在儲能領(lǐng)域，另一個引起關(guān)注的重大事件是——加州洛杉磯附近Aliso Canyon地下天然氣儲存設(shè)施的大量天然氣泄漏。據(jù)報道，天然氣泄漏會造成燃氣短缺，影響發(fā)電量，甚至可能導致大面積停電。為了解決這個問題，當?shù)仉娏驹诖蠹s六個月內(nèi)部署了100兆瓦的儲能設(shè)備。

這些典型項目顯示了能源存儲系統(tǒng)（ESS）對智能電網(wǎng)的重要性。儲能可以準確地在需要的時間和地點釋放可靠的電力。由于技術(shù)的進步和功能的提高，基于電池的儲能正在經(jīng)歷一場復蘇。系統(tǒng)可以存儲更多的能量，并且比以前的電池提供更大的功率。隨著電池壽命的增加，維護也有所減少，這要歸功于功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的發(fā)展以及最先進的ESS中使用了靈活、高效的電力電子器件。

 

Advanced Solar Products為新澤西州Caldwell污水處理廠的PSE＆G太陽能項目安裝了1兆瓦時的Eos Aurora電池系統(tǒng)（Eos Energy Storage）

當前儲能采用了什么樣的技術(shù)

鋰離子電池當前是最流行的儲能方式。電動汽車（EV）和其他消費電子產(chǎn)品已經(jīng)降低了鋰離子電池的成本，提高了它們的可靠性和產(chǎn)能。隨著產(chǎn)業(yè)進步，基于電池的能量存儲系統(tǒng)（BESS）成為電力公司有效的能源解決方案。然而，這個行業(yè)還是相對保守的，在大面積部署之前，還需要進行大量的研究開發(fā)以及相當多的試點項目。

Southern Company最近與電力研究院（EPRI）、Tesla展開了一個儲能示范項目。該項目專注于鋰電池儲能系統(tǒng)。項目的目標是Southern Company的工商業(yè)客戶通過選址，安裝和運行，可在負荷低谷期存儲能量，并在負荷高峰時釋放，將為系統(tǒng)提供調(diào)峰，需求管理DR，備用電源以及其他服務。試點項目的結(jié)果將影響Southern Company是否應該為其商業(yè)和工業(yè)客戶擴展ESS的部署。

EPRI還與路易斯維爾燃氣電力公司和肯塔基州公用事業(yè)公司開展了一項研究合作，以評估公用事業(yè)單位規(guī)模部署B(yǎng)ESS的技術(shù)。他們將研究如何增強電網(wǎng)彈性、降低管理成本并最優(yōu)地將能量存儲納入電網(wǎng)。該設(shè)備將由LG Chem，Dynapower和Greensmith Energy共同提供。

在丹麥，EnergyLab Nordhavn于2015年啟動了為期四年的能源試點項目，該項目已在哥本哈根Nordhavn區(qū)實施，旨在開發(fā)和展示新的能源技術(shù)，目標是在2025年之前讓哥本哈根成為世界上第一個碳平衡的首都。

2017年，DONG Energy和ABB在丹麥電網(wǎng)中完成了第一個城市鋰離子電池BESS的應用，這是EnergyLab Nordhavn項目的一部分。目標是獲得BESS如何與電網(wǎng)相互作用的第一手資料。項目合作伙伴包括丹麥技術(shù)大學，哥本哈根市，By og Havn, Radius, HOFOR, Balslev, CleanCharge, Danfoss, ABB, Metro Therm, Glen Dimplex 和 the PowerLab facilities。該項目的由丹麥能源署提供資金支持。

 

位于哥本哈根的Nordhavn區(qū)是EnergyLab Nordhavn項目的所在地，該項目使用鋰離子電池支持丹麥電網(wǎng)（ABB）

提供哪些服務

毫無疑問，BESS可以提供電力，實際上這項技術(shù)還可以提供創(chuàng)新的服務——例如調(diào)峰，負載均衡和發(fā)電增容控制——可以延遲相關(guān)發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施的投資。BESS還幫助緩解電力公司的系統(tǒng)調(diào)節(jié)風險，由于風力和太陽能的不可預測性，如果沒有適當?shù)膬δ艽胧履茉窗l(fā)展可能會減緩。

最近，Half Moon Ventures在俄亥俄州Minster市政公用事業(yè)公司的配電網(wǎng)絡(luò)上安裝了S＆C Electric Co.的7兆瓦PureWave儲能管理系統(tǒng)（SMS）。該器件提供完全集成的儲能管理和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS），其中包括由LG Chem提供的3兆瓦時鋰離子電池。S＆C系統(tǒng)與Half Moon Ventures的4.2兆瓦光伏電站相連，該電站毗鄰Minster村。S＆C設(shè)計的系統(tǒng)為PJM電力公司提供頻率調(diào)節(jié)服務，并配置了PureWave儲能管理系統(tǒng)與PJM電力市場軟件接口，以使系統(tǒng)能夠跟蹤PJM的調(diào)節(jié)。

