雙碳目標下儲能參與電力系統輔助服務發展前景

1.本文概述

在當前全球致力于實現“雙碳”目標的背景下，儲能技術在電力

系統中的作用日益凸顯，尤其在支撐可再生能源大規模接入、提升電

力系統靈活性與穩定性方面扮演了關鍵角色。本文《雙碳目標下儲能

參與電力系統輔助服務發展前景》旨在探討在低碳轉型過程中，儲能

系統如何有效地參與到電力系統的各類輔助服務中，包括頻率調節、

電壓控制、黑啟動能力以及備用容量等方面，并分析其在未來能源結

構中的戰略地位和發展潛力。首章將概述儲能技術的基本原理及其在

應對氣候變化、促進能源結構調整中的價值，同時概述國內外儲能技

術應用于電力系統輔助服務的現狀、挑戰及政策導向，為進一步深入

研究儲能系統的發展路徑和應用模式奠定基礎。通過系統梳理和前瞻

思考，力求揭示儲能技術在助力實現雙碳目標過程中的重要作用及其

廣闊的應用前景。

2.儲能技術概述

電池儲能技術：包括鋰離子電池、鈉硫電池、鉛酸電池等，特點

是能量密度高、響應速度快。

機械儲能技術：如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，特點

是容量大、壽命長。

電磁儲能技術：如超級電容器、超導磁儲能等，特點是充放也速

度快、循環壽命長。

熱能儲能技術：包括相變儲能、熱水儲能等，適用于溫度調節和

熱能回收。

工作原理：每種儲能技術的工作原理，如電池的化學反應、抽水

蓄能的勢能電能轉換等。

技術特點：包括能量密度、功率密度、響應時間、循環壽命、成

本、環境影響等。

通過這一部分的論述，讀者可以全面了解儲能技術的基本情況，

為其在電力系統中的應用和雙碳目標下的前景分析打下基礎。

3.電力系統輔助服務概覽

電力系統輔助服務是保障電力系統安全、穩定、高效運行的關鍵

組成部分。在雙碳目標（即碳達峰和碳中和）的背景下，電力系統正

面臨著前所未有的轉型挑戰，這包括增加可再生能源的比重、優化能

源結構、提高能源利用效率等。儲能系統作為重要的技術手段，其在

電力系統輔助服務中的應用正變得越來越重要。

電力系統輔助服務主要包括調頻、調峰、備用、電壓和無功支持

等服務。這些服務對于維持電網的穩定性、保證電能質量、提高系統

運行效率至關重要。在雙碳目標下，隨著可再生能源的大規模接入，

這些服務的需求更為迫切。可再生能源如風能和太陽能的波動性和不

確定性要求電力系統具備更高的靈活性和調節能力。

儲能技術，包括電池儲能、抽水蓄能、壓縮空氣儲能等，能夠在

電力系統輔助服務中發揮重要作用。例如，電池儲能系統可以快速響

應電網的頻率變化，提供調頻服務抽水蓄能電站可以在電力需求高峰

時釋放儲存的水能進行發電，實現調峰壓縮空氣儲能則可以在電力需

求低時儲存能量，待需求高峰時釋放。

雙碳目標下，儲能技術在電力系統輔助服務中的應用面臨著巨大

的機遇。隨著可再生能源比例的增加，儲能系統在平衡供需、提高系

統靈活性方面的作用愈發凸顯。同時也面臨著諸多挑戰，如成本問題、

技術成熟度、系統整合、以及長期穩定運行的能力等。未來的研究和

實踐需要聚焦于提高儲能技術的經濟性、可靠性和可持續性。

為了促進儲能技術在電力系統輔助服務中的應用，需要相應的政

策支持和市場機制。政策方面，包括制定鼓勵儲能發展的政策、提供

財政補貼、稅收優惠等市場機制方面，需要建立合埋的輔助服務市場,

為儲能技術的參與提供公平競爭的環境。還需加強跨區域電力市場的

互聯互通，以實現更大范圍內的能源優化配置。

電力系統輔助服務在雙碳目標下發揮著至關重要的作用。儲能技

于長時間尺度的備用服務。容量補償通常與市場競價收入結合，構成

儲能參與輔助服務的雙重收益來源。

性能考核與激勵機制：為了確保儲能系統在輔助服務中的實際表

現符合電網要求，電力調度機構往往會設置嚴格的性能考核標準，如

調頻準確度、響應速度、持續時間等。表現優異的儲能設施可獲得額

外的性能獎勵，反之則可能面臨罰款。這種機制有助于提高儲能服務

的質量與可靠性。

獨立運營商模式：儲能設施作為獨立市場主體，直接參與電力市

