能源新闻网讯，9月16日，以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

开幕式后，与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区，参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间，还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

下面是九大专题分论坛之储能产学研融合发展论坛活动中沈阳微控新能源技术有限公司董事长张庆源先生的发言：

大家下午好!我是沈阳微控的张庆源，今天听了各位专家的见解，接下来把微控这几年在储能做的探索跟大家汇报一下。

我今天汇报的题目是《独立调频电站在未来新型电力系统中的地位和作用初探》。这可能是一个新概念，因为刚才两位专家都讲了大规模储能，大规模储能形式很多，基本都用于调峰电站。调频电站目前在国内做得还不多，刚才刘院士所讲的所谓的调频也都是跟火电在一起来混用的。我今天向大家介绍一下单独的独立调频电站在未来新型电力系统中能起到一个什么样的作用。

新能源的快速发展，尤其是“双碳”在积极地进行，我们有很多问题，尤其是支撑能力和调节能力缺乏，这给我们带来很多挑战。传统电力系统是个高惯量的，大家可以看到，像核电、水电、火电都有大型的发电机，它本身具有一定的惯量。在未来以新能源为主体的新型电力系统中，我们可能看到源侧发生了巨大的变化，今后是以可再生能源为主的，再配加一些储能，火电、水电会逐渐降低比例，当然，不能退出这个历史舞台。

在新型电力系统下还有很多需要研究的地方，包括我们的技术。习近平总书记一直提出要创新发展我们的新型电力系统，尤其是这次9月7日在东北全面振兴座谈会上，习近平总书记又特别提到能源安全，构建以“风电水火储”的新型电力体系。

新型电力系统的主要问题，就是在我们高比例的接入情况下，它本身的调频能力不足。右下角这张图，在21%时已经出现了低频减载风险，如果新能源超过50%，这种风险是一定存在的。这张图是中国电科院在2020年做的一个仿真图，现在从目前转动惯量、一次调频、二次调频等调频技术手段中，由于一次调频的发生率比较高，一般来讲，如果装机容量超过20%-30%，一天超过死区(如果死区按0.033的频率来算)可能会超过千次。这么高频率的调节对现有技术是巨大的挑战。刚才专家讲未来锂电池可以做到12000次甚至15000次。但是对于高比例新能源接入情况下，我们需要调节的次数远不止这么多，一天有可能超过1000-2000次，可能锂电池和一些其他的新型储能类电池就难以承受这么大的循环寿命。

刚才专家讲了飞轮储能，飞轮储能的特性因为它是纯机械的，刚才刘院士也讲了，他们在灵武做了非常好的示范，也取得很大成效。飞轮储能作为物理储能是一种机械式的，沈阳微控可以把现有的动能通过动能存储起来，这种在高速电机的运行情况下，我们可以快速响应电网频率的状况，可以通过我们的调速，通过磁电转换，对现有的电网频率进行调节。

国家出了两个新版细则，明确规定现在电力市场辅助服务的种类，从原来的调峰扩展到调频，而且增加了转动惯量、一次调频、二次调频等很多种类。一种是像火电厂是义务提供的，另外是义务补偿，如果你具备调节能力，电网给你一定补偿。第三种是我们未来探索的市场化机制，通过市场化运营，从需求端到使用端来做个平衡，这样具有调节能力的电力单位取得一部分收益，不具备调节能力的电力生产部门就增加一些考核。

目前从2023年7月份的数据来看，我们上半年总共电力辅助市场的总额是278亿，占上网电费的1.9%，这里有70%左右是电力调峰的费用，有20%是一次调频和AGC的费用。目前在成熟的市场一般都是辅助市场占3%-5%，我们目前还是在1.9%，距离成熟的电力市场还有一定差距，相信通过市场机制和技术创新，可能在未来“十四五”末期甚至“十五五”，提高电力辅助服务市场的比例，也是为电网安全做服务。

