新型电力系统中的储能关键技术

本书是国家出版基金项目，也是“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目。

这本书所述的是2024年国家基金项目“储能与新型电力系统前沿丛书”，包含6本，这本书是第5本，储能技术系列的图书是我社的优势产品线，我社的储能类图书是目前市场上最全、认知度最高的。未来可以以这个丛书为主题进行专项推广。

储能技术作为构建新型电力系统的重要技术和基础装备，是有效促进新能源消纳、保障电力系统安全稳定运行的重要手段。本书关注新型电力系统下的储能关键技术，凝聚了作者近年来在电力储能、电力系统调控等领域的理论积累与实践经验。

本书旨在从新型电力系统新的发展需求出发，搭建储能技术和电力系统的桥梁，以更适宜的储能技术，满足新型电力系统的应用需求。本书可供储能技术、电气工程、新能源发电、智能电网等相关领域的工程技术人员，以及高等院校相关专业的师生阅读使用。

徐桂芝，教授级高工，博士生导师，中国电力科学研究院有限公司副所长，中国电机工程学会氢能技术专委会委员兼秘书长、IEEE PES氢储能分委会副主席、全国燃料电池及液流电池专委会委员、中电联氢电协同标委会委员、中国动力工程学会储能专业委员会委员、中国电机工程学会第十二届理事会组织工作委员会委员，Eletrical Materials and Application 外文期刊编辑、《电力建设》编委，2023年度电机科学技术杰出贡献奖、2021年度IEEE PES杰出女性科技工作者。长期从事柔性输电和新型储能与能源互联技术研究，主持智能电网国家科技重大专项项目、国家重点研发计划课题、北科委、国网科技项目等30余项，涉及基础理论、关键技术、核心装备和示范应用等方面，先后研制了国际领先的直流融冰兼SVC装置、超特高压可控电抗器、氢储能、空气储能、相变储热等中长周期储能及能源互联重大装备，主持或参与发布国家/行业/团体标准十余项；获授权专利90多项，发表论文80余篇，出版专著8部；获省部级奖15项；为我国柔性输电和新型储能技术进步和产业发展做出了突出贡献。

宋洁，教授级高工，中国电力科学研究院储能研究所副主任，中国电机工程学会氢能技术专委会委员兼副秘书长、IEEE PES氢储能技术分委会秘书长、全国气体分离与液化设备标委会委员、能源行业高温燃料电池标委会委员、河北省燃料电池标准化技术委员会委员、中国可再生能源学会储能专业委员会委员、中关村智能电力产业技术联盟电氢协同技术专委会委员，2023年度IEEE PES杰出青年人才奖。长期从事新型储能与能源转化技术研究工作，先后主持了国家重点研发计划课题、国网科技项目等20余项，研制出电解制氢及发电、液态空气储能等系列重大装备，并建成国内首个兆瓦级氢电一体化站、首个海岛氢利用等示范，研究成果先后获省部级/行业奖6项。合著专著6部（含英文1部），发表论文80余篇，授权发明专利70余项，主持或参与发布国家/行业/团体标准11项。

郜捷，中国电科科学研究院有限公司高级工程师，国家能源领域第六次国家技术预测、国家中长期科技发展规划能源领域战略专题研究执笔组成员，中国电机工程学会氢能专委会秘书，IEEE PES 储能技术委员会（中国）氢储能技术分委会委员。长期从事新型储能等能源领域相关政策研究，承担/参与国家“863”计划项目2项、国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金1项、国家电网公司项目十余项，获省部级科技进步二等奖1项、专利发明奖1项。

梁丹曦，中国电力科学研究院有限公司高级工程师，IEEE PES 储能技术委员会（中国）氢储能技术分委会常务理事，入选院级“青年人才”托举工程。长期从事新型储能技术研究，承担国家重点研发计划/国家重大专项5项、省部级项目十余项，自主研制质子交换膜电解制氢装置、电氢能量管控平台等核心成果，成果应用于海岛绿氢示范等工程。在储能技术领域，获得行业级奖励2项，公司/院级奖励2项，发表论文20余篇，授权发明专利40余项，编制国家/行业/团体标准7项。

