近年來，太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的成本迅速下降，一些公用事業(yè)規(guī)模可再生能源的電力價格已經(jīng)降至每千瓦時2美分左右。然而，太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電都具有間歇性，因?yàn)樗鼈円蕾囉陉柟夂惋L(fēng)力這些無法控制的能量輸入。而儲能系統(tǒng)在可再生能源領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，因?yàn)樗驅(qū)⑾@一問題。

化石燃料發(fā)電設(shè)施繼續(xù)在電力部門發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)樗鼈兛梢园葱杼峁╇娏?。雖然可再生能源現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)比化石燃料更低的成本，但它們?nèi)匀皇艿介g斷性發(fā)電的影響。例如，電網(wǎng)運(yùn)營商可以依靠燃?xì)廨啓C(jī)在電力需求達(dá)到峰值時提供電力，除非通過加強(qiáng)儲能系統(tǒng)得的部署，否則風(fēng)能和太陽能都不能發(fā)揮這一作用。

儲能系統(tǒng)如何提高電網(wǎng)穩(wěn)定性

電網(wǎng)運(yùn)營商面臨的主要挑戰(zhàn)之一是管理電力生產(chǎn)和消費(fèi)的突然變化。請考慮以下示例：

•當(dāng)家庭用戶用電時，其電力需求通常在晚上達(dá)到峰值。由于其靈活的操作和快速響應(yīng)，天然氣發(fā)電廠和水力發(fā)電是滿足峰值需求最常見的電力來源。

•在擁有大量太陽能發(fā)電系統(tǒng)的地區(qū)，發(fā)電高峰出現(xiàn)在中午左右。電網(wǎng)運(yùn)營商必須從其他來源降低發(fā)電量，以保持足夠的電壓和頻率。

電網(wǎng)運(yùn)營商遵循的傳統(tǒng)方法是根據(jù)需要調(diào)整發(fā)電廠的產(chǎn)量，以平衡發(fā)電和消耗。儲能系統(tǒng)提供了另一種解決方案：通過存儲峰值發(fā)電的電力并在電力需求峰值時供電來滿足電力供應(yīng)和需求。

鋰電池儲能系統(tǒng)正在成為一種可行的儲能解決方案：它們在各種規(guī)模的項(xiàng)目中都具有規(guī)模靈活性，從小型住宅儲能系統(tǒng)到電網(wǎng)規(guī)模的部署。電池儲能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)同作用，這也是其可以適應(yīng)任何規(guī)模項(xiàng)目的特點(diǎn)。

電力公司和消費(fèi)者的儲能效益

通過平衡需求峰值和剩余發(fā)電量，儲能系統(tǒng)可以降低電網(wǎng)運(yùn)營商和電力消費(fèi)者的成本：

•許多電價都有使用時間費(fèi)率，電價在電力峰值需求期間會提高，而擁有儲能系統(tǒng)的用戶可以調(diào)整他們的需求，以避免在最高的電價使用電力。

•此外，容量費(fèi)用通常適用于大型商業(yè)和工業(yè)消費(fèi)者。這些費(fèi)用是基于特定計費(fèi)周期內(nèi)的電力需求峰值，可以通過部署儲能系統(tǒng)來降低。

•電網(wǎng)運(yùn)營商也受益于峰值負(fù)載的減少，因?yàn)樗璧碾娋W(wǎng)容量基于最高的預(yù)期負(fù)載。如果大規(guī)模部署儲能系統(tǒng)可以降低峰值需求，電網(wǎng)運(yùn)營商可以延遲對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行成本高昂的升級。

簡而言之，電網(wǎng)的穩(wěn)定負(fù)載對電力公司和用戶都有利。另一方面，在發(fā)電和消耗中頻繁出現(xiàn)峰值的電網(wǎng)運(yùn)行成本更高，并且增加的成本往往導(dǎo)致電費(fèi)提高。

成功案例：南澳大利亞州的霍恩斯代爾儲能系統(tǒng)

霍恩斯代爾儲能系統(tǒng)是特斯拉公司為南澳大利亞州部署的一個電網(wǎng)規(guī)模鋰電池儲能系統(tǒng)，其年儲能容量為12.9萬kWh，裝機(jī)容量為100MW。

•該項(xiàng)目通過在不到一秒鐘的時間內(nèi)對電網(wǎng)干擾作出響應(yīng)，從而有助于防止停電，為緩慢的電源備份措施提供更多的時間。

•儲能系統(tǒng)在夜間采用風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的電力進(jìn)行充電，當(dāng)電力價格達(dá)到峰值時，再將其儲存的電能輸出到電網(wǎng)。

•盡管該項(xiàng)目的投資成本約為6600萬美元，但在運(yùn)營的第一年節(jié)省了4000多萬美元的電費(fèi)。

霍恩斯代爾儲能系統(tǒng)與裝機(jī)容量為315MW的霍恩斯代爾風(fēng)力發(fā)電場一起部署運(yùn)營。這種組合提供了一個示例，說明儲能系統(tǒng)如何增強(qiáng)間歇性可再生能源，提供只有天然氣發(fā)電或水力發(fā)電才能實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)特性。

南澳大利亞州政府還在部署一個虛擬發(fā)電廠項(xiàng)目，其中50,000戶家庭用戶將部署總裝機(jī)容量為250MW 太陽能發(fā)電設(shè)施和總?cè)萘繛?50MWh的鋰離子電池儲能系統(tǒng)。所有單獨(dú)的發(fā)電和儲能裝置將作為單個虛擬發(fā)電廠進(jìn)行連接和管理。

美國的儲能前景

如今，美國一些州已經(jīng)制定了儲能目標(biāo)，并認(rèn)識到儲能技術(shù)能夠提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，同時實(shí)現(xiàn)與可再生能源的協(xié)同作用。

•紐約公共服務(wù)委員會的目標(biāo)是到2025年儲能裝機(jī)容量為1500MW，到2030年儲能裝機(jī)容量為3000MW。

•新澤西州也有一個雄心勃勃的目標(biāo)，即到2030年儲能的裝機(jī)容量為2000MW。

•加利福尼亞州是儲能行業(yè)領(lǐng)域的先驅(qū)者，2013年的儲能目標(biāo)是裝機(jī)容量為1325MW，之后又提高到1825MW。該目標(biāo)已于2019年3月實(shí)現(xiàn)，并正在進(jìn)行擴(kuò)展。

根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie的調(diào)查，美國2018年儲能裝機(jī)容量增加了350.5 MW/777 MWh。這比2017年部署的儲能容量高出80％，2019年的部署儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量預(yù)計超過1600MWh。而隨著儲能系統(tǒng)價格的下降和電價的提高，美國的儲能項(xiàng)目商業(yè)案例將會繼續(xù)增加。