新型电力系统中储能技术的应用价值，刚才刘吉臻院士讲到他不同意“源网荷储”的概念，确实是，因为传统我们就是在“源网荷”这之间做个平衡。“网侧”是由电网做天平，“负荷”是电力用户，“电源”主要是像传统的火电、水电、天然气等传统的化石燃料给我们提供电源。传统的电力系统有很大的调节能力，新型电力系统主要是可再生能源，因为它具有间歇性、波动性、随机性，所以它在电力系统构成过程中带来很多不稳定的因素，原来“荷”动了，我们把“源”也动了就完了，现在“源”也在动，所以国家提出“源网荷储”这个概念。虽然去年达到4500万装机，但是在总需求尤其是负荷不断增加的情况下，“储”占的本来非常小。所以现在很多专家提出来，还是“源网荷”，因为“储”所占比例太小，不能跟传统的“源网荷”并列。但是我相信，国家一直推动新型储能建设，尤其是通过新型储能来撬动工业生产，相信国家会出台类似的政策，继续支持储能在新型电力系统中起到的作用。

大家知道，我们现在的系统通过可再生能源的上网，大部分都是通过电粒电子实现的，储能除了面向高比例新能源接入，还要面向高比例的电粒电子，它也会造成电网的波动。所以我相信在未来的一段时间内，储能技术需要自身不断地提高，才能适应未来新型电力系统的这种高的要求。

其次，我向大家简单介绍一下储能技术的类型：

储能不只是像刚才讲的锂电池、飞轮，其实储能还有很多种，现在最新的氢气也算储能的一种。长时储能有压缩空气、传统的抽水蓄能、液流电池等;中短时储能一般是锂电池、铅酸蓄电池和正在开发研究的钠离子电池;短时储能基本就是飞轮储能和超级电容这两种，因为飞轮储能和超级电容的主要特点是反应速度快、单位功率比较大，但是它储能的电量有限。这两种储能方式非常相像，飞轮主体单体大一点，超级电容储能跟锂电池差不多，大规模储能需要通过大量的串联再并联，实现储能。飞轮储能和超级电容的特点是反应速度非常快，目前测试的效果是反应可以在100毫秒以内，200毫秒可以达到满功率的充电放电。所以根据它这种特性，在电网的转动惯量和一次调频方面它是有一定作用的。但是任何一个储能方式都不能包打天下，都不能解决所有我们新型电力系统中发生的问题，所以多种储能的结合也是未来的一个发展方向。尤其是今天提到了混合储能如何发展，发挥各个不同储能的优势，未来在复杂环境下用混合储能的方式可以应对高比例新能源的接入。

独立储能电站，各个省尤其是国家已经给了它一个身份，就是它以独立储能的身份直接与电力的调度去签并网协议就可以了。这个表已经把储能服务的类别列出来了，尤其是新型储能。大家看到主要是以调峰为主，调峰服务集中在山东、山西、河南、宁夏这些大的新能源比例比较高的区域。目前像一次调频和容量补偿都比较少，只有山西这一个省具有独立调频市场的政策。

独立调峰电站可以让电网趋于平衡，把时间轴缩到秒级甚至分钟级，可以看到，它这个电量还是波动的。在这种情况下来储能，尤其是独立调峰电站，会把我们现在电网的容量变化到一个比较平缓的状态，也就是说调峰技术主要是长时的，包括像锂电池、液流电池、抽水蓄能。目前调峰电站做得收益比较好的是山东省。随着新能源的接入，我相信调峰电站会越来越多，但是据我所知，东北三省尤其辽宁省新作的规划，把储能调峰列入了现货市场，不管是新能源波动还是负荷波动，只要是低谷，你就可以去吸纳，只要是高峰，你就可以去放，这样有可能从一天1次、2次做到3次、4次，但是价差会趋于平衡。

我今天讲的重点还是独立储能调频电站，实际上在2022年4月份，国家出台的新型储能这个实施方案里，就鼓励这种高频次的功率型的调节型电源上网，尤其是在新能源高比例地区来做示范。独立储能调频电站的技术路线主要是使用短时高频的储能技术，像飞轮、高速飞轮和超级电容，甚至是锂电池也可以。我刚才讲过了，山西省出台了国内首个一次调频辅助市场的细则。刚才刘院士讲到宁夏，我没有查到宁夏有一次调频的辅助市场，所以要请教华北电力大学的老师，看看灵武电厂是如何取得收益的。