前言

第1章新型电力系统中储能技术的应用需求

1.1新型电力系统的发展形势

1.1.1新型电力系统面临的变化和挑战

1.1.2新型电力系统下发展储能技术的必要性

1.1.3新型电力系统下的储能发展路径

1.2储能定义及分类

1.2.1储能技术定义

1.2.2储能技术分类

1.3储能政策市场环境

1.3.1国外储能政策现状

1.3.2国内储能政策现状

1.3.3国内外政策对比

1.4储能发展现状

1.4.1国外储能发展现状

1.4.2国内储能发展现状

1.5储能技术应用需求分析

1.5.1储能在电力系统电源侧应用

1.5.2储能在电力系统电网侧应用

1.5.3储能在电力系统用户侧应用

1.6小结

参考文献

第2章新型电力系统中主要储能技术的适应性分析

2.1抽水蓄能技术

2.1.1原理及主要技术指标

2.1.2电力系统中的适应性分析

2.1.3核心及瓶颈技术

2.1.4重点研发任务

2.1.5小结

2.2电化学储能技术

2.2.1原理及技术指标现状

2.2.2电力系统中的适应性分析

2.2.3核心及瓶颈技术

2.2.4研发重点任务

2.2.5小结

2.3储热技术

2.3.1原理及技术指标现状

2.3.2电力系统中的适应性分析

2.3.3核心及瓶颈技术

2.3.4研发重点任务

2.3.5小结

2.4压缩空气储能

2.4.1原理及技术指标现状

2.4.2电力系统中的适应性分析

2.4.3核心及瓶颈技术

2.4.4研发重点任务

2.4.5小结

2.5飞轮储能技术

2.5.1原理及技术指标现状

2.5.2电力系统中的适应性分析

2.5.3核心及瓶颈技术

2.5.4研发重点任务

2.5.5小结

2.6超级电容器

2.6.1原理及技术指标现状

2.6.2电力系统中的适应性分析

2.6.3核心及瓶颈技术

2.6.4研发重点任务

2.6.5小结

2.7不同储能技术性能指标总结

参考文献

第3章新型电力系统中氢能技术的应用展望

3.1新型电力系统下氢能未来形势

3.1.1氢能在能源体系中的定位

3.1.2氢能在新型电力系统中的作用及挑战

3.1.3氢能发展政策及市场环境

3.1.4未来氢能需求与市场规模

3.2氢能制取、储运及利用技术

3.2.1制氢技术

3.2.2储运氢技术

3.2.3氢利用技术

3.3氢能在电力系统中的应用前景

3.3.1可再生能源消纳

3.3.2电网调峰调频

3.3.3用户侧响应

3.4电氢协同发展所面临的机遇和挑战

3.4.1氢能与新型电力系统发展面临的机遇

3.4.2氢能与新型电力系统发展面临的挑战

3.4.3氢能在电力发展中互相作用与角色定位

3.5小结

参考文献

第4章储能在新型电力系统中的规划配置技术

4.1电源侧储能规划配置技术

4.1.1提高电力系统灵活性的储能鲁棒优化配置方法

4.1.2平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法

4.2电网侧储能规划配置技术

4.2.1参与调峰的储能规划模型与方法

4.2.2参与调频的储能规划模型与方法

4.3用户侧储能规划配置技术

4.3.1用户侧储能规划配置基本原则

4.3.2用户侧储能配置模型及优化方法

4.4小结

参考文献

第5章储能在新型电力系统中的调控技术

5.1储能调度模型

5.1.1电化学储能模型

5.1.2热储能模型

5.1.3电氢模型

5.1.4飞轮储能模型

5.1.5抽水蓄能模型

5.1.6压缩空气储能模型

5.2电力系统中储能日前日内调度控制

5.2.1日前优化调度

5.2.2日内滚动优化

5.2.3适用于短期调控过程的寿命折旧评估方法

5.3储能调度控制系统

5.3.1储能调度控制系统架构

5.3.2储能调度控制功能

5.3.3储能系统实时平衡控制策略

5.4集群储能系统功率分配策略

5.4.1电化学储能系统不均衡度定义

5.4.2考虑不均衡度最小的功率分配规则

5.4.3异质能源互补调控算法

5.5小结

参考文献

第6章储能在新型电力系统应用适应性评价

6.1适应度评估的步骤

6.2各类储能适应度评估指标体系

6.2.1评估指标体系构建原则与思路

6.2.2储能在电力系统应用适用性评估指标

6.2.3技术类指标

6.2.4经济类指标

6.3指标归一化评分方法

6.3.1指标归一化思路与方法

6.3.2储能归一化评分体系

6.3.3各类储能指标评分

6.4典型场景下各指标权重分析

6.4.1指标权重确立思路与方法

6.4.2储能典型场景适应性评估权重设计

6.5储能在电力系统典型场景适用度评估

6.6小结

参考文献

第7章储能在新型电力系统中的发展前景与模式

7.1储能在电力系统中的发展前景

7.1.1储能在电力系统的角色定位

7.1.2储能对电力系统格局的影响

7.2多元化储能发展模式

7.2.1不同储能发展模式

7.2.2不同模式投资主体与盈利模式

7.3储能技术未来发展建议

7.3.1政策建议

7.3.2产业运营建议

7.3.3技术研究和技术发展建议

7.4小结

参考文献