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從全局電力系統(tǒng)的視角，我們可以將儲能的應用場景細分為發(fā)電側儲能、輸配電側儲能，以及用戶側儲能三大部分。而這三個場景都可以從電網(wǎng)需求的角度進一步區(qū)分為能量型需求和功率型需求。

能量型需求通常需要較長的放電時間（例如能量時移）并且對響應時間的要求相對較低。相對地，功率型需求則通常需要快速響應能力，雖然放電時間相對較短（例如在進行系統(tǒng)調頻時）。

在實際應用中，我們需要根據(jù)各個場景中的特定需求來對各類儲能技術進行深入分析，以找出最適配的儲能解決方案。

發(fā)電側

由于各種電力來源對電網(wǎng)產生的影響各異，加上負載端的不確定性導致的發(fā)電與用電之間的動態(tài)失衡，因此在發(fā)電方面，我們可以看到多種對儲能的需求場景，包括能量時移、容量機組、負荷跟蹤、系統(tǒng)調頻、備用容量、可再生能源并網(wǎng)等六大應用場景。

能量時移

通過儲能削峰填谷的方式，即在電力需求較低的時段，發(fā)電廠對電池進行充電，然后在電力需求高峰時釋放儲存的電能。此外，將可再生能源的閑置電力存儲并移至其他時段使用，也是能量時移的一種形式。能量時移是典型的能量應用，對充放電的時間沒有嚴格的要求，對充放電的功率需求也比較靈活。然而，由于用戶的電力需求和可再生能源的發(fā)電特性，使得能量時移的應用頻率相對較高，通常每年超過300次。

容量機組

由于電力需求在不同的時間段存在差異，煤電機組需要具備調峰能力，留出一部分發(fā)電能力以應對峰值負荷，這使得火力發(fā)電機組無法滿載運行，影響了經濟效益。通過使用儲能，我們可以在電力需求低谷時進行充電，然后在需求高峰時釋放電能以降低負荷峰值。利用儲能系統(tǒng)，可以解放煤電機組的調峰能力，提高火力發(fā)電機組的運行效率，從而提高經濟性。容量機組同樣屬于能量型應用，對充放電的時間沒有嚴格要求，對充放電的功率需求也較為寬松，但由于用戶的電力需求和可再生能源的發(fā)電特性，使得能量時移的應用頻率相對較高，通常每年約200次。

負荷跟蹤

負荷跟蹤是針對緩慢變化的持續(xù)變動負荷進行動態(tài)調整以達到實時平衡的一種輔助服務。我們可以根據(jù)發(fā)電機運行的實際情況將其細分為基本負荷和爬坡負荷，而負荷跟蹤主要應用于爬坡負荷。通過調整輸出功率，我們盡量降低傳統(tǒng)能源機組的爬坡速率，使其能夠平滑地過渡到調度指令的水平。與容量機組相比，負荷跟蹤對放電響應時間的要求更高，通常需要在幾分鐘內完成。

系統(tǒng)調頻

頻率的變化可能會影響到發(fā)電和用電設備的安全高效運行，甚至影響其壽命，因此頻率調節(jié)至關重要。在傳統(tǒng)能源結構中，電網(wǎng)短時間內的能量不平衡是由傳統(tǒng)機組（在我國主要是火電和水電）通過響應AGC信號來進行調節(jié)的。然而，隨著新能源并入電網(wǎng)，風光電力的波動性和隨機性使得電網(wǎng)短時間內的能量不平衡變得更加嚴重。由于火電機組的調頻速度慢，響應電網(wǎng)調度指令時存在滯后性，有時甚至會產生反向調節(jié)等錯誤動作，因此無法滿足新增的需求。相對而言，儲能（特別是電化學儲能）的調頻速度快，電池可以靈活地在充放電狀態(tài)之間切換，因此成為了非常優(yōu)秀的調頻資源。

與負荷跟蹤相比，系統(tǒng)調頻對負荷的變化周期在分秒級，要求響應速度更快（通常為秒級響應），負荷分量的調整方式通常采用自動發(fā)電控制（AGC）。但請注意，系統(tǒng)調頻是典型的功率型應用，它要求在短時間內進行快速充放電。當我們采用電化學儲能時，需要有較大的充放電倍率，這可能會對某些類型電池的壽命產生影響，從而影響其經濟性。

備用容量

備用容量是指在滿足預計電力需求之外，為應對突發(fā)情況而預留的用以保障電能質量和系統(tǒng)穩(wěn)定運行的有功功率儲備。通常，備用容量需要占到系統(tǒng)正常電力供應容量的15~20%，且其最小值應等于系統(tǒng)中單個機組的最大裝機容量。由于備用容量針對的是突發(fā)情況，一般年運行頻率較低。如果單獨使用電池作為備用容量服務，其經濟性難以保證，因此需要將其與現(xiàn)有備用容量的成本進行比較，以確定實際的替代效益。

