次調(diào)頻、調(diào)峰三大手段，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電和用電的平衡，從而守住全網(wǎng)頻率在50Hz不發(fā)生大的變化。電力系統(tǒng)自誕生之日起如此工作了一百多年，大家相安無(wú)事，直到一條鯰魚(yú)跳進(jìn)了電力系統(tǒng)這個(gè)池塘，這條鯰魚(yú)就是以風(fēng)電和光伏為代表的新能源。

　　新能源綠色環(huán)保，但對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定來(lái)說(shuō)是頭疼的存在。新能源不可調(diào)節(jié)，太陽(yáng)好發(fā)電就多，來(lái)一片云彩發(fā)電量就下來(lái)了。風(fēng)電也一樣，風(fēng)小了發(fā)不了電，風(fēng)大了必須閉鎖防止風(fēng)機(jī)被吹壞了，絲毫不顧及廣大用戶的用電需求。舉個(gè)極端的例子，2018年山東大地某個(gè)盛夏的傍晚，天氣悶熱潮濕，小伙伴們酷暑難耐，紛紛開(kāi)啟保命神器空調(diào)，全網(wǎng)電力需求急劇攀升，然而此時(shí)太陽(yáng)落山，沒(méi)有一點(diǎn)風(fēng)，山東省2800萬(wàn)千瓦裝機(jī)的新能源僅僅發(fā)出10萬(wàn)千瓦的電力。新能源極寒無(wú)光、極熱無(wú)風(fēng)的特點(diǎn)讓調(diào)度中心的小伙伴們倍感頭疼。以往新能源占比少的時(shí)候，電力系統(tǒng)中隨時(shí)可以接受調(diào)節(jié)的火電機(jī)組像可愛(ài)的人民解放軍一樣默默地調(diào)整出力，保證大家的空調(diào)等各種負(fù)荷不停電，但是隨著國(guó)家新能源不斷發(fā)展，不靠譜的新能源裝機(jī)容量越來(lái)越大，火電機(jī)組已經(jīng)不能夠彌補(bǔ)新能源的空缺了。目前山東電網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始要求火電采取非正常的調(diào)峰手段，并限制新能源的接入，這種狀況不解決，新能源的發(fā)展之路就不能打開(kāi)。怎么辦？

　　面對(duì)這樣變化無(wú)常的光伏發(fā)電曲線，相信調(diào)度中心的小伙伴們內(nèi)心一定是崩潰的。

　　按照巴黎協(xié)定的碳排放減排計(jì)劃，各種化石能源電廠比例會(huì)不斷下降，但中國(guó)電力需求在不斷增長(zhǎng)，風(fēng)電光伏比例只會(huì)越來(lái)越高。其實(shí)目前發(fā)達(dá)國(guó)家新能源裝機(jī)比例已經(jīng)很高了，歐洲調(diào)度的小伙伴們已經(jīng)面臨了更大的壓力，但他們通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能等各種靈活調(diào)節(jié)手段，實(shí)現(xiàn)了高可再生能源比例情況下的電網(wǎng)穩(wěn)定。下圖是山東電網(wǎng)和德國(guó)電網(wǎng)的對(duì)比，山東電網(wǎng)和德國(guó)電網(wǎng)總體規(guī)模相差不大，但可再生能源裝機(jī)比例德國(guó)電網(wǎng)是山東電網(wǎng)的2倍還多：

　　電力儲(chǔ)能就是解決新能源接入與電網(wǎng)穩(wěn)定矛盾的有效路徑。新能源裝機(jī)比例大的電網(wǎng)，新能源是電力電子元件，不能像傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)一樣提供調(diào)頻服務(wù)，儲(chǔ)能裝置，特別是電化學(xué)儲(chǔ)能中的鋰離子電池，反映速度在1S以內(nèi)，完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)頻；新能源出力隨著天氣變化而變化，多余的電力可以存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置之中，待新能源出力降低的時(shí)候再提供給電網(wǎng)使用，因此儲(chǔ)能也可以作為調(diào)峰電源?？偟膩?lái)說(shuō)，儲(chǔ)能手段中速度快的用來(lái)調(diào)頻，速度慢但容量大的用來(lái)調(diào)峰。

