1.4　储能技术在可再生能源发电中的作用

太阳能、风能等可再生能源发电受到阴晴云雨、昼夜交替、季节更迭等客观因素影响，其电力输出具有不连续、不稳定的非稳态特性，导致可再生能源发电的输出与用电需求不同步。例如风力发电，通常白天风小、夜间风大，风机的发电量和输出功率大，但此时是用电的低谷；在白天用电高峰，由于白天通常风力较小，风机的输出功率就小（图1-7）。光伏发电的输出和用电需求较为同步，但是在夜间，或是遇到阴雨天气，光伏发电就无法满足用电需求（图1-8）。因此，需要在电网系统中配置储能设备，在用电低谷储能系统进行充电，在用电高峰储能系统放电，进而实现削峰填谷。储能设备作为电网系统的蓄水池和缓冲器起到平滑功率输出、计划发电及提高电力品质的作用。因此，普及应用可再生能源发电，提高其在能源供应结构中的比重需要储能技术的支撑。

图1-7　配套储能系统的风力发电输出特性曲线

图1-8　光伏发电输出特性曲线

随着人们生产和生活水平的不断提高，对电能的需求迅猛增长。目前全球发电装机容量已经达到约15TW。至21世纪中叶，装机容量将翻倍。至21世纪末，装机容量将达到世纪初的3倍。快速增长的发电装机容量需要输配电网络进行同步扩容。然而传统电网通常以用电最大负荷为设计点，所以电网基础设施建设投资高，电网系统利用率低，需要频繁升级扩容，无法高效、经济地满足快速增长的电力需求。因此，提出智能电网作为未来重要的能源基础设施。与传统电网发电、输电、配电、用电各环节单向连接的扩散型结构不同，智能电网是各环节交互连接的网络状结构。储能系统是智能电网中的重要节点，是智能电网实现各种功能的重要保证。在发电环节，支撑可再生能源发电安全、高效地接入电网；在输配电环节，提高电网利用率，延缓系统升级；在用电环节，进行负载管理，提高用户的能源利用灵活性和效率。因此，建设高效、安全的智能电网需要储能技术的支撑（图1-9）。

图1-9　储能系统在智能电网中的应用