場的輔助服務招標，自負盈虧。這種模式下，儲能運營商需具備高度

的市場敏感度和運營能力，能夠精準把握服務需求、合理定價，并靈

活調整運行策略以最大化收益。

與發電企業風電光伏場站聯合運營模式：儲能系統與可再生能源

發電設施捆綁，共同參與輔助服務市場。儲能可以幫助平滑可再生能

源出力波動，提升其電網友好性，同時通過提供輔助服務增加整體收

益。雙方可通過合同約定收益分配，實現互利共贏。

電網公司主導模式：在某些情況卜，電網公司自建或委托第三方

建設儲能項目，直接用于保障電網穩定運行。此類儲能設施通常側重

于提供長期備用、黑啟動等關鍵輔助服務，其建

5.儲能參與各類輔助服務的技術可行性與經濟性評估

隨著全球向低碳經濟轉型以及我國堅定推進“雙碳”目標的戰略

實施，儲能技術在電力系統中的作用日益凸顯，尤其是在參與各類電

力輔助服務方面的價值正被深入挖掘。儲能參與的輔助服務涵蓋了頻

率調節、電壓支持、無功補償、黑啟動能力、峰谷電價套利、備用容

量提供等多個方面。

從技術可行性角度看，不同類型的儲能技術各有其特點，能夠滿

足不同輔助服務的需求。例如，鋰離子電池儲能因其響應速度快、功

率密度高，特別適合于快速頻率調節和短期電力平衡而抽水蓄能電站

則憑借其大容量、長時儲能的優勢，在滿足電網深度調峰、季節性平

衡以及長期備用方面表現卓越鈉離子電池等新興儲能技術，由于成本

優勢和資源豐富性，有望在大規模長時間儲能應用場景中展現潛力。

在經濟性評估方面，儲能參與輔助服務的收益主要來源于電力市

場輔助服務補償機制、電力批發市場交易以及節省傳統機組啟停和調

峰的成本。隨著電力市場化改革的深化和儲能成本的持續下降，儲能

項目的投資回報周期正在縮短。采用先進的儲能管理系統，優化充放

電策略，精準對接輔助服務市場信號，可以顯著提高儲能資產的經濟

效益。針對特定場景設計綜合效益模型，考慮儲能設備全生命周期內

的成本回收及盈利模式，是確保儲能項目可持續發展的重要環節。

儲能參與各類電力輔助服務在技術上已具備較高可行性，并且伴

隨政策扶持、市場機制完善和技術進步，其經濟性也在逐步增強，未

來將在構建新型電力系統，助力實現“雙碳”目標過程中扮演不可或

缺的角色。仍需密切關注技術進步帶來的成本變化趨勢，以及政策環

境對輔助服務市場的進一步規范和完善。

6.雙碳目標下儲能參與輔助服務的發展趨勢

在雙碳目標的大背景下，儲能技術在電力系統輔助服務中的作用

口益凸顯，并呈現出多元化、規模化和智能化的發展趨勢。

多元化趨勢表現在儲能類型和技術路徑上。隨著鋰離子電池成本

的下降及性能提升，電化學儲能逐漸成為主流，但與此同時，飛輪儲

能、壓縮空氣儲能、超級電容等新型儲能技術也不斷得到研發與應用，

滿足不同場景下的輔助服務需求。儲熱、儲冷以及氫能等能源儲存形

式也在特定領域內發揮著重要作用，形成多能互補、協同優化的局面。

規模化發展體現在儲能項目裝機容量的增長和服務范圍的拓寬。

隨著政策引導和技術進步，大規模儲能電站的投資建設不斷加速，不

僅參與到傳統的頻率調節、電壓支撐等服務中，更開始深度介入到電

力系統的黑啟動、旋轉備用、無功調節等高級輔助服務環節，增強電

網穩定性并助力可再生能源的大規模消納。

再者，智能化趨勢表現為儲能設施與電力系統的深度融合以及數

字化管理能力的提升。通過先進的控制策略和人工智能算法，儲能系

統能夠實現精準預測、快速響應和高效調度，提高電力輔助服務的靈

活性和經濟性。未來，儲能將在智慧電網架構中扮演關鍵角色，與其

他分布式能源設備共同構建一個高度靈活、自適應且低碳排放的能源

供應體系。

在雙碳目標下，儲能參與電力系統輔助服務的發展將呈現由單一

向多元、由小型向大型、由被動響應向主動參與、由簡單調控向智能

互動的綜合發展趨勢，這對于構建安全、穩定、清潔、高效的現代能

源體系具有深遠的戰略意義。

7.挑戰與對策

在雙碳目標的推動下，儲能技術在電力系統輔助服務領域的應用

前景廣闊，但同時也面臨著一系列挑戰。本章節將對這些挑戰進行分

