從整個電力系統(tǒng)的角度看，儲能的應用場景可以分為發(fā)電側儲能、輸配電側儲能和用戶側儲能三大場景。這三大場景又都可以從電網(wǎng)的角度分成能量型需求和功率型需求。能量型需求一般需要較長的放電時間（如能量時移），而對響應時間要求不高。與之相比，功率型需求一般要求有快速響應能力，但是一般放電時間不長（如系統(tǒng)調頻）。實際應用中，需要根據(jù)各種場景中的需求對儲能技術進行分析，以找到最適合的儲能技術。本文著重將這三大應用領域細分十三個應用場景進行詳細分析。

發(fā)電側

從發(fā)電側的角度看，儲能的需求終端是發(fā)電廠。由于不同的電力來源對電網(wǎng)的不同影響，以及負載端難預測導致的發(fā)電和用電的動態(tài)不匹配，發(fā)電側對儲能的需求場景類型較多，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)等六類場景。

能量時移

能量時移是通過儲能的方式實現(xiàn)用電負荷的削峰填谷 ，即發(fā)電廠在用電負荷低谷時段對電池充電，在用電負荷高峰時段將存儲的電量釋放。此外，將可再生能源的棄風棄光電量存儲后再移至其他時段進行并網(wǎng)也是能量時移。能量時移屬于典型的能量型應用，其對充放電的時間沒有嚴格要求，對于充放電的功率要求也比較寬，但是因為用戶的用電負荷及可再生能源的發(fā)電特征導致能力時移的應用頻率相對較高，每年在 300 次以上。

容量機組

由于用電負荷在不同時間段有差異，煤電機組需要承擔調峰能力，因此需要留出一定的發(fā)電容量作為相應尖峰負荷的能力，這使得火電機組無法達到滿發(fā)狀態(tài)，影響機組運行的經(jīng)濟性。采用儲能可以在用電負荷低谷時充電，在用電尖峰時放電以降低負荷尖峰。利用儲能系統(tǒng)的替代效應將煤電的容量機組釋放出來，從而提高火電機組的利用率，增加其經(jīng)濟性。容量機組屬于典型的能量型應用，其對充放電的時間沒有嚴格要求，對于充放電的功率要求也比較寬，但是因為用戶的用電負荷及可再生能源的發(fā)電特征導致能力時移的應用頻率相對較高，每年在 200 次左右。

負荷跟蹤

負荷跟蹤是針對變化緩慢的持續(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。變化緩慢的持續(xù)變動負荷又可根據(jù)發(fā)電機運行的實際情況細分為基本負荷和爬坡負荷，負荷跟蹤則主要應用于爬坡負荷，即通過調整出力大小，盡量減少傳統(tǒng)能源機組的爬坡速率，讓其盡可能平滑過渡到調度指令水平。負荷跟蹤和容量機組相比，對放電響應時間要求更高，要求相應時間在分鐘級。

系統(tǒng)調頻

頻率的變化會對發(fā)電及用電設備的安全高效運行及壽命產(chǎn)生影響，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(nèi)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。而隨著新能源的并網(wǎng)，風光的波動性和隨機性使得電網(wǎng)短時間內(nèi)的能量不平衡加劇，傳統(tǒng)能源（特別是火電）由于調頻速度慢，在響應電網(wǎng)調度指令時具有滯后性，有時會出現(xiàn)反向調節(jié)之類的錯誤動作，因此不能滿足新增的需求。相較而言，儲能（特別是電化學儲能）調頻速度快，電池可以靈活地在充放電狀態(tài)之間轉換，成為非常好的調頻資源。

和負荷跟蹤相比，系統(tǒng)調頻的負荷分量變化周期在分秒級，對響應速度要求更高（一般為秒級響應），對負荷分量的調整方式一般為 AGC。但是系統(tǒng)調頻是典型的功率型應用，其要求在較短時間內(nèi)進行快速的充放電，采用電化學儲能時需要有較大的充放電倍率，因此會減少一些類型電池的壽命，從而影響其經(jīng)濟性。

備用容量

備用容量是指在滿足預計負荷需求以外，針對突發(fā)情況時為保障電能質量和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行而預留的有功功率儲備，一般備用容量需要在系統(tǒng)正常電力供應容量 15~20%，且最小值應等于系統(tǒng)中單機裝機容量最大的機組容量。由于備用容量針對的是突發(fā)情況，一般年運行頻率較低，如果是采用電池單獨做備用容量服務，經(jīng)濟性無法得到保障，因此需要將其與現(xiàn)有備用容量的成本進行比較來確定實際的替代效應。

