一、背景意義
1.1智能電網(wǎng)發(fā)展的整體趨勢(shì)
我國(guó)的大城市電網(wǎng)，特別是北京、上海、廣州等大型城市的電網(wǎng)逐步形成受端電網(wǎng)，表現(xiàn)為大容量、大機(jī)組、超高壓、負(fù)荷密集等特征。從用電結(jié)構(gòu)看，“十二五”期間第三產(chǎn)業(yè)、居民用電比重將有較大提升，預(yù)計(jì)5年將上升5個(gè)百分點(diǎn)以上，由于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化，最高用電負(fù)荷也逐漸上升。
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)在發(fā)電、輸電、配電及用電四大環(huán)節(jié)中都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，智能電網(wǎng)成為世界各國(guó)集中投資的戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)。智能電網(wǎng)通過(guò)優(yōu)化傳統(tǒng)能源和新能源的供需和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)節(jié)能，通過(guò)特高壓技術(shù)解決能源結(jié)構(gòu)不匹配問(wèn)題，通過(guò)高效率的配電技術(shù)提高整體電網(wǎng)的穩(wěn)定性和效率，是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的必由之路。中國(guó)發(fā)展智能電網(wǎng)可以參照高鐵的發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)引進(jìn)技術(shù)、實(shí)現(xiàn)自我研發(fā)、到成功的技術(shù)輸出的三階段轉(zhuǎn)換。特別是各國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有統(tǒng)一的情況下，中國(guó)將憑借規(guī)模經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)備自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，積極參與全球標(biāo)準(zhǔn)的制定，擴(kuò)大市場(chǎng)支配能力。
1.2智能電網(wǎng)各階段在發(fā)展過(guò)程中的主要瓶頸
智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義，在大電網(wǎng)端，隨著電力需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量的提升是發(fā)展的必然要求，但在現(xiàn)有發(fā)電端和用戶端信息不對(duì)稱的情況下，電力的使用條件提升的程度非常有限，為了避免高峰擁堵電網(wǎng)端始終具有遲滯效應(yīng)。而隨著可再生新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷快速發(fā)展，在一定程度上解決的用電緊張的情況，以我國(guó)風(fēng)電為例，預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)電裝機(jī)容量將超過(guò)發(fā)電總裝機(jī)容量的10%。但是，間歇性新能源發(fā)電仍存在重要技術(shù)瓶頸——發(fā)電不穩(wěn)定性和并網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題。國(guó)外有關(guān)研究表明，如果風(fēng)電裝機(jī)占裝機(jī)總量的比例在10％以內(nèi)，還可以依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)以及增加水電、燃?xì)鈾C(jī)組等手段保證電網(wǎng)安全；但如果所占比例達(dá)到20％甚至更高，電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運(yùn)行將面臨巨大挑戰(zhàn)。
1.3儲(chǔ)能的主要功能，與電網(wǎng)需求的契合
引入儲(chǔ)能技術(shù)是解決上述問(wèn)題的主要途徑，它可以提高發(fā)電廠輸出功率的可控性，抑制功率波動(dòng)，提高電能質(zhì)量，從而使風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等系統(tǒng)成為廣泛利用的電力供應(yīng)系統(tǒng)。
儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)，可以改變電能生產(chǎn)、輸送與消費(fèi)必須同步完成的傳統(tǒng)模式。目前，我國(guó)正在規(guī)劃與大力發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，全面覆蓋發(fā)-輸-變-配-用-調(diào)的六大環(huán)節(jié)與信息平臺(tái)的建設(shè)。儲(chǔ)能技術(shù)將是未來(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分，涉及其建設(shè)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)在接納風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇性新能源入網(wǎng)方面也發(fā)揮著不可或缺的重要作用。發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的重要意義還包括削峰填谷、調(diào)節(jié)節(jié)約能源、提高電力電網(wǎng)系統(tǒng)效率延遲建設(shè)投資、保證電力電網(wǎng)系統(tǒng)安全等方面。
1.4儲(chǔ)能方法及在智能電網(wǎng)各階段的作用
1）發(fā)電系統(tǒng)：能量控制管理，峰荷運(yùn)行，新能源發(fā)電并網(wǎng)支持，提高電站穩(wěn)定可靠性，電站系統(tǒng)黑啟動(dòng)，延緩新建電站投資等。
2）輸配電系統(tǒng)：保證電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)穩(wěn)定可靠性，最大限度利用現(xiàn)有電網(wǎng)以延遲投資建設(shè)，緩解電網(wǎng)高峰阻塞等。
3）輔助服務(wù)：調(diào)節(jié)控制頻率，節(jié)約剩余電能，提供可靠的備用電能等。
4）電力用戶端：提高電力系統(tǒng)效率，不間斷電源供應(yīng)，用電電壓支撐支持，分時(shí)電價(jià)管理等。
除了大電網(wǎng)上的應(yīng)用，在新能源接入和分布式能源、微網(wǎng)端，儲(chǔ)能系統(tǒng)是不可替代的，儲(chǔ)能單元可起到抑制系統(tǒng)和輸出功率的擾動(dòng)、用于短時(shí)過(guò)渡供電、調(diào)峰填谷、保持電壓頻率穩(wěn)定、提供可靠備用電源、提高系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行可靠性和靈活性等作用。
電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)相結(jié)合的V2G技術(shù)，使電動(dòng)汽車具有潛在地參與較小規(guī)模電力電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、電能質(zhì)量保證和備用電源等應(yīng)用。電動(dòng)汽車蓄電池(如鉛酸、鋰電池等)甚至超級(jí)電容器都有可能作為V2G系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元。
軌道交通由于長(zhǎng)期處于啟停切換的狀態(tài)，電網(wǎng)波動(dòng)很大，采用儲(chǔ)能裝置可以有效緩解電網(wǎng)的持續(xù)波動(dòng)，而軌道交通的連續(xù)性和可控性使得儲(chǔ)能的工作條件可控高效，只是對(duì)短時(shí)間內(nèi)能量的消納和釋放能力要求較高。
另外隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)逐漸成熟，退役動(dòng)力電池的處置問(wèn)題也將成為不遠(yuǎn)的未來(lái)一個(gè)重要課題。目前來(lái)看，采用梯次利用方式進(jìn)行動(dòng)力電池的儲(chǔ)能轉(zhuǎn)化是一個(gè)可行的方法。一方面解決了動(dòng)力電池的處理和儲(chǔ)能電池來(lái)源問(wèn)題，同時(shí)提高了能源的綜合利用率，在成本上也可能進(jìn)行部分節(jié)約。
二、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
2.1儲(chǔ)能技術(shù)與大規(guī)模電力電網(wǎng)系統(tǒng)
基于我國(guó)能源分布的特點(diǎn)，當(dāng)前我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)為“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”。儲(chǔ)能技術(shù)在大規(guī)模電力系統(tǒng)中的應(yīng)用需要根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況而定。大規(guī)模電力系統(tǒng)需要較多地利用大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)以達(dá)到儲(chǔ)能大容量/功率的要求。從整體上看，大部分大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)仍處于產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段，整體成本還比較高，需要更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行驗(yàn)證，因此現(xiàn)階段更多的示范驗(yàn)證工程是有必要進(jìn)行的。