析，并提出相應的對策建議。

儲能技術的發展水平直接影響其在電力系統輔助服務中的應用

效果。當前，盡管多種儲能技術已經投入使用，但仍存在能量密度低、

循環壽命短、充放電效率不高等問題。

加大研發投入，推動技術創新，提高儲能系統的能量密度和循環

壽命。

儲能項目的投資成本較高，且回報周期較長，這對投資者和運營

商構成了較大的經濟壓力。

通過市場化手段，如建立輔助服務市場，為儲能項目提供穩定的

收益來源。

儲能行業的政策法規尚不完善，缺乏統一的行業標準和監管機制,

這在一定程度上制約了儲能技術的發展和應用。

加快制定和完善儲能相關的政策法規，為行業發展提供明確的指

導和規范。

儲能系統需要與電力系統深度融合，實現高效協同運行，但目前

系統集成和運營方面仍存在技術難題和管理問題。

研究和開發先進的系統集成技術，提高儲能系統與電力系統的兼

容性和互動性。

通過模擬和試點項目，積累運行經驗，不斷優化系統集成和運營

方案U

8.結論

本研究深入探討了在雙碳目標背景下，儲能技術參與電力系統輔

助服務的重要性及其發展前景。通過對儲能技術的種類、特點、以及

在電力系統中的作用進行系統性分析，我們認識到儲能技術在促進可

再生能源高效利用、提升電網運行穩定性和靈活性、以及降低碳排放

方面發揮著不可替代的作用。

隨著風能和太陽能等可再生能源的大規模接入，電力系統的波動

性和不確定性顯著增加。儲能系統通過能量的存儲和釋放，能夠有效

平滑可再生能源的間歇性，提高其發電的可預測性和可靠性。儲能技

術在需求側管理、頻率調節、電壓支撐等多種輔助服務領域均有廣泛

應用，為電網提供了更為靈活的調節手段，有助于維護電網的穩定性

和安全性。

儲能技術的發展和應用是實現雙碳目標的關鍵技術支撐。通過提

高電力系統的調節能力，儲能技術有助于降低對化石能源的依賴，減

少溫室氣體排放，從而推動能源結構的綠色轉型。同時:隨著儲能技

術的不斷進步和成本的降低，其經濟性逐漸顯現，為大規模推廣和應

用奠定了基礎。

儲能技術在發展過程中仍面臨一些挑戰，如技術成熟度、成本效

益、政策支持、市場機制等方面的不確定性。為了充分發揮儲能技術

的潛力，需要政府、企業和研究機構等多方共同努力，加強技術創新,

完善政策環境，建立健全市場機制，推動儲能技術在電力系統輔助服

務中的廣泛應用。

儲能技術在雙碳目標卜具有巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。

通過持續的技術創新和政策引導，我們有理由相信，儲能技術將在電

力系統輔助服務領域發揮更加重要的作用，為實現碳達峰、碳中和目

標做出積極貢獻。

參考資料：

隨著可再生能源的廣泛應用，電力系統的穩定性管理面臨著更大

的挑戰。頻率波動是電力系統穩定性的一個重要指標，而電池儲能技

術的參與能夠為電力系統的頻率調節提供新的解決方案。本文將探討

電池儲能系統(BESS)如何參與電力系統調頻，并對其進行深入研究。

電池儲能系統是一種可以快速響應的能源儲存方式，其可以用于

解決電力系統中的頻率波動問題。當電力系統出現頻率偏差時，電池

儲能系統可以迅速進行能量的吸收或釋放，從而協助系統恢復穩定。

快速響應：電池儲能系統的響應速度可以達到毫秒級別，能夠在

短時間內對電力系統的頻率波動進行補償。

高可靠性：電池儲能系統不受天氣、季節等外部因素的影響，可

以保證在各種條件下對電力系統的穩定性進行持續支持。

可再生能源友好：電池儲能系統可以存儲和釋放高比例的可再生

能源，如太陽能和風能，這使得電池儲能系統在可再生能源電力系統

中具有更大的應用潛力。

結合可再生能源：將電池儲能系統與可再生能源發電設施進行結

合，可以在發電過程中進行能量的儲存，并在需要時進行能量的釋放,

以維持電力系統的穩定。

能量調度：通過智能能量管理系統，可以在短時間內對電池儲能

系統進行能量的吸收和釋放，以滿足電力系統的頻率調節需求。

優化運行：通過優化算法和技術，可以最大化電池儲能系統的運

