电力系统是迄今为止人类现代文明发展史上最复杂的系统工程之一。电能的生产、输送和消费瞬间同时完成的特征，决定了电网必须保持电力生产和消费实时平衡。长期以来，电力行业始终对储能技术存在刚性期盼。人类一直在探索通过储能技术使电力发、输、配、用实时平衡的刚性电力系统变得更加柔性，最终改变电力系统的基本形态和功能。
大容量储能技术已经起步
在过去相当长的一段时间，储能在电力系统的应用技术主要是抽水蓄能，应用领域主要在电网的移峰填谷、调频辅助服务等。近年来，随着新能源发电技术的发展，风电、光伏发电等波动性电源接入电网的规模不断扩大，以及分布式电源在配网应用规模的扩大，储能在电力系统的应用技术和应用领域都发生了很大变化。从应用技术来看，出现了适用于电网的集成功率达到兆瓦级的电池储能技术;从应用领域来看，储能技术在电力系统的应用已从电网扩大到发电侧和用户侧，从移峰填谷、调频辅助服务扩大到新能源并网、电力输配和分布式发电及微网等领域。
关于适用于电网的先进大容量储能技术，目前没有明确定义(由于抽水蓄能技术已完全成熟，在电网已有成熟应用，故不作为研究对象)。考虑未来高比例新能源电力系统发展的需要，针对储能在新能源并网、移峰填谷、调频辅助服务、延缓输配电设备投资、分布式发电及微网等领域应用的需要，从集成功率等级、技术进步潜力、能量转化效率、功率/能量成本等四个维度考量。目前压缩空气储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、飞轮储能、超级电容、超导储能已处于示范或商业应用阶段，能量转换效率均超过60%，具备兆瓦级应用条件，可作为先进大容量储能技术的代表。
据中关村储能产业技术联盟统计，截至2016年底，全球累计投运电化学储能规模为1.77吉瓦，其中锂离子电池占比 65%;压缩空气储能约1.5吉瓦。中国累计投运电化学储能规模243兆瓦，其中锂离子电池占比59%;压缩空气储能约为10兆瓦。
2016年，在国际储能应用市场中，风电等新能源并网约占43%，调频及辅助服务约占24%，电力输配占19%，分布式发电及微网约占13%。在我国储能应用市场中，分布式发电及微网约占56%，新能源并网应用约占35%，调频及辅助服务约占2%，其它约占7%。新能源并网、分布式发电及微网领域的应用约占我国储能应用市场份额的九成。
储能在三领域应用价值评估
(一)电网侧
移峰填谷：储能系统可在用电低谷时作为负荷存储电能，在用电高峰时作为电源释放电能，减小负荷峰谷差，提高系统效率以及输配电设备的利用率。移峰填谷对储能系统的能量和功率要求比较高，目前除抽水蓄能电站外，其他储能技术尚不具备移峰填谷的能力。
调频辅助服务：储能系统具有秒级乃至毫秒级快速功率响应和精确功率控制能力，在电网调频应用中具有明显优势。特别对于未来高比例新能源接入的电力系统，随着系统中传统电源比重降低，系统总转动惯量减 小，造成系统频率稳定性风险，储能在电网调频领域或将具有不可替代的价值。在高比例新能源电力系统，储能的调频价值主要体现在改善暂态频率特性和改善电网一次、二次调频。国网能源研究院初步研究表明，当系统中风电等波动性电源接入比例超过30%，储能的调频价值才能体现。典型系统测算结果表明，需要配置储能的容量比例约为千分之二。
减少电网改造投资，延缓输配电网建设：储能系统具备有功功率的双向调节和无功功率的四象限调节能力，可以有效缓解分布式光伏接入后的节点电压升高和设备过载问题。当电压越限或者电流过载时，通过储能系统存储部分分布式光伏电量，尤其是出力高峰时刻电量，可以降低配电网反向潮流对电网电压升高的负面影响，以及电流过载的风险，从而降低高峰出力带来的电网改造需求和限电量。同时，在大部分情况下有利于配电网网损的减少。储能接入高渗透率分布式电源的配电网，可有效减少电网改造成本和限电损失。典型案例测算结果表明，通过优化配置储能容量，可减少电网改造成本和限电损失20%。
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