根據(jù)美國(guó)能源部信息中心的項(xiàng)目庫(kù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來(lái)，由美國(guó)、日本、歐盟、韓國(guó)、智利、澳大利亞及我國(guó)等實(shí)施的MW級(jí)及以上規(guī)模的儲(chǔ)能示范工程達(dá)180余項(xiàng)，其中，電化學(xué)儲(chǔ)能示范數(shù)量近百項(xiàng)，非電化學(xué)儲(chǔ)能形式的示范數(shù)量超過(guò)80項(xiàng)，儲(chǔ)能技術(shù)涉及飛輪儲(chǔ)能、全釩液流電池、(新型)鉛酸電池、鈉硫電池等多種形式。從地域分布上看，美國(guó)在儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模和示范項(xiàng)目數(shù)量上都處于領(lǐng)先地位，項(xiàng)目數(shù)量占全球總項(xiàng)目數(shù)量的44%，主要為電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目；西班牙次之，項(xiàng)目數(shù)占14%，主要為太陽(yáng)能熱發(fā)電熔融鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目；日本占8%，主要為電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目；我國(guó)占8%，全部為電化學(xué)儲(chǔ)能。從儲(chǔ)能類型上看，MW級(jí)規(guī)模儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)占比為53%，相變儲(chǔ)能占比34%，飛輪占比6%，其他類型涉及壓縮空氣、電磁儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能等。其中，在電化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目數(shù)量中，鋰離子電池所占比重最高，達(dá)48%；其次為鈉硫電池和鉛酸電池，分別占比18%和11%。
2.2儲(chǔ)能技術(shù)與可再生新能源發(fā)電并網(wǎng)
可再生新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷快速發(fā)展。英國(guó)計(jì)劃到2020年約30%電力生產(chǎn)來(lái)自于新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)；以我國(guó)風(fēng)電為例，預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)電裝機(jī)容量將超過(guò)發(fā)電總裝機(jī)容量的10%。但是，間歇性新能源發(fā)電仍存在重要技術(shù)瓶頸——發(fā)電不穩(wěn)定性和并網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題。引入儲(chǔ)能技術(shù)是解決上述問(wèn)題的主要途徑，它可以提高發(fā)電廠輸出功率的可控性，抑制功率波動(dòng)，提高電能質(zhì)量，從而使風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等系統(tǒng)成為廣泛利用的電力供應(yīng)系統(tǒng)。儲(chǔ)能技術(shù)選擇需考慮額定功率和容量、響應(yīng)時(shí)間、安全穩(wěn)定性、技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)成本等。從應(yīng)用的角度，在電能質(zhì)量保證方面，飛輪、超級(jí)電容器、部分蓄電池(如鈉硫和液流)、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠使發(fā)電廠輸出功率平滑，確保電網(wǎng)電能穩(wěn)定；在電能能量管理方面，隨著新能源裝機(jī)容量的提升，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量需要相應(yīng)提高，新型壓縮空氣、熱能儲(chǔ)存、部分蓄電池(如鉛酸和液流)系統(tǒng)具有潛在的調(diào)峰功能，可以適合風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等的大規(guī)模儲(chǔ)存。在世界范圍內(nèi)已建成一些示范性工程，如加拿大VRBPowerSystemsInc.在美國(guó)、德國(guó)等地的風(fēng)光儲(chǔ)能發(fā)電并網(wǎng)工程。2005年，美國(guó)California州建造了與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相整合的450kW超級(jí)電容器，用以保證機(jī)組向電網(wǎng)輸送功率的穩(wěn)定性。我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域也在加快部署，例如正在運(yùn)行中的國(guó)網(wǎng)張北項(xiàng)目(20MW)是目前全球最大的風(fēng)光儲(chǔ)輸工程，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸工程二期已于2013年6月開(kāi)始建設(shè)，其中包括化學(xué)儲(chǔ)能裝置50MW；南網(wǎng)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目(10MW)，深圳寶清電池儲(chǔ)能站(4MW×4h)；此外，全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在2013年2月并網(wǎng)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考核，已全面投入運(yùn)行，此技術(shù)可有效推進(jìn)我國(guó)可再生能源的普及應(yīng)用。