　　儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅僅是調(diào)峰和調(diào)頻，當(dāng)電力系統(tǒng)中某個(gè)電源突然故障的時(shí)候，儲(chǔ)能可以通過(guò)調(diào)度指令迅速放電，為電網(wǎng)提供緊急功率支撐，維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。小伙伴們知道，電力系統(tǒng)是一個(gè)隨時(shí)保持平衡的復(fù)雜電磁系統(tǒng)，各種元件可以用相量數(shù)學(xué)模型描述，電力系統(tǒng)可以用微分方程組或復(fù)數(shù)方程組來(lái)表示，其運(yùn)行帶有很多邊界條件，儲(chǔ)能的加入可不是簡(jiǎn)單的加減法的問(wèn)題，它可以放寬電力系統(tǒng)運(yùn)行的邊界條件，起到四兩撥千斤的作用，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行大有裨益。因此，未來(lái)的電力系統(tǒng)運(yùn)行，一定是新能源+儲(chǔ)能為主力的。儲(chǔ)能的發(fā)展很可能像2010年開(kāi)始的新能源革命浪潮一樣，迎來(lái)一波發(fā)展的黃金期。

　　未來(lái)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用一定是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景各得其所，未來(lái)新型的儲(chǔ)能手段也會(huì)層出不窮。

　　其實(shí)電力系統(tǒng)中一直有儲(chǔ)能的存在，這就是抽水蓄能電站。如九十年代建成的山東泰安抽水蓄能電站，裝機(jī)容量4*25萬(wàn)千瓦，下水庫(kù)位于泰山腳下的大河水庫(kù)，正常蓄水位165米，上水庫(kù)位于南麓橫嶺北側(cè)的櫻桃園溝，正常蓄水位410.0m。用電低谷期用剩余電力從下水庫(kù)往上水庫(kù)抽水，用電高峰期打開(kāi)上水庫(kù)閘門(mén)，儲(chǔ)能電站當(dāng)水電站用，向電網(wǎng)補(bǔ)充電力，效率約為75%。但抽水蓄能電站的建設(shè)要破壞山體，工期長(zhǎng)達(dá)7年，目前很多山體都被列入生態(tài)紅線，建設(shè)起來(lái)難度很大。這種情況下，新型的其他機(jī)械儲(chǔ)能手段如壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能逐漸發(fā)展起來(lái)，尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能異軍突起，成為電力儲(chǔ)能新的發(fā)展方向。

　　響應(yīng)速度快的鋰電池、飛輪儲(chǔ)能，可以用來(lái)做電網(wǎng)的調(diào)頻，容量大但響應(yīng)速度稍慢的抽水蓄能、壓縮空氣、液流電池、鉛碳電池可以用來(lái)做電網(wǎng)的調(diào)峰。鋰電池也可以用來(lái)做電網(wǎng)的調(diào)峰，但是壽命短，造價(jià)高；壓縮空氣儲(chǔ)能造價(jià)低，調(diào)峰優(yōu)秀，但是效率比較低。沒(méi)有一種儲(chǔ)能能夠完美的解決電力系統(tǒng)的問(wèn)題，未來(lái)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用一定是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景各得其所，未來(lái)新型的儲(chǔ)能手段也會(huì)層出不窮。

　　各種電池組成電化學(xué)儲(chǔ)能電站是目前儲(chǔ)能最熱的發(fā)展方向，電力儲(chǔ)能裝置通過(guò)變壓器升到合適的電壓接入電網(wǎng)后，就是電力儲(chǔ)能電站了。以下是幾個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站的照片，它本質(zhì)上是一個(gè)巨大的充電電池，但是已經(jīng)巨大到可能會(huì)突破小伙伴們對(duì)電池的認(rèn)知哦。

　　目前儲(chǔ)能的發(fā)展才剛剛開(kāi)始，除了較高的儲(chǔ)能價(jià)格和儲(chǔ)能技術(shù)本身有待突破之外，電力系統(tǒng)是一個(gè)整體，如何把儲(chǔ)能融入到現(xiàn)有的電力系統(tǒng)安全、營(yíng)銷(xiāo)、調(diào)度體系中，我們有大把的工作要做。儲(chǔ)能電站的運(yùn)行規(guī)范、安全規(guī)范、政策研究都等著年輕有為的你們?nèi)パ芯?，新興儲(chǔ)能手段的不斷研發(fā)還會(huì)為電力系統(tǒng)帶來(lái)各種革命性的變化。青年們有大把的光陰，儲(chǔ)能有大量的工作等著你們?nèi)ラ_(kāi)拓，加油吧，蓬勃向上的電力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，加油吧，有志于投身儲(chǔ)能發(fā)展的青年！