電力儲能發(fā)展現(xiàn)狀與電力儲能標準體系建設全國電力儲能標準化技術委員會惠東2017年國家電網(wǎng)公司技術標準創(chuàng)新獎推薦材電力儲能應用狀況123下一步工作方向4電力儲能標準建設現(xiàn)狀電力儲能標準體系分析儲能技術定位

波動性、間歇性可再生能源的大規(guī)模接入引發(fā)電網(wǎng)穩(wěn)定性，需要借助儲能手段提高接納能力傳統(tǒng)擴容方式受限于輸電走廊布局等資源限制與負荷需求不斷增長之間的矛盾，引入儲能能有效緩解矛盾，并延緩設備更新投資，提高網(wǎng)絡資源和設施利用率儲能引入將提高用戶側分布式能源接入能力、應對災變能力、保證供電可靠性、滿足電能質量需求、削峰填谷儲能技術是涉及多學科的不斷更新?lián)Q代的戰(zhàn)略性前沿技術發(fā)電輸電配電用戶減排壓力推動電力能源結構變革資源約束迫使電網(wǎng)從功率傳輸轉向電量傳輸用戶側提出高質量、個性化和互動化供電需求儲能系統(tǒng)的技術特征4儲能的引入顛覆了電力系統(tǒng)時刻“供需平衡”的運行原則，其中關鍵因素在于“t”，即“時間因子”的介入，在儲能系統(tǒng)技術指標中表現(xiàn)為作用時間，是其不同于傳統(tǒng)即發(fā)即用設備的最主要標志，是儲能技術價值最重要的體現(xiàn)?；陔娏ο到y(tǒng)不同應用場合對儲能裝置的技術需求，可劃分為三個時間范圍描述：大規(guī)模儲能包括大規(guī)模集中式儲能和大規(guī)模分布式儲能。作用時間應用場景

運行特點對儲能的技術要求重點關注的儲能類型秒級至數(shù)分鐘級輔助一次調頻、提供系統(tǒng)阻尼、電能質量動作周期隨機ms級響應速度大功率充放電高功率高響應速度高存儲/循環(huán)壽命高功率密度及緊湊型的設備形態(tài)超級電容器超導磁儲能飛輪儲能分鐘至數(shù)小時級平滑可再生能源發(fā)電、跟蹤計劃出力、二次調頻、提高輸配電設施利用率充放電轉換頻繁毫秒級響應速度可觀的能量一定的規(guī)模（MW/MWH以上)高循環(huán)壽命（萬次以上）便于集成的設備形態(tài)電化學儲能數(shù)小時級至日級別削峰填谷、負荷調節(jié)大規(guī)模能量吞吐大規(guī)模(100MW/100MWH以上)深充深放（循環(huán)壽命5000次以上）資源和環(huán)境友好成本低抽水蓄能壓縮空氣熔融鹽儲氫儲能在電力系統(tǒng)的應用模式。2010年12月美國能源部發(fā)布《電力系統(tǒng)對大規(guī)模儲能技術應用需求》報告，根據(jù)當今電力系統(tǒng)的技術需求特征，將儲能應用模式分為5大類17項，受到多個國家的認可。大規(guī)模可再生能源接入平滑功率輸出，降低功率波動越限概率以及爬坡率提高可再生發(fā)電日前計劃跟蹤能力參與調峰用戶智能化、互動化分布式電源接入削峰填谷應對災變，保證供電可靠性滿足特殊負荷的電能質量需求傳統(tǒng)電網(wǎng)升級方式的變革靈活配置能源供應，提高現(xiàn)有輸配網(wǎng)絡利用率，延緩輸配電設備投資輸電應用

參與調頻、調峰等輔助服務磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)技術經(jīng)濟性變化趨勢

2010年2012年2014年2015年2018年2020年預計LFP電池系統(tǒng)售價(元/kWh)3750325027502150<1600<1200LFP電池組壽命@100%DOD（次）2000250033004500>5000>10000儲能PCS售價（元/kW）250020001250900<500儲能系統(tǒng)轉換效率(含PCS和變壓器)88%89%90%90%>90%電池系統(tǒng)度電成本（元/kWh次）2.131.460.930.53<0.30<0.15工程建設與運行成本（元/kWh）0.40.350.250.20<0.15<0.10電池儲能綜合度電成本（元/kWh次）2.421.811.180.73<0.450.25