东北地区在2023年4月3日出了两个《细则》的辅助运行版，它明确了一次调频可以参与辅助服务市场，我们还在等待，因为这个文件怎么说是10月4日，所以我们相信应该在9月底会出台东北三省加上蒙东地区一次调频辅助服务市场的政策。

短时高频储能技术路线是这三个，锂离子电池能量密度比较高，超级电容和飞轮技术都没有那么高，但是高速磁悬浮飞轮的功率比较高。这里我给大家澄清一个概念，高速的磁悬浮飞轮跟低速磁悬浮飞轮具体有什么区别?沈阳微控做高速飞轮，平均转速在每分钟3万转，高速飞轮的比功率比较高，但是有一些也做飞轮的企业，他们做的号称“能量型”，但是能量密度比较低，功率密度也不高，这种飞轮目前沈阳微控还没有做，所以我这里没有详细的信息报告给大家。

循环次数，锂电池一般3000-8000次就差不多了，高速飞轮应该在百万次，超级电容如果单体可以超过50万次，但是很多并联，因为它每个最多才3V，串联以后再并联可能会造成它的寿命会下降一些，所以我们还是把它定义在万次。目前这个存储的容量，锂电池可以做到很大，目前飞轮也可以做到百兆瓦。超级电容受它的电压所限，目前看到的就是兆瓦级。

简单介绍沈阳微控做的高速飞轮频率调节系统，这个调节系统由三个部分组成，第一部分是飞轮的单元，第二个部分是总控+变流器，第三个部分是PCS，也就是能量变流器。我们在一个集装箱内可以放置1-1.5MW的飞轮，和传统的飞轮不一样，沈阳微控的飞轮不用放在地下，因为我们有足够的安全保障装置，所以我们就是集装箱在地下部署。大家知道，尤其新能源厂站，都在比较边远地区，风电要不都在山上，你要是挖一个大坑，有防水问题，把几百吨、几十吨的飞轮调到山上去是非常难的一个工程问题。沈阳微控的每个飞轮单台是几百公斤，一个集装箱是10斤左右，可以灵活部署，另外也可以直接放在建筑物内，目前在乌兰察布源网荷储一体化项目里也有沈阳微控的飞轮，成功入选2021年国家能源局发布的首台重大技术装备目录，目前我们这个飞轮储能装置可以通过并联做到百兆瓦。目前已在辽宁北票市开工建设一个200MW飞轮储能独立调电站，针对高比例新能源接入消纳提供一些安全和技术保障。

按照国家标准，新能源厂站大概6%-10%进行一次调频幅度。举个例子，一个省4000万新能源装机大概上网2000万的发电，按这个计算，独立调频站建设总规模应该是120万-200万千瓦。选择在农学院并网汇集站也可以，我们设计一个100-200MW的独立调频电站，主要是解决新能源厂站的调节能力不足的问题。

由于时间关系，我基本就讲这么多。下面给大家提一些建议和想法：

第一，新型储能独立调频电站的价值到底有多大，通过我们不断探索和继续挖掘，它主要是作为电网的稳定器和调节器，今后有没有可能像储能电站一样，通过共享租赁的方式，来建设独立调频电站?可能也是一个新的命题。

第二，电网对储能电站的认识需要提高，因为在以新能源为主体的新能源电力系统下，高比例的新能源接入本身也是一个问题，对于电网本身来讲，它也没有经历过，电网要提出一些新的想法，另外，政府部门也要规划出一种类似于山西、东北的这种市场机制，同时，在技术标准上也要严格地有针对性地去做一些工作。比如GB 40505标准里，新能源电站给的调差率是0.5%-5%，对于独立电站来讲，因为它百分之百是为了调节用，所以我们向有关部门提出调差率最好做到0.1%，还有很多技术问题相信在今后独立调频电站使用过程中会出现各种各样的问题，包括经济性问题、安全性问题、体制机制问题都需要探索。

今天就分享到这里，谢谢大家。

本文系能源新闻网整理自张庆源在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之储能产学研融合发展论坛演讲实录，未经本人审阅。