2.3儲(chǔ)能技術(shù)與分布式發(fā)電及微電網(wǎng)系統(tǒng)
分布式發(fā)電及微電網(wǎng)系統(tǒng)具有鮮明的特點(diǎn)：能獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)或者并網(wǎng)，接近電力消費(fèi)終端，容量相對(duì)較小(kW級(jí)別到幾十MW級(jí)別)等。針對(duì)其特點(diǎn)，儲(chǔ)能單元被認(rèn)為是此類系統(tǒng)的必備部件。儲(chǔ)能單元可起到抑制系統(tǒng)和輸出功率的擾動(dòng)、用于短時(shí)過(guò)渡供電、調(diào)峰填谷、保持電壓頻率穩(wěn)定、提供可靠備用電源、提高系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行可靠性和靈活性等作用。目前已有一些建成的儲(chǔ)能示范工程應(yīng)用于分布式發(fā)電與微電網(wǎng)系統(tǒng)，如美國(guó)ZBB公司商業(yè)建筑儲(chǔ)能系統(tǒng)、西藏日喀則拉孜風(fēng)光互補(bǔ)離網(wǎng)項(xiàng)目、陜西世園會(huì)充電及風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)項(xiàng)目。2013年，歐洲最大的儲(chǔ)能電池設(shè)備在英國(guó)南部貝德福德郡的萊頓巴扎德啟動(dòng)，預(yù)計(jì)在2016年開(kāi)始投入運(yùn)營(yíng)，建成后的容量為6兆瓦，將使用錳酸鋰技術(shù)存儲(chǔ)電能，并在用電高峰期供能，以滿足電網(wǎng)需求。2015年4月30日20時(shí)，電動(dòng)車制造商特斯拉推出家庭儲(chǔ)能“Powerwall”電池組，這一整套設(shè)備可以和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)集成，以處理過(guò)剩的電力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移負(fù)荷、電力備份以及太陽(yáng)能發(fā)電自給。日本大和房建工業(yè)于2011年10月推出了具有蓄電池系統(tǒng)控制功能的智能住宅。從儲(chǔ)能運(yùn)用的角度出發(fā)，為了達(dá)到短時(shí)供電、調(diào)峰填谷和備用電源的目的，儲(chǔ)能單元系統(tǒng)須具備大容量能量/功率的能力。
2.4儲(chǔ)能技術(shù)與電動(dòng)汽車
電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)相結(jié)合的V2G技術(shù)是一種新近發(fā)展中的技術(shù)。由于電動(dòng)汽車較長(zhǎng)時(shí)間地處于停止?fàn)顟B(tài)，車載電池作為儲(chǔ)能單元，與電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)建立通信，從而達(dá)到電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)能量轉(zhuǎn)換互補(bǔ)的目的。利用V2G技術(shù)，使電動(dòng)汽車具有潛在地參與較小規(guī)模電力電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻、電能質(zhì)量保證和備用電源等應(yīng)用。電動(dòng)汽車蓄電池(如鉛酸、鋰電池等)甚至超級(jí)電容器都有可能作為V2G系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元。如日本NEC、美國(guó)Maxwell等公司在電動(dòng)汽車、軌道交通系統(tǒng)等領(lǐng)域中就運(yùn)用了超級(jí)電容技術(shù)。日本式智能電網(wǎng)政府實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：電動(dòng)汽車/插電式混合動(dòng)力占新車的百分比從0.4%上升到2020年的20%，通過(guò)V2H技術(shù)，EV/PHV提供大容量?jī)?chǔ)能電池，也可以用于電力峰值轉(zhuǎn)移或應(yīng)急電源，來(lái)提高電力汽車/插電式混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能電池的應(yīng)用。在Keihanna，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)100輛電動(dòng)汽車充電量的系統(tǒng)及應(yīng)用車載監(jiān)控的需求響應(yīng)來(lái)抑制充電量的系統(tǒng)驗(yàn)證正在進(jìn)行。
