电力储能存在多种技术路线,除了传统的抽水蓄能外,以电化学储能为代表的新型储能是发展主流,率先实现了规模化应用。其中又以锂离子电池的发展规模最大、速度最快。与此同时,其他类型电化学储能技术如液流电池、钠离子电池,以及物理储能技术如压缩空气、飞轮等也逐渐进入了工程示范阶段。历经十余年的理论研究、实验验证和工程示范,储能电站运行控制与应用、电力储能测试评价等关键领域都取得了重要的成果,从性能验证到综合评价,逐步走向规模化、标准化、实用化、工程化,同时储能行业标准体系构建、标准制定也逐步完善、细化。
在工程应用方面,规模化储能电站运行控制与应用在过去十年主要经历了兆瓦级/十兆瓦级储能的关键性能验证评价、百兆瓦级集中/分布式储能的应用评价的两个阶段,目前正处于向着吉瓦时级储能创新应用的跨越式发展阶段。上述三个阶段与我国在储能领域的国家“十二五”、“十三五”、“十四五”科技创新规划的发展里程碑相契合。
在检测评价方面,电化学储能系统主要由储能电池及其管理系统、储能变流器等核心部件组成,涉及电化学与电力电子学的交叉领域。其中储能变流器属于较为成熟的电力电子设备,表现为物理特性、测试评价体系相对明确,性能确定性较强。规模化应用的储能电池对于电力系统来说属于新的元件,其本身为能量载体,表现为化学特性,存在潜在的安全隐患,循环等关键性能会发生衰退或突变,测试评价体系特殊且复杂,性能不确定性较强。因此,电力储能测试评价在过去十年总体上经历了关键性能验证评价、适用实际应用需求的储能核心部件标准化综合评价、面向工程的储能安全与质量全流程测试评价三个阶段,且主要围绕具有特殊性和复杂性的储能电池开展。测试评价的三个阶段与电力储能行业的发展里程碑相契合。
在标准制定方面,我国从 2011 年开始储能行业标准的编制,2014 年成立了全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC550)。历经十余年发展,我国储能标准制定经历了从借鉴到自主,从局部到整体的过程,在标准体系建设、国内外标准制定等方面都取得了很大的成绩。
本文主要从工程应用、检测技术、标准制定这三个方面,对新型储能系统的过去 10 年研究进展进行回顾,并对其未来发展提出了展望。