序 言9
前 言11
第一篇 認識篇14
1儲能定義及其發展歷程15
1.1 儲能定義及分類15
1.1.1 儲能本體技術15
1.1.2 儲能集成技術18
1.1.3 新型儲能20
1.2 儲能在電力繫統中應用的歷程21
1.3 儲能在電力繫統應用環節分類24
2國內外儲能發展現狀28
2.1 全球儲能發展現狀28
2.1.1 地域分布28
2.1.2 技術類型30
2.2 中國儲能發展現狀32
2.2.1 地域分布34
2.2.2 技術類型35
2.2.3 重點企業36
2.3 儲能在電力繫統各環節應用現狀37
2.3.1 儲能在電源側應用38
2.3.2 儲能在電網側應用39
2.3.3 儲能在用戶側應用40
3儲能在電力繫統中的功能及定位42
3.1 電力繫統發展面臨的新形勢42
3.2 儲能在電力繫統中的作用45
3.2.1 儲能在電源側的作用46
3.2.2 儲能在電網側的作用47
3.2.3 儲能在用戶側的作用50
3.3 儲能在電力繫統應用的功能定位51
第二篇 技術及應用篇56
4典型新型大容量儲能技術及發展趨勢57
4.1 先進壓縮空氣儲能57
4.2 飛輪儲能61
4.3 先進鉛蓄電池64
4.4 鋰離子電池67
4.5 液流電池70
4.6 鈉硫電池73
5典型新型大容量儲能技術經濟特性比較76
5.1 典型新型儲能的技術特性分析76
5.1.1 關鍵指標選取78
5.1.2 技術特性比較78
5.2 典型新型儲能的經濟特性分析79
5.2.1 關鍵指標選取80
5.2.2 經濟性比較81
5.3 典型新型儲能的技術經濟綜合比較82
5.3.1 綜合性指標選取82
5.3.2 技術經濟特性綜合比較84
6基於應用的新型儲能技術適用度評估87
6.1 典型應用場景及對儲能的技術需求87
6.1.1 新型儲能典型電網應用場景87
6.1.2 面向應用的儲能繫統性能需求90
6.2 面向應用的儲能技術適用度評估方法93
6.2.1 評估指標體繫構建93
6.2.2 新型儲能技術電網應用適用度評估模型構建99
6.3 基於典型應用場景的新型儲能技術適用度評估101
6.3.1 繫統調峰101
6.3.2 新能源並網104
6.3.3 繫統調頻106
6.3.4 電網擁塞管理109
6.3.5 分布式發電及微電網111
7儲能技術發展及應用前景115
7.1 全球儲能市場發展趨勢及在電力繫統應用前景115
7.2 儲能技術在電力繫統各環節應用前景分析116
7.3 儲能在電力繫統應用需要關注的幾個問題118
第三篇 優化配置篇121
8高比例新能源繫統儲能配置需求122
8.1 新能源發展趨勢122
8.1.1 全球新能源的發展趨勢122
8.1.2 我國新能源的發展趨勢123
8.2 高比例新能源電力繫統的新特征126
8.2.1 高比例新能源接入對電力繫統的影響126
8.2.2 高比例新能源電力繫統的典型特征130
8.3 高比例新能源繫統典型應用場景對儲能配置技術需求132
9基於調頻場景的儲能配置模型及實證研究133
9.1 高比例新能源接入的頻率問題133
9.2 高比例新能源接入對頻率影響機理134
9.3 基於調頻場景的儲能配置模型139
9.3.1 調頻場景下儲能優化配置模型140
9.3.2 儲能優化配置模型的求解方法146
9.4 基於調頻場景的儲能優化配置實證分析147
9.4.1 案例繫統描述147
9.4.2 儲能優化配置方案分析150
9.4.3 敏感性分析154
10基於調峰場景的儲能配置模型及實證研究156
10.1 高比例新能源接入的繫統平衡問題156
10.2 高比例新能源接入對繫統調峰需求163
10.3 基於調峰場景的儲能配置模型166
10.3.1 調峰場景下儲能優化配置模型166
10.3.2 儲能優化配置模型的求解方法169
10.4 基於調峰的儲能優化配置實證分析171
10.4.1 案例繫統描述171
10.4.2 儲能優化配置方案分析174
10.4.3 敏感性分析177
11基於電網擁塞管理的儲能配置模型及實證研究179
11.1 高比例新能源繫統電網擁塞問題179
11.2 高比例新能源繫統對電網擁塞管理需求180
11.3 線路擁塞管理場景的儲能配置模型182
11.3.1 線路擁塞管理場景下儲能優化配置模型182
11.3.2 儲能優化配置模型的求解方法189
11.4 基於線路擁塞管理的儲能優化配置案例分析189
11.4.1 案例繫統描述189
11.4.2 案例結果分析191
11.4.3 敏感性分析195
第四篇 實踐篇198
12國外新型儲能政策及發展實踐199
12.1 美國199
12.1.1 激勵政策199
12.1.2 市場機制203
12.1.3 發展實踐206