如果通過儲能在用戶側進行峰谷差價套利（arbitrary），那么鋰離子電池系統(tǒng)目前已經(jīng)接近該應用模式的技術經(jīng)濟拐點。6

尖峰峰值電價平值電價谷值電價峰谷價差北京普通工業(yè)1.49951.37120.85250.35881.0124大工業(yè)1.07910.99040.68500.38860.6018上海夏季——1.2010.7470.2820.919非夏季——1.1660.7120.3470.819江蘇普通工業(yè)1.38150.82890.37631.0052大工業(yè)1.17521.07520.64500.31500.7602天津普通工業(yè)1.31410.86860.44310.871大工業(yè)0.96890.69090.42690.5393浙江普通工業(yè)1.32691.03220.52620.8007大工業(yè)1.08930.90930.43260.6567不同省份工業(yè)用電價格表

我國不同地區(qū)省份的峰谷電價不同、峰谷時段，同時同一省份不同容量工業(yè)用戶的峰谷電價也不同。7典型儲能應用示范案例儲能在電力應用的切入點應用模式切入點回報條件用電客戶利用儲能裝置調峰填谷峰谷差價套利、削減最大容量費儲能提高輸配電設施應用率模式減少電力增容設施投資儲能參與需求側管理應用模式可中斷電力服務補貼提高分布式可再生電源的友好接入沒有直接效益（期待規(guī)則）綜合能源（含微網(wǎng)）峰谷差價套利、削減最大容量費客戶側虛擬電廠應用模式電量現(xiàn)貨調頻、調峰、調壓、黑啟動等輔助服務輔助服務費用89可再生資源發(fā)達地區(qū)，多能互補項目正在開展。典型：1、魯能格爾木多能互補項目100MWh；2、黃河上游水電公司烏蘭新能源消納90MWh；電網(wǎng)調頻輔助服務。山西、廣東正在實施（或正在立項）儲能調頻。江蘇省客戶側儲能套利項目。江蘇、河南100MW電網(wǎng)儲能項目（正在安裝，部分并網(wǎng)）省能源公司調峰輔助服務儲能項目正在論證（100MW級）充儲一體化。解決快充帶來的配電容量不足。儲能未來3年，仍處于技術試錯、規(guī)模示范、模式試錯的階段。需要多次迭代。儲能進入爆發(fā)？10中國經(jīng)濟在不斷發(fā)展，對電力需求持續(xù)增長。（增量市場）中國發(fā)電裝機容量世界第一，但火力發(fā)電比例過高。（能源結構）11中國的用電結構將發(fā)生重大變化。中國電力體制正在進行改革。工業(yè)農業(yè)商業(yè)居民其他美國24.90.234.337.13.6日本34.30.133.430.02.3德國44.21.726.125.03.1法國30.80.830.834.43.3韓國51.72.232.213.40.5中國72.51.912.811.80.0電網(wǎng)發(fā)生了那些改變？G=L電網(wǎng)公式G側，高比例新能源接入L側，電動車等具有雙向潮流及時空不確定性負荷接入高電壓、大容量電網(wǎng)規(guī)模龐大控制設備更多運行方式復雜=？電力儲能系統(tǒng)的特征結構：能量轉換本體、功率轉換、并網(wǎng)設施、輔機與附件形態(tài)：并網(wǎng)電源、負荷控制規(guī)律屬性：電磁暫態(tài)（電磁儲能、部分電化學儲能）準電磁暫態(tài)（液流、鈉硫電池）機電暫態(tài)：機械儲能、相變儲能外特性參數(shù)：額定儲能容量額定功率響應時間能量轉換效率自放電率循環(huán)壽命充放電對稱性容量可用系數(shù)電力儲能技術標準的需求

儲能系統(tǒng)并網(wǎng)及應用的各個環(huán)節(jié)與過程。規(guī)劃設計招標監(jiān)造設備試驗檢測工程組織安裝施工交接驗收運行交易維護檢修報廢電力儲能應用對標準的需求123下一步工作方向4電力儲能標準建設現(xiàn)狀電力儲能標準體系分析IEC/TC120電力儲能技術委員會IEC/TC120成立于2012年底，共有14個正式成員國和7個觀察員成員國。德國為主席國，由西門子ErikWolf博士為委員會主席，日本為秘書國，由東芝Hideki