可再生能源并網(wǎng)

由于風電、光伏發(fā)電出力隨機性、間歇性的特點，其電能質量相比傳統(tǒng)能源要差，由于可再生能源發(fā)電的波動（頻率波動、出力波動等）從數(shù)秒到數(shù)小時之間，因此既有功率型應用也有能量型應用，一般可以將其分為可再生能源能量時移、可再生能源發(fā)電容量固化和可再生能源出力平滑三類應用。例如針對光伏發(fā)電棄光的問題，需要將白天發(fā)出的剩余電量進行儲存以備晚上放電，屬于可再生能源的能量時移。而針對風電，由于風力的不可預測性，導致風電的出力波動較大，需要將其平滑，因而以功率型應用為主。

輸配電側

儲能在輸配側的應用主要是緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設備擴容及無功支持三類，相對于發(fā)電側的應用，輸配電側的應用類型少，同時從效果的角度看更多是替代效應。

緩解輸配電阻塞

線路阻塞是指線路負荷超過線路容量，將儲能系統(tǒng)安裝在線路上游，當發(fā)生線路阻塞時可以將無法輸送的電能儲存到儲能設備中，等到線路負荷小于線路容量時，儲能系統(tǒng)再向線路放電。一般對于儲能系統(tǒng)要求放電時間在小時級，運行次數(shù)在 50~100 次左右，屬于能量型應用，對響應時間有一定要求，需要在分鐘級響應。

延緩輸配電設備擴容

傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃或者電網(wǎng)升級擴建成本很高。在負荷接近設備容量的輸配電系統(tǒng)內(nèi)，如果一年內(nèi)大部分時間可以滿足負荷供應，只在部分高峰特定時段會出現(xiàn)自身容量低于負荷的情況時，可以利用儲能系統(tǒng)通過較小的裝機容量有效提高電網(wǎng)的輸配電能力，從而延緩新建輸配電設施成本，延長原有設備的使用壽命。相比較緩解輸配電阻塞，延緩輸配電設備擴容工作頻次更低，考慮到電池老化，實際可變成本較高，因此對電池的經(jīng)濟性提出了更高的要求。

無功支持

無功支持是指在輸配線路上通過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會造成電網(wǎng)電壓波動，影響電能質量，甚至損耗用電設備。電池可以在動態(tài)逆變器、通信和控制設備的輔助下，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，放電時間相對較短，但運行頻次很高。

用電側

用電側是電力使用的終端，用戶是電力的消費者和使用者，發(fā)電及輸配電側的成本及收益以電價的形式表現(xiàn)出來，轉化成用戶的成本，因此電價的高低會影響用戶的需求。

用戶分時電價管理

電力部門將每天 24 小時劃分為高峰、平段、低谷等多個時段，對各時段分別制定不同的電價水平，即為分時電價。用戶分時電價管理和能量時移類似，區(qū)別僅在于用戶分時電價管理是基于分時電價體系對電力負荷進行調節(jié)，而能量時移是根據(jù)電力負荷曲線對發(fā)電功率進行調節(jié)。

容量費用管理

我國對供電部門大工業(yè)企業(yè)實行兩部制電價：電量電價指的是按照實際發(fā)生的交易電量計費的電價，容量電價則主要取決于用戶用電功率的最高值。容量費用管理是指在不影響正常生產(chǎn)的情況下，通過降低最高用電功率，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，在高峰時負負荷放電，從而降低整體負荷，達到降低容量費用的目的。

提高電能質量

由于存在電力系統(tǒng)操作負荷性質多變，設備負載非線性等問題，用戶獲得的電能存在電壓、電流變化或者頻率偏差等問題，此時電能的質量較差。系統(tǒng)調頻、無功支持就是在發(fā)電側和輸配電側提升電能質量的方式。在用戶側，儲能系統(tǒng)同樣可以進行平滑電壓、頻率波動，例如利用儲能解決分布式光伏系統(tǒng)內(nèi)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，具體放電市場及運行頻率依據(jù)實際應用場景而有所不同，但一般要求響應時間在毫秒級。

提升供電可靠性

儲能用于提高微網(wǎng)供電可靠性，是指發(fā)生停電故障時，儲能能夠將儲備的能量供應給終端用戶，避免了故障修復過程中的電能中斷，以保證供電可靠性。該應用中的儲能設備必須具備高質量、高可靠性的要求，具體放電時長主要與安裝地點相關。

審核編輯：湯梓紅