可再生能源并網(wǎng)

由于風電和光伏發(fā)電的出力具有隨機性和間歇性，其電能質量相比傳統(tǒng)能源有所降低。由于可再生能源發(fā)電的波動（頻率波動、出力波動等）可以在幾秒到幾小時之間變化，因此既包含功率型應用也包含能量型應用。我們通常將其分為可再生能源能量時移、可再生能源發(fā)電容量固化以及可再生能源出力平滑三類應用。例如，解決光伏發(fā)電的棄光問題需要將白天產生的剩余電力儲存，以供夜間使用，這就是可再生能源的能量時移。

輸配電側

儲能在輸配電側的應用主要集中在三個方面：緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設備擴容以及提供無功支持。相對于發(fā)電側的應用，輸配電側的應用類型可能較少，但從結果來看，其更多的是起到替代效應。

緩解輸配電阻塞

線路阻塞是指線路負荷超過線路容量，解決這個問題的一種方法是在線路上游安裝儲能系統(tǒng)。當線路阻塞發(fā)生時，無法輸送的電能可以儲存在儲能設備中，等到線路負荷小于線路容量時，儲能系統(tǒng)再向線路放電。一般來說，這種儲能系統(tǒng)需要具備小時級的放電時間和50~100次的運行次數(shù)，屬于能量型應用。同時，這種應用對響應時間有一定要求，需要在分鐘級進行響應。

延緩輸配電設備擴容

在負荷接近設備容量的輸配電系統(tǒng)中，如果一年中的大部分時間都能滿足負荷供應，只在部分高峰時段自身容量無法滿足負荷需求，那么可以通過儲能系統(tǒng)有效提高電網(wǎng)的輸配電能力，以此來減輕新建輸配電設施的成本，延長原有設備的使用壽命。與緩解輸配電阻塞相比，延緩輸配電設備擴容的工作頻次更低，但考慮到電池老化，實際可變成本可能較高，因此對電池的經濟性有更高的要求。

無功支持

無功支持是通過在輸配電線路上注入或吸收無功功率，來調節(jié)輸電電壓。無功功率的不足或過剩都可能導致電網(wǎng)電壓波動，影響電能質量，甚至可能損壞用電設備。電池可以在動態(tài)逆變器、通信和控制設備的協(xié)助下，通過調整其輸出的無功功率大小來對輸配電線路的電壓進行調節(jié)。無功支持屬于典型的功率型應用，雖然其放電時間相對較短，但運行頻次卻非常高。

用電側

用電側是電力的最終接收點，這里的用戶是電力的消費者。發(fā)電和輸配電側的成本和收益會通過電價反映出來，轉化為用戶的成本，因此電價的變動會對用戶需求產生影響。

用戶分時電價管理

電力部門將一天的24小時劃分為高峰、平段、低谷等多個時段，并針對各個時段設定不同的電價，這就是所謂的分時電價。用戶分時電價管理和能量時移的思路類似，區(qū)別僅在于前者基于分時電價體系調節(jié)電力負荷，后者則是根據(jù)電力負荷曲線調節(jié)發(fā)電功率。

容量費用管理

在我國，供電部門對大工業(yè)企業(yè)實行兩部制電價，其中，電量電價是按照實際發(fā)生的交易電量計費，而容量電價則主要由用戶用電功率的最高值決定。容量費用管理旨在在不影響正常生產的情況下，降低最高用電功率，從而降低容量費用。用戶可以利用儲能系統(tǒng)在用電低谷時儲能，高峰時負負荷放電，從而降低整體負荷，達到降低容量費用的目標。

提高電能質量

因為電力系統(tǒng)操作負荷性質多變，設備負載非線性等問題，用戶獲得的電能可能存在電壓、電流變化或者頻率偏差等問題，導致電能質量較差。在發(fā)電側和輸配電側，系統(tǒng)調頻、無功支持就是提升電能質量的方式。在用戶側，儲能系統(tǒng)同樣可以平滑電壓、頻率波動，例如利用儲能解決分布式光伏系統(tǒng)內電壓升高、驟降、閃變等問題。提升電能質量屬于典型的功率型應用，具體放電時間和運行頻率取決于實際應用場景，但一般要求響應時間在毫秒級。

提升供電可靠性

當發(fā)生停電故障時，儲能可以將儲備的能量供應給終端用戶，從而避免故障修復過程中的電能中斷，以保證供電可靠性。在這種應用中，儲能設備必須具備高質量和高可靠性的要求，具體放電時長主要與安裝地點有關。

原標題：深入解析儲能的13個關鍵應用場景