Hayashi為秘書長。

設置5個工作組：術語（WG1）、參數(shù)與測試方法（WG2）、規(guī)劃與安裝（WG3）、安全（WG4）和環(huán)境（WG5）以及1個項目組PT。意大利的Noce擔任WG1召集人；日本的Honzawa擔任WG2召集人；德國的Schmitt擔任WG3召集人；法國的Demissy擔任WG4召集人；韓國的Rho擔任WG5召集人；美國的Franks擔任PT召集人；IEC/TC120電力儲能技術委員會工作范圍定位在儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)與應用。“儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)”的含義是：并網(wǎng)型儲能裝置系統(tǒng)集成（主要指電池儲能）、儲能電站系統(tǒng)集成、儲能系統(tǒng)運行控制與調度；“儲能系統(tǒng)的應用”含義是：儲能特性提高可再生發(fā)電接入友好性以及可再生發(fā)電的并網(wǎng)利用。國外標準現(xiàn)狀17國外標準現(xiàn)狀IEC儲能標準相關情況

IECTC120儲能技術委員會目前成立5個工作組，開展

6項標準制定工作。

序號標準號標準名稱1IEC62933-1電能存儲系統(tǒng)第1部分：術語2IEC62933-2-1電能存儲系統(tǒng)第2-1部分：單元參數(shù)及測試方法一般要求3IEC62933-3-1電能存儲系統(tǒng)第3-1部分：規(guī)劃及安裝一般要求4IEC/TS62933-4-1電能存儲系統(tǒng)第4-1部分：環(huán)境問題指導的一般要求5IEC/TS62933-5-1電能存儲系統(tǒng)第5-1部分：安全要求-一般要求6IEC62933-5-2集成化電能存儲系統(tǒng)安全要求-電池

IEC聯(lián)合工作組JWG82序號標準號名稱主要內容1IEC-61427-1可再生能源儲能用蓄電池和蓄電池組-第1部分：光伏離網(wǎng)應用規(guī)定了離網(wǎng)型太陽能儲能應用的儲能電池技術條件和試驗方法2IEC-61427-2可再生能源儲能用蓄電池和蓄電池組-第2部分：并網(wǎng)應用規(guī)定了用于可再生能源發(fā)電的儲能電池技術條件和試驗方法18國外儲能標準體系IEEE標準協(xié)會IEEE注重儲能接入系統(tǒng)方面標準。IEEE標準協(xié)會不會將重點放在預測是機械儲能方法還是化學儲能方法，亦或是燃料電池、蓄電池等哪種技術會成為全球市場的主流技術，而是關注其與更大規(guī)模電網(wǎng)之間的互連以及對各種儲能技術的系統(tǒng)要求，目的是為電網(wǎng)提供龐大的可用潛在資源。美國2010年11月，美國能源部召集美國電力科學研究院（EPRI）、電力儲能學會、能源部下屬國家實驗室、設備制造商、知名電力咨詢公司以及相關社會團體召開了儲能技術標準體系研討會。美國的儲能技術標準體系框架包括通用技術要求、通用規(guī)范、術語、檢測、通訊方式、接入標準及標準協(xié)調等方面。但是沒有具體計劃。序號標準號名稱主要內容1IEEEP2030.2與電力基礎設施整合的儲能系統(tǒng)互操作性指南規(guī)定了如何將分布式電源基于儲能系統(tǒng)混合系統(tǒng)與電力基礎設施進行整合，實現(xiàn)兼容2IEEEP2030.3用于電力系統(tǒng)的電能存儲設備和系統(tǒng)的測試流程標準規(guī)定了儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試的流程與方法14參與儲能國際標準組織情況主持完成IEEEP2030.3?《電力系統(tǒng)應用的電力儲備設備和系統(tǒng)的測試流程標準》：旨在設立標準化測試流程，確保所有儲能技術和應用都符合互聯(lián)要求。該標準2016年獲發(fā)布。2012年，參與編寫IEC61427-2《用于新能源存儲的蓄電池與蓄電池組