2.5儲(chǔ)能技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇
儲(chǔ)能作為一項(xiàng)高科技含量高工程要求的新興技術(shù)，還面臨著重大的挑戰(zhàn)：
（1）技術(shù)挑戰(zhàn)。大部分儲(chǔ)能技術(shù)成熟度還有待提高，特別是關(guān)鍵材料、核心技術(shù)。另外儲(chǔ)能在電力電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間較短，而電網(wǎng)對(duì)于安全可靠性要求很高，儲(chǔ)能設(shè)備產(chǎn)品的定型周期需要長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證；
（2）經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。與關(guān)鍵技術(shù)、能源效率以及應(yīng)用場(chǎng)合密切聯(lián)系的投資和維護(hù)成本將成為各種儲(chǔ)能技術(shù)選擇發(fā)展的關(guān)鍵考量；
?。?）政策挑戰(zhàn)。雖然各國(guó)都制訂了發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的戰(zhàn)略，但在如何管理儲(chǔ)能系統(tǒng)和如何對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)給予支持仍然需要政策細(xì)化。
同時(shí)，我們也看到，去年中國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)增長(zhǎng)已超過(guò)全球增速。截至2013年底，除抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能及儲(chǔ)熱外，全球儲(chǔ)能項(xiàng)目總裝機(jī)容量達(dá)73.6萬(wàn)kW，較2012年增長(zhǎng)了12%。而中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度則相對(duì)更快。截至2013年底，中國(guó)已運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)5.15萬(wàn)kW，較2012年增長(zhǎng)了39%。快速增長(zhǎng)涉及可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、電動(dòng)汽車等多個(gè)方面。
三、上海基礎(chǔ)（包括優(yōu)勢(shì)單位等）
3.1上海市智能電網(wǎng)的發(fā)展中儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景
上海市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位決定了上海電網(wǎng)是一個(gè)對(duì)可靠性和電能質(zhì)量要求極高的電網(wǎng)。隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，第三產(chǎn)業(yè)的比重增加，峰谷差不斷加大，對(duì)供電可靠性要求高、負(fù)荷峰谷差大的用戶數(shù)量不斷增加。
在用戶負(fù)荷側(cè)接入電池儲(chǔ)能電站，在節(jié)省容量投資的同時(shí)，確保電能質(zhì)量、提高用電可靠性。實(shí)行峰谷電價(jià)的情況下，負(fù)荷高峰時(shí)，用戶利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)減少高價(jià)電的購(gòu)買量，負(fù)荷低谷時(shí)利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電價(jià)低時(shí)多購(gòu)電。在這個(gè)過(guò)程中，用戶可以減少購(gòu)電費(fèi)用。將電池儲(chǔ)能電站直接接入城市配網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)而言，相當(dāng)于改善了負(fù)荷特性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的負(fù)荷水平控制；減少了系統(tǒng)備用容量的需求，減少了系統(tǒng)中的調(diào)峰調(diào)頻機(jī)組的需求，減輕了高峰負(fù)荷時(shí)輸電網(wǎng)的潮流，減少了系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗及輸電網(wǎng)的設(shè)備投資，提高輸配電設(shè)備的利用率。
在電源側(cè)安裝電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以在低谷負(fù)荷情況下啟動(dòng)儲(chǔ)能裝置，保持低谷負(fù)荷時(shí)候的電力平衡，使火電機(jī)組運(yùn)行在比較經(jīng)濟(jì)的出力區(qū)間，提高了低谷負(fù)荷時(shí)的機(jī)組效率，在一定程度上降低煤耗，減少煤炭燃燒對(duì)環(huán)境的污染，在相同發(fā)電量的情況下可以促進(jìn)其增效減排，提高了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，也符合國(guó)家的能源政策。