行效率，同時降低其運行成本。

隨著電池儲能技術的不斷發展，其在電力系統調頻中的應用價值

日益顯現。通過合理的實施策略和優化運行，電池儲能系統可以有效

地提高電力系統的穩定性，降低頻率波動，提高電力系統的運行效率。

同時.，電池儲能系統的廣泛應用也將推動可再生能源的發展，為實現

綠色、可持續的能源體系做出貢獻。

盡管電池儲能系統在電力系統調頻中具有諸多優勢，但其大規模

應用仍面臨一些挑戰，如投資成本、運行維護成本等問題。未來的研

究應更深入探討如何優化電池儲能系統的設計和運營策略，以在滿足

電力系統需求的同時，實現更高效、更經濟的運行V

隨著電力系統的日益復雜化，如何將電池儲能系統有效地集成到

電力系統中，也是未來研究的重要方向。這需要我們在技術、政策和

市場等多個層面進行深入的研究和探討，以推動電池儲能系統在電力

系統中的廣泛應用。

電池儲能系統的參與對于提高電力系統的穩定性具有重要的意

義。隨著技術的不斷進步和應用實踐的深入，我們有理由相信電池儲

能技術將在未來的電力系統中發揮越來越重要的作用。

隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻，中國政府提出了“雙碳”目

標，即到2030年左右，使單位國內生產總值能耗降低2096左右，2050

年左右達到碳中和的目標。為了實現這一目標，新型電力系統的發展

成為了至關重要的一環。本文將圍繞“雙碳”目標下新型電力系統發

展路徑進行研究，以期為相關領域的從業人員提供參考。

“雙碳”目標的意義在于，通過降低碳排放強度和增加碳吸收，

以實現全球二氧化碳的凈排放為零。這對于應對氣候變化、保護生態

環境、推動綠色發展具有重大意義。實現“雙碳”目標面臨著巨大挑

戰，其中之一就是傳統電力系統的轉型。

傳統電力系統主要依賴于化石能源，如煤、石油、天然氣等c這

些能源的燃燒會產生大量的二氧化碳，是造成氣候變化的主要因素之

一「而新型電力系統則以可再生能源為主，加太陽能、風能、水能等。

這些能源不僅無窮無盡，而且在使用過程中不會產生溫室氣體。加快

傳統電力系統的轉型，大力發展新型電力系統，是實現“雙碳”目標

的必然選擇。

nJ再生能源的發展：新型電力系統將以可再生能源為主，因此需

要加大對可再生能源的開發力度。例如，可以通過擴大太陽能和風能

發電設施的建設，提高可再生能源在總能源消耗中的占比。

能源儲存技術：由于可再生能源具有間歇性和不穩定性，需要解

決能源儲存問題。能源儲存技術的發展可以有效提高電力系統的可靠

性和穩定性。

電力需求側管理：通過采取有效措施，引導消費者合理使用電力,

降低電力負荷，提高電力系統的運行效率。也可以通過開展分布式能

源、智能微電網等項目，推動電力需求側管理的發展。

隨著科技的不斷進步，新型電力系統的發展前景十分廣闊。也存

在一些問題和挑戰：

技術瓶頸：雖然可再生能源的利用技術已經取得很大進展，但在

某些領域和特定環境下，仍然存在技術和設施瓶頸。這需要進一步加

大科研力度，推動技術創新。

基礎設施建設：新型電力系統的建設需要大量的基礎設施支持，

如光伏電站、風力發電場、儲能電站等U這需要政府、企業和個人共

同努力，加強基礎設施建設。

政策支持：政府在新型電力系統的發展中扮演著重要角色。政府

需要出臺相關政策，鼓勵和支持可再生能源的開發和利用，同時限制

高碳排放行業的發展。

社會認知：提高社會對新型電力系統的認知和接受程度也是至關

重要的。政府和企業需要加強宣傳和教育，幫助公眾了解可再生能源

的重要性和新型電力系統的優勢。

“雙碳”目標下新型電力系統的發展路徑研究具有重要的理論和

實踐意義。只有通過深入研究和探索，才能找到適合中國國情的、具

有可持續性的新型電力系統發展道路，為實現“雙碳”目標做出積極

貢獻。

隨著全球氣候變化和環境問題日益嚴重，雙碳目標已成為各國共

同的任務。在這個背景下，儲能技術以其獨特的優勢，逐漸受到電力

行業的和重視。本文將探討雙碳目標下儲能參與電力系統輔助服務的