–測試方法和通用要求-第二部分：并網(wǎng)應用》：該標準涉及到用于電力系統(tǒng)儲能的蓄電池及其測試方法，主要內容包括術語和定義、通用測試條件和要求、事故響應和故障測試、性能測試、耐久性測試。制訂該標準的目的是為了指導最終用戶能夠判斷并選擇合適的儲能電池類型、合理地操作以及在壽命結束時進行回收處理。通過針對一些特定的應用場合，用一套統(tǒng)一的測試方法來測試不同電化學體系儲能電池的優(yōu)劣，最終為用戶如何選擇儲能電池提供幫助。20國內標準現(xiàn)狀2014年我國成立了全國電力儲能標準化技術委員會（SACTC550），負責儲能標準的制修訂工作，對口IEC/TC120。中國電力科學研究院是秘書單位。標委會委員36人，分別來自國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、國電集團、大唐發(fā)電、設計院、中國科學院、大學、儲能裝備企業(yè)等。儲能的相關標準涉規(guī)劃設計類、設備及試驗類、施工及驗收類、并網(wǎng)及檢測類、運行與維護類等5個方面，對于我國化學儲能的發(fā)展起到了很好的指導和規(guī)范作用，確保了我國化學儲能全面的發(fā)展建設。15國家標準執(zhí)行情況序號計劃編號計劃名稱目前狀態(tài)120112336-T-524電化學儲能電站設計標準2015年發(fā)布220151975-T-524電力儲能用鉛炭電池報批稿320151976-T-524電力儲能用鋰離子電池報批稿420150347-T-524電化學儲能電站運行指標及評價報批稿520150348-T-524電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術規(guī)定報批稿620150349-T-524電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范送審稿720132389-T-524儲能電站運行維護規(guī)程送審稿820132390-T-524電池儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范報批稿920130602-T-524儲能變流器檢測技術規(guī)程報批稿1020111893-T-524大容量電池儲能站電池管理系統(tǒng)技術規(guī)范報批稿1120111895-T-524電網(wǎng)配置儲能系統(tǒng)通用技術條件報批稿15行業(yè)標準執(zhí)行情況序號標準號/計劃編號計劃名稱目前狀態(tài)1能源20130729電化學儲能電站設備可靠性評價規(guī)程報批稿2能源20130730電化學儲能電站標識系統(tǒng)編碼導則報批稿3NB/T42089-2016電化學儲能電站功率變換系統(tǒng)技術規(guī)范2016年發(fā)布4NB/T42090-2016電化學儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范2016年發(fā)布5NB/T42091-2016電化學儲能電站用鋰離子電池技術規(guī)范2016年發(fā)布6能源20110404大容量電池儲能站監(jiān)控單元與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議送審稿7NB/T33014-2014電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運行控制規(guī)范2014年發(fā)布8NB/T33015-2014電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術規(guī)定2014年發(fā)布9NB/T33016-2014電化學儲能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測試規(guī)程2014年發(fā)布電力儲能應用對標準的需求123下一步工作方向4電力儲能標準建設現(xiàn)狀電力儲能標準體系分析24TC120主要負責儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)方面的問題，而不關注儲能設備，沒有發(fā)布相關標準體系，只是從目前備受關注、急需制定的標準入手，開展標準制定工作。IEC注重儲能接入系統(tǒng)方面標準，也沒有開展儲能標準體系的研究。。IEEE只有美國積極籌劃電力儲能標準體系建設工作，并取得一些初步成果。日本與歐盟雖然也認識到問題的重要性，但是在標準體系建設方面并沒有提出具有實際意義的思路。主要國家國外標準體系研究成果對我國電力儲能標準體系和路線圖的制定提供不了借鑒，不能直接采用，因此有必要研究適應我國儲能技術發(fā)展和應用的標準體系和路線圖。國外儲能標準體系現(xiàn)狀25國內儲能標準體系儲能標委會承擔了國家電網(wǎng)公司科技項目《電力儲能標準體系框架及路線圖研究》。標準體系中各個標準之間內部聯(lián)系和區(qū)別的體現(xiàn)。制定電力儲能技術標準體系要從系統(tǒng)角度出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)各種組織要素從多角度綜合考慮，形成完整的體系。體系的邏輯層次清晰，能夠無縫銜接，以保證各標準之間的協(xié)調配合，從而發(fā)揮標準體系的綜合作用。標準體系的構建原則科學性客觀、正確反映技術發(fā)展水平及標準制修訂情況，是標準化也是標準體系構建的基本原則，是使采用標準的應用系統(tǒng)和技術系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行的保障。系統(tǒng)性邏輯性開放性標準體系能夠及時更新、擴展、與時俱進，適應智能電網(wǎng)技術發(fā)展的需求，并始終保持一定的先進性。26電力儲能架構包含的技術領域眾多，涵蓋各種不同形式的儲能、不同的應用功能，但是生產流程卻是一致的：