在配電端接入儲(chǔ)能系統(tǒng)控制，則可以在電源端供電和用戶端用電不均衡時(shí)合理分配電力，在兩端電力發(fā)生較大變化時(shí)提供額外電力消納和供應(yīng)，防止用電緊張或供電冗余。提高了電力的使用效率，避免了電力浪費(fèi)，客觀上提升了電力價(jià)值，降低了電力成本。
3.2上海市已進(jìn)行、正實(shí)施的儲(chǔ)能項(xiàng)目、技術(shù)與工程
從2006～2007年，國(guó)家電網(wǎng)公司、上海市科委和國(guó)家科技部分別下達(dá)經(jīng)費(fèi)共計(jì)4910萬(wàn)元，支持上海電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)研究建設(shè)項(xiàng)目。到2011年初，該項(xiàng)目已完成總額定容量410kW/1300kWh電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)，分布在上海漕溪變電站、前衛(wèi)變電站和白銀變電站。其中，漕溪站建成鎳氫電池（6組，額定容量為100kW/200kWh）、鋰電池（3組，額定容量為100kW/200kWh）和鐵電池（2組，額定容量為100kW/80kWh）儲(chǔ)能系統(tǒng)；前衛(wèi)站建成全釩液流（額定容量為10kW/20kWh）儲(chǔ)能系統(tǒng)；白銀站建成鈉硫電池（18組，額定容量為100kW/800kWh）儲(chǔ)能系統(tǒng)。
上海硅酸鹽所與上海電氣、國(guó)家電網(wǎng)上海市電力公司，面向新能源、智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略需求，按照“產(chǎn)研用”模式推進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，模塊產(chǎn)品于2014年9月通過(guò)第三方檢測(cè)和廠內(nèi)驗(yàn)收，開(kāi)展電站工程應(yīng)用示范。電站總體儲(chǔ)能容量為1.2MWh，采用戶外堆倉(cāng)設(shè)計(jì)，為我國(guó)首個(gè)鈉硫儲(chǔ)能電站工程化應(yīng)用示范項(xiàng)目。
國(guó)網(wǎng)上海電力和電力研究院為上海市迪士尼設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，與站用電負(fù)荷組成一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)19.6kW，交流充電樁3×7kW，一套30kWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，滿足在并網(wǎng)和孤島情況下系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并加入了分布式電源、電動(dòng)汽車等智能電網(wǎng)元素。
虹橋商務(wù)區(qū)新能源接入以太陽(yáng)能光伏為代表方式，智能電網(wǎng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)在110kV博世地下變電站內(nèi)，儲(chǔ)能電池類型為鈉硫電池，系統(tǒng)容量總共為1MW×8h。儲(chǔ)能系統(tǒng)接入博世站的必要設(shè)備包括：儲(chǔ)能電池4組(每組容量為250kW)，PCS屏4面，箱式變壓器一臺(tái)(容量為1250kVA)及其相應(yīng)二次設(shè)備。
今年在崇明東灘投入試運(yùn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)，由四套500千瓦時(shí)電池系統(tǒng)、四臺(tái)變流器、兩臺(tái)變壓器、一套聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)及其配套設(shè)施組成。該系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能，總?cè)萘?兆瓦，5小時(shí)周期內(nèi)可儲(chǔ)存約1萬(wàn)千瓦時(shí)電能。目前崇明本島共有5個(gè)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，合計(jì)裝機(jī)容量為175兆瓦，占本島日均用電負(fù)荷(163兆瓦)的107.36%。
3.3上海市進(jìn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)施的優(yōu)勢(shì)單位
上海電力/上海電科院（電網(wǎng)端）
中科院硅酸鹽所（鈉硫）
嘉定汽車城（V2G）
比亞迪上海（鋰離子）
許繼上海（PCS）
上海動(dòng)力儲(chǔ)能電池系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司（鋰離子、超電容）
上海電氣（液流）
上海電力學(xué)院（電池評(píng)測(cè)）
3.4相關(guān)扶持政策