12.2 英國221
12.2.1 激勵政策221
12.2.2 市場機制223
12.2.3 發展實踐226
12.3 澳大利亞232
12.3.1 激勵政策232
12.3.2 市場機制233
12.3.3 發展實踐235
12.4 相關啟示239
13我國新型儲能政策及要求242
13.1 以技術創新和戰略規劃為主導的起步階段（2016年及以前）242
13.2 以產業發展和示範為主的快速發展階段（2017～2020）243
13.3 支撐新型電力繫建設的規模化發展階段（2020年之後）247
14我國新型儲能發展實踐254
14.1 我國新型儲能項目運營總體情況254
14.2 新型儲能典型商業模式及盈利能力分析255
14.2.1 獨立儲能電站 兩部制電價255
14.2.2 新能源場站配置儲能258
14.2.3 共享儲能260
14.2.4 儲能聯合火電機組調頻262
14.2.5 租賃模式264
14.2.6 合同能源管理265
第五篇 運營機制篇268
15建立新型儲能市場機制的政策及市場化運營模式269
15.1 建立新型儲能市場化機制相關政策要求269
15.2 儲能電站主要市場化運營機制275
16電力市場建設進展及儲能市場化交易的現狀279

新型儲能是構建新型電力繫統的重要技術和基礎裝備，是實現“碳達峰碳中和”目標的重要支撐，對推動能源綠色轉型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質量發展、支撐應對氣候變化目標實現具有重要意義。當前，電力繫統中新型儲能已初具規模，應用領域不斷拓展，新型儲能已成為新型電力繫統不可或缺的重要組成部分，開展基於典型應用場景的新型儲能適用技術、優化配置及運營機制研究，對於推動我國新型儲能的發展及應用意義重大。
國網能源研究院有限公司是從事軟科學研究及重大決策咨詢服務的綜合性能源研究機構，長期從事能源電力發展戰略規劃和政策研究。2009年以來，國網能源研究院有限公司參與了國家發展與改革委員會、國家能源局組織的新型儲能應用關鍵技術及相關政策研究，受政府部門和企業委托進行了大量相關課題研究，積累了豐富的經驗，形成了一繫列成果，如參與了國家五部委印發的《關於促進儲能技術與產業發展的指導意見》的編制，作為專家單位參與國家發展改革委、國家能源局《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》的討論，參與編制了國家電網有限公司《關於促進電化學儲能健康有序發展的指導意見》等。編寫本書的目的，希望與關注新型儲能技術與產業發展的社會各界分享研究成果，並為相關政府部門、能源電力及相關行業從事新型儲能研究及應用工作的有關人員、高等院校相關專業的師生提供參考。
本書主要內容分成六篇，包括十八個章節。第一篇為“認識篇”，闡述新型大容量儲能的基本定義、發展歷程和國內外發展現狀，重點分析了能源轉型下電力繫統發展面臨的形勢以及新型儲能在能源轉型中的功能作用和基本定位，展望了新型儲能未來發展前景。第二篇為“技術及應用篇”，分析了新型大容量儲能的技術類型以及經濟技術指標，重點是構建了基於電網典型應用場景的新型儲能綜合評價方法，從繫統調峰、新能源並網、繫統調頻、電網擁塞管理和分布式發電及微網應用五個場景進行新型儲能技術適用度評估。第三篇為“優化配置篇”，針對高比例新能源電力繫統中儲能應用需求，結合繫統調頻、繫統調頻以及電網擁塞管理三個典型應用場景，研究提出了新型儲能優化配置模型，並開展實證研究。第四篇為“實踐篇”，詳細介紹了美國、英國、澳大利亞三國新型儲能激勵政策、市場機制和發展實踐，以及中國新型儲能產業政策發展歷程及項目實踐。第五篇為“運營篇”，在分析新型儲能市場機制及價格政策、參與電力市場現狀以及國內外儲能電站市場化價格形成機制的基礎上，提出了新型儲能市場化運營模式和價格機制。第六篇為“案例篇”，收錄了我國已建成和正在建設的十項典型新型儲能項目。
本書得到了國家電網有限公司科技項目《適用於電網的新型大容量儲能技術綜合評估》（KY-SG-2016-204-JLDKY）、《適應全球能源互聯網的新能源、分布式電源、儲能與電網協調發展分析技術研究》、《面向電網的儲能電站優化配置及控制策略研究》、《面向電網的儲能應用市場機制及價值評估關鍵技術研究》的大力支持，在此深表謝意。在本書的編寫過程中，得到了國家電網公司、中國電機工程學會、江蘇省電力公司、遼寧省電力公司、河南省電力公司、青海省電力公司、甘肅省電力公司、國電南瑞、華中科技大學、中關村儲能產業技術聯盟等機構以及相關領導和專家的大力支持和幫助，在此一並致謝！
限於作者水平，雖然對書稿進行了反復研究推敲，但難免仍會存在疏漏與不足之處，懇請讀者諒解並批評指正！

編著者
2022年3月於北京