規(guī)劃設計設備及試驗施工及驗收并網(wǎng)及檢測運行與維護這五個環(huán)節(jié)本身互相關聯(lián)，但是又具有較高的獨立性，可以以此劃分儲能標準的界面，各環(huán)節(jié)之間的標準不交叉、不重疊，具體的結構可以參考分類層次結構圖。

電力儲能標準結構儲能標準的界面27儲能標準體系電力儲能基礎通用各類型儲能（電化學等）術語定義標識系統(tǒng)編碼導則規(guī)劃設計各類型儲能（電化學等）儲能電站設計規(guī)范設備及試驗電化學儲能通用技術條件電池技術條件第一部分：鋰離子電池第二部分：鉛酸電池第三部分：液流電池第四部分：鈉硫電池電池管理系統(tǒng)技術條件變流器技術條件變流器檢測技術規(guī)程監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范監(jiān)控單元與電池管理系統(tǒng)通信協(xié)議設備可靠性評價規(guī)程壓縮空氣儲能空氣壓縮機增壓透平膨脹機儲氣設備儲熱裝置抽水蓄能水輪機、蓄能泵和水泵水輪機通流部件技術條件水輪機、蓄能泵和水泵水輪機模型驗收試驗變速抽水蓄能機組技術條件抽水蓄能電站廠用電繼電保護整定計算導則氫儲能水電解制氫系統(tǒng)技術要求質子交換膜燃料電池電池堆通用技術條件固定式質子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)(獨立型)性能試驗方法質子交換膜燃料電池測試臺及活化臺固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)質子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗方法MW級燃料電池技術條件及測試方法其他形式儲能施工及驗收各類型儲能（電化學等）施工及安裝規(guī)范調試規(guī)程交接驗收規(guī)范并網(wǎng)及檢測各類型儲能（電化學等）接入電網(wǎng)技術規(guī)定接入電網(wǎng)測試規(guī)范接入電網(wǎng)運行控制規(guī)范運行與維護各類型儲能（電化學等）電站運行維護規(guī)程電站檢修規(guī)程電力儲能應用對標準的需求123下一步工作方向4電力儲能標準建設現(xiàn)狀電力儲能標準體系分析15一、加強標準頂層設計完善標準體系提出標準制定的需求，明確儲能技術的發(fā)展與標準的耦合關系、儲能標準界面及關聯(lián)關系，建立一套具有科學性、系統(tǒng)性、邏輯性、開放性的電力儲能標準體系。實現(xiàn)國標強制、國標推薦、行業(yè)標準、團體標準之間的相互呼應及互補。15二、加強標準的宣貫力度

2017年全國電力儲能標委會先后組織3次宣貫會議，對已經(jīng)發(fā)布的1項國標、6項行標進行宣貫，獲得較好的反響；2018年，已經(jīng)報批的10項國標有望在年底發(fā)布，全國電力儲能標委會將通過各類平臺，積極對相關標準進行宣貫。15二、加強迫切需求的儲能標準建設

與火災相關的安全鋰離子電池鈉硫電池鉛碳電池附件及輔機裝備2017年3月7日、12月22日，山西某電廠安裝電池儲能設備發(fā)生電力燃爆事件。有關儲能安全的標準建設需求愈發(fā)迫切。32電池儲能模塊電池模塊材料（LFP，LTO，三元）規(guī)格（Ah級、百Ah級）封裝（軟包、殼裝、焊接強度）燃燒熱總量、爆炸沖擊波、產煙量、產物分布燃燒爆炸特性測量風險及危害評估熱失控連鎖反應發(fā)生需要滿足的條件和閾值串并聯(lián)方式、箱體空間尺寸、能量、電壓等級熱失控連鎖反應測試監(jiān)控傳感器布局電池箱體防爆強度阻燃隔離器件及排煙消防系統(tǒng)設計機械設計試驗驗證煙塵氟化物33電池安全問題研究現(xiàn)狀和難點

類別現(xiàn)狀局限或問題現(xiàn)狀安全性評測技術電池熱失控研究對象多數(shù)集中在18650型或Ah級動