我國(guó)也相繼出臺(tái)了一些儲(chǔ)能相關(guān)法規(guī)、規(guī)劃和辦法等，并給予資金支持發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。2010年的《可再生能源法修正案》中第一次提到儲(chǔ)能的發(fā)展，2011年發(fā)布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》中提出依托儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。從2013年底起，國(guó)家能源局的《關(guān)于分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法的通知》中鼓勵(lì)業(yè)界各單位或個(gè)人投資建設(shè)和經(jīng)營(yíng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。財(cái)政部發(fā)布了分布式光伏發(fā)電自發(fā)自用電量免收可再生能源電價(jià)附加費(fèi)等政策，旨在降低用戶自發(fā)自用成本。分布式發(fā)電相關(guān)政策與補(bǔ)貼的陸續(xù)出臺(tái)為光儲(chǔ)模式打下了基礎(chǔ)。國(guó)務(wù)院辦公廳2014年11月印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020）》中指出，通過(guò)科學(xué)安排調(diào)峰、調(diào)頻、儲(chǔ)能配套能力，切實(shí)解決棄風(fēng)與棄光等問(wèn)題，作為影響未來(lái)能源大格局的前沿技術(shù)，儲(chǔ)能在我國(guó)已獲得前所未有的高度關(guān)注。
上海市政府在發(fā)布的“十二五”電力、新能源、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展等一系列規(guī)劃中，明確要求上海的能源發(fā)展、電力發(fā)展必須符合環(huán)境質(zhì)量要求。“十二五”期間，上海的能源結(jié)構(gòu)將加快調(diào)整步伐，并在能源項(xiàng)目布局上著力推進(jìn)西氣東輸、西電東送等重要能源工程，這為上海增加清潔能源的供應(yīng)和結(jié)構(gòu)調(diào)整創(chuàng)造了良機(jī)。此外，隨著土地資源供應(yīng)趨緊和環(huán)境保護(hù)約束增多，電網(wǎng)、管網(wǎng)等設(shè)計(jì)施工和建設(shè)要求不斷提高，能源建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施難度也日益加大?！笆濉逼陂g，上海社會(huì)用電總量將穩(wěn)步增長(zhǎng)，“十二五”末，上海電網(wǎng)最高負(fù)荷將達(dá)到37120MW，2015年，上海電網(wǎng)需從市外受電25000MW以上。上?！笆濉彪娏σ?guī)劃明確提出“全面啟動(dòng)電網(wǎng)建設(shè)”。在各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)和輸電技術(shù)改造傳統(tǒng)電網(wǎng)，初步建成與上海經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平相適應(yīng)的智能電網(wǎng)框架。在這個(gè)框架內(nèi)，上海市政府將建設(shè)網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)的城市輸配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各類電源便捷接入與調(diào)度，構(gòu)筑友好、互動(dòng)的智能用電體系。
四、目標(biāo)與思路（長(zhǎng)遠(yuǎn)愿景與階段目標(biāo)）
作為智能電網(wǎng)發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)和核心技術(shù)，儲(chǔ)能技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理，減小晝夜間峰谷差，平滑負(fù)荷；可以提高供電可靠性和供電質(zhì)量；可以提高電力設(shè)備利用率，降低供電成本；還可以促進(jìn)新能源的利用；同時(shí)可作為提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、平抑負(fù)荷波動(dòng)的技術(shù)手段。上海電網(wǎng)處于華東電網(wǎng)的末端，負(fù)荷密集，峰谷差大，供電可靠性要求高，儲(chǔ)能系統(tǒng)已成為電網(wǎng)調(diào)峰的必要補(bǔ)充，市場(chǎng)需求主要來(lái)自上海市落地儲(chǔ)能電站，高可靠性供電需求以及新能源接入三部分。發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)將成為上海發(fā)展智能電網(wǎng)，構(gòu)建智慧城市的一項(xiàng)影響全局，關(guān)乎長(zhǎng)遠(yuǎn)的重大舉措。
