一、背景意義

1.1 智能電網發展的整體趨勢

我國的大城市電網，特別是北京、上海、廣州等大型城市的電網逐步形成受端電網，表現為大容量、大機組、超高壓、負荷密集等特征。從用電結構看，“十二五”期間第三產業、居民用電比重將有較大提升，預計5年將上升5個百分點以上，由于經濟結構的變化，最高用電負荷也逐漸上升。

與傳統電網相比，智能電網在發電、輸電、配電及用電四大環節中都具有明顯的優勢，智能電網成為世界各國集中投資的戰略型產業。智能電網通過優化傳統能源和新能源的供需和應用實現節能，通過特高壓技術解決能源結構不匹配問題，通過高效率的配電技術提高整體電網的穩定性和效率，是應對能源危機的必由之路。中國發展智能電網可以參照高鐵的發展戰略，實現引進技術、實現自我研發、到成功的技術輸出的三階段轉換。特別是各國技術標準還沒有統一的情況下，中國將憑借規模經濟準備自主技術標準的同時，積極參與全球標準的制定，擴大市場支配能力。

1.2 智能電網各階段在發展過程中的主要瓶頸

智能電網的發展具有重要意義，在大電網端，隨著電力需求不斷增長，對電能質量的提升是發展的必然要求，但在現有發電端和用戶端信息不對稱的情況下，電力的使用條件提升的程度非常有限，為了避免高峰擁堵電網端始終具有遲滯效應。而隨著可再生新能源發電產業正在經歷快速發展，在一定程度上解決的用電緊張的情況，以我國風電為例，預計到2020年風電裝機容量將超過發電總裝機容量的10%。但是，間歇性新能源發電仍存在重要技術瓶頸——發電不穩定性和并網技術問題。國外有關研究表明，如果風電裝機占裝機總量的比例在10％以內，還可以依靠傳統電網技術以及增加水電、燃氣機組等手段保證電網安全；但如果所占比例達到20％甚至更高，電網的調峰能力和安全運行將面臨巨大挑戰。

1.3 儲能的主要功能，與電網需求的契合

引入儲能技術是解決上述問題的主要途徑，它可以提高發電廠輸出功率的可控性，抑制功率波動，提高電能質量，從而使風力發電、光伏發電等系統成為廣泛利用的電力供應系統。

儲能技術應用于電力系統，可以改變電能生產、輸送與消費必須同步完成的傳統模式。目前，我國正在規劃與大力發展堅強智能電網，全面覆蓋發-輸-變-配-用-調的六大環節與信息平臺的建設。儲能技術將是未來智能電網的重要組成部分，涉及其建設的各個主要環節。同時，儲能技術在接納風電、太陽能發電等間歇性新能源入網方面也發揮著不可或缺的重要作用。發展儲能技術的重要意義還包括削峰填谷、調節節約能源、提高電力電網系統效率延遲建設投資、保證電力電網系統安全等方面。

1.4 儲能方法及在智能電網各階段的作用

1）發電系統：能量控制管理，峰荷運行，新能源發電并網支持，提高電站穩定可靠性，電站系統黑啟動，延緩新建電站投資等。

2）輸配電系統：保證電能質量，提高電網穩定可靠性，最大限度利用現有電網以延遲投資建設，緩解電網高峰阻塞等。

3）輔助服務：調節控制頻率，節約剩余電能，提供可靠的備用電能等。

4）電力用戶端：提高電力系統效率，不間斷電源供應，用電電壓支撐支持，分時電價管理等。

除了大電網上的應用，在新能源接入和分布式能源、微網端，儲能系統是不可替代的，儲能單元可起到抑制系統和輸出功率的擾動、用于短時過渡供電、調峰填谷、保持電壓頻率穩定、提供可靠備用電源、提高系統并網運行可靠性和靈活性等作用。

電動汽車與智能電網相結合的V2G技術，使電動汽車具有潛在地參與較小規模電力電網系統調峰調頻、電能質量保證和備用電源等應用。電動汽車蓄電池(如鉛酸、鋰電池等)甚至超級電容器都有可能作為V2G系統的儲能單元。

軌道交通由于長期處于啟停切換的狀態，電網波動很大，采用儲能裝置可以有效緩解電網的持續波動，而軌道交通的連續性和可控性使得儲能的工作條件可控高效，只是對短時間內能量的消納和釋放能力要求較高。

另外隨著電動汽車產業逐漸成熟，退役動力電池的處置問題也將成為不遠的未來一個重要課題。目前來看，采用梯次利用方式進行動力電池的儲能轉化是一個可行的方法。一方面解決了動力電池的處理和儲能電池來源問題，同時提高了能源的綜合利用率，在成本上也可能進行部分節約。