發展前景，以期為相關行業和研究者提供參考。

雙碳目標是中國政府提出的到2030年左右，將使單位國內生產

總值能耗比2005年下降20%左右,2060年左右達到碳中和的目標。

這一目標的實現需要全社會的共同努力，特別是在電力行業。傳統的

火力發電為主的電力系統碳排放量高，發展清潔能源和儲能技術成為

實現雙碳目標的關鍵。

在電力系統中，輔助服務是指為保證電力系統的穩定、安全和經

濟運行所提供的各類支持性服務。隨著可再生能源的大規模接入和電

力市場的不斷完善，輔助服務的需求越來越大。而儲能技術的引入，

將為電力系統輔助服務提供新的解決方案。

目前，儲能參與電力系統輔助服務的市場正在逐步形成。根據服

務類型，主要分為以下幾類:

調峰調頻：儲能系統可以在負荷低谷時儲存能量，在負荷高峰時

釋放能量，有助于平衡電網負荷。

需求響應：儲能系統可以響應市場需求，進行快速調度，滿足緊

急用電需求。

電力公司：作為電力系統的主體，電力公司是儲能參與輔助服務

的主要客戶之一。

能源服務商：隨著電力市場的開放，越來越多的能源服務商進入

市場，他們將儲能技術作為其提供服務的重要工具。

工業用戶：對于有較大電力需求的工業用戶來說，利用儲能技術

提高電力穩定性，降低生產成本。

在服務流程方面，一般是先由用戶向電力公司或能源服務商提出

需求，然后由他們杈據需求進行儲能設備的選型、配置和安裝，最后

由用戶與電力公司或能源服務商簽訂服務合同，支付相關費用。

雖然儲能參與電力系統輔助服務具有顯著的優勢，但也面臨著一

些挑戰：

技術方面：雖然儲能技術不斷發展，但其在輔助服務中的應用仍

存在諸多技術難題，如電池壽命、充電效率、安全性等問題。

經濟方面：儲能系統的初投資成本較高，對用戶來說是一筆較大

的開支。儲能系統的運行維護成本也需要考慮。

政策方面：目前儲能參與輔助服務的政策法規尚不完善，缺乏相

應的市場機制和政策支持，不利于行業的快速發展。

盡管面臨挑戰，但儲能參與電力系統輔助服務的發展前景仍然廣

闊。隨著技術的進步、市場規模的擴大和政策支持的加強，未來儲能

將在電力系統輔助服務中發揮越來越重要的作用。

隨著可再生能源的大規模接入和電力市場的不斷完善，輔助服務

的需求將越來越大。而儲能作為一種靈活的能源儲存方式，可以有效

地解決可再生能源發電的不穩定性和電力供需的季節性矛盾等問即。

隨著電池技術的進步和成本的降低，儲能系統的初投資成本將逐

漸降低，進一步提高其在電力系統輔助服務中的競爭力。同時，隨著

政策的支持和市場機制的完善，儲能參與輔助服務的市場潛力將進一

步釋放。

未來的電力系統將更加智能化和自適應。在智能電網和能源互聯

網的建設中，儲能系統將發揮重要作用，不僅可以提供輔助服務支持

電網穩定運行，還可以作為分布式能源資源參與能源調度和優化配置。

技術革新：加強儲能技術的研發和創新，提高其性能和降低成本，

是推動儲能參與電力系統輔助服務的關鍵。例如，研發高能量密度、

低成本的電池材料；提高電池充電效率和壽命；探索新型的儲能技術

路線等。

市場機制：建立健全的市場機制和價格機制，將儲能納入電力輔

助服務市場，通過市場競爭推動儲能技術的發展和應用。例如，制定

合理的服務價格，建立儲能設備租賃市場等。

政策支持：政府應加大對儲能參與電力系統輔助服務的支持力度,

通過政策引導、財政補貼、稅收優惠等方式推動行業發展。例如，制

定專項政策支持儲能設備的研發和應用；提供財政補貼降低用戶初期

投資成本；減免儲能行業的稅收等。

人才培養：加強儲能領域的人才培養是推動行業發展的關鍵環節。

通過建立健全的人才培養體系和激勵機制，培養更多的高素質專業人

才來支持行業發展。例如，設立專業課程和培訓項目；鼓勵企業與高

校和研究機構合作培養人才；設立人才激勵計劃等。

國際合作：加強國際合作是促進儲能參與電力系統輔助服務發展

的重要途徑。

隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻，各國紛紛提出碳減排目標，

其中中國