總體目標(biāo)：立足技術(shù)可靠性、規(guī)模化、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面，重點(diǎn)發(fā)展以鋰離子蓄電池、新型鉛酸電池、鈉硫電池和超級(jí)電容器為代表的大規(guī)?；瘜W(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，利用電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，重點(diǎn)突破電池儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成和并網(wǎng)可靠性接入三大關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)較大規(guī)模的工程示范和運(yùn)營(yíng)維護(hù)，從技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，在電動(dòng)汽車市場(chǎng)的大力牽引下，隨著電池成本的不斷降低，不斷完善本地儲(chǔ)能政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，力爭(zhēng)“十三五”中期實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在上海的率先規(guī)?；瘧?yīng)用。
階段目標(biāo)：
階段1—關(guān)鍵技術(shù)突破：系統(tǒng)分析包括虹橋樞紐工程、迪士尼微網(wǎng)、崇明生態(tài)島、曹溪換電站等上海市重要智能電網(wǎng)示范基地的儲(chǔ)能系統(tǒng)示范運(yùn)行情況，尋找影響規(guī)模化應(yīng)用亟待解決的儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)難題，開(kāi)展基于可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)、輸配電及輔助服務(wù)、城市及軌道交通等領(lǐng)域的大容量規(guī)模化儲(chǔ)能關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題研究，在蓄電池的研究中，更高的儲(chǔ)能密度、更快的響應(yīng)速度、更好的運(yùn)行安全性、更長(zhǎng)的使用壽命、更低的使用費(fèi)用是我們追求的目標(biāo)。
階段2—技術(shù)應(yīng)用階段：在智能電網(wǎng)各端進(jìn)行儲(chǔ)能工程示范，以上網(wǎng)應(yīng)用為技術(shù)導(dǎo)向，優(yōu)化儲(chǔ)能各裝置的設(shè)計(jì)和使用策略。
階段3—政策推動(dòng)階段：在滿足技術(shù)指標(biāo)前提下，研究?jī)?chǔ)能工程化應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益，從政策扶持角度優(yōu)化儲(chǔ)能裝置的使用策略。
五、項(xiàng)目實(shí)施后的功能描述
儲(chǔ)能技術(shù)是電力系統(tǒng)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及電能生產(chǎn)消費(fèi)變革的重要支撐性技術(shù)。它可以對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)提供各種不可或缺的實(shí)際應(yīng)用。目前儲(chǔ)能技術(shù)已處在爆發(fā)性發(fā)展和革命性突破的前夜，通過(guò)對(duì)規(guī)模等級(jí)、技術(shù)成熟水平、經(jīng)濟(jì)效益、應(yīng)用限制與環(huán)保等方面的研究和實(shí)施，以期形成如下功能：
?。?）大電網(wǎng)：利用儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的快速響應(yīng)容量，可以快速補(bǔ)償系統(tǒng)中的不平衡功率，應(yīng)該可以用最直接、最有效的方式提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。
?。?）新能源接入：一是大幅度降低可再生能源發(fā)電的成本，使其可以和常規(guī)能源發(fā)電相比擬；二是盡可能多地消納可再生能源發(fā)出的電力，最終實(shí)現(xiàn)全部消納這些電力；三是提高電能的利用效率。
?。?）微網(wǎng)：提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，當(dāng)分布式電源供電不足或與微網(wǎng)斷開(kāi)時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)起到維持設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的功能
?。?）電動(dòng)汽車及軌道交通：形成完整V2G，V2H生態(tài)圈，能源滾動(dòng)利用，資源優(yōu)化配置，以極低的能量閑置和浪費(fèi)換取更高的單位效益，智能交通和智能電網(wǎng)的良性循環(huán)。
?。?）其它：形成完善的電池梯度利用網(wǎng)絡(luò)，并與信息化網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電池全生命周期有處可尋，有地可用，有史可查。