通用電氣（GE）發(fā)布了其Brilliant渦輪平臺——一個風力發(fā)電機應用，將儲能直接集成到風力發(fā)電機中。這是一個短期的儲能應用。通用電氣表示，它的軟件將提供三種獨特應用，使風機運營商能夠選擇最適合其需求的服務：怠速控制，頻率調(diào)節(jié)和可控功率。最后一個應用讓系統(tǒng)平滑風力發(fā)電的高峰和低谷。該系統(tǒng)可應用于新的風機或改裝現(xiàn)有的GE風機。

在歐洲，DONG Energy宣布了一項BESS項目，該項目將ABB BESS設(shè)備集成到位于英格蘭利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上風電場。ABB表示將提供2兆瓦時的BESS，以支持風電場的電力集成和輸電。ABB表示：“該項目是英國第一個用于電網(wǎng)穩(wěn)頻的綜合BESS海上風電場”

 

Half Moon Ventures的4.2兆瓦太陽能發(fā)電場為俄亥俄州的Minster DER系統(tǒng)提供電力（Minster村）

 

位于英格蘭利物浦附近的90兆瓦Burbo Bank海上風電場是第一個將BESS技術(shù)融入其設(shè)計的海上風電場（ABB）

混合組網(wǎng)

電力行業(yè)往往傾向于將能源儲存視為新事物，但多年來它一直是電網(wǎng)的重要組成部分。能源存儲協(xié)會（ESA）報道，2017年8月26日，南加州愛迪生電力公司（SCE）慶祝了圣卡塔利娜島儲能項目運營五年。SCE的ESS由S＆C設(shè)計，安裝和調(diào)試。1兆瓦系統(tǒng)采用S＆C PureWave儲能管理系統(tǒng)和鈉硫（NaS）電池技術(shù)。PureWave系統(tǒng)允許ESS有效儲存島上六臺柴油發(fā)電機和1.4兆瓦微型燃氣輪機所產(chǎn)生的電力。ESA表示，S＆C PureWave 儲能系統(tǒng)使柴油發(fā)電機能夠以最低排放狀態(tài)運行，滿足加利福尼亞州嚴苛的環(huán)境要求，并向SCE提供各種運行數(shù)據(jù)。

SCE的另一個創(chuàng)新方法是建設(shè)混合型調(diào)峰電廠，將天然氣發(fā)電機與BESS技術(shù)基于復雜的軟件相結(jié)合。SCE正在和GE在這個項目上合作。GE公司已將10兆瓦時的BESS與SCE現(xiàn)有的燃氣輪機以及另一個SCE的4兆瓦時BESS集成在一起。

GE還為每個混合發(fā)電車間升級了控制系統(tǒng)。這種混合發(fā)電裝置可提供更高的效率，因為其電池可作為緩沖資源使用，從而使渦輪在空閑模式下無需使用任何燃料即可實現(xiàn)怠速。當需要電力時，操作員使用GE的軟件來確保來自儲能電池的電壓，相位和頻率與電網(wǎng)電源相匹配，迅速恢復燃機并網(wǎng)。

通用電氣的發(fā)言人表示：“這一過程，或稱為同步，能夠確保平穩(wěn)安全地恢復電力。隨著發(fā)電機重新上線，它開始為電池充電。“它為SCE的旋轉(zhuǎn)備用提供電池和其他并網(wǎng)服務，并為ESS技術(shù)的新方法提供經(jīng)驗。

 

SCE的混合調(diào)峰電廠將現(xiàn)有的天然氣發(fā)電機與GE BESS技術(shù)相結(jié)合，使得混合動力成為了一個急速增長的資源（GE）

靈活性

最近，ABB電網(wǎng)技術(shù)負責人Gerhard Salge表示：“存儲系統(tǒng)比以往任何時候都更適合當今的電力公司。電力公司需要更大的靈活性，恰好ESS真正可以為電網(wǎng)提供這種靈活性。當可再生能源在其網(wǎng)絡(luò)中滲透更深時，基于鋰離子電池的系統(tǒng)非常靈活地對發(fā)電出力進行平衡，同時還可以用于其他多種用途。

Salge說：“我們的行業(yè)從電動汽車、消費電子等其他行業(yè)的鋰電池應用得到了真正的啟發(fā)，他們投入了大量資金和資源開發(fā)、制造了更好的鋰離子電池。這項努力改進了鋰離子電池技術(shù)，大大降低了成本。這對于輸電系統(tǒng)內(nèi)的各種儲能應用具有積極影響。儲能一直是輸電系統(tǒng)中缺失的主要環(huán)節(jié)，需要儲能來管理日益增長的、波動的可再生能源發(fā)電。“

儲能技術(shù)必須包含廣泛的其他技術(shù)才能保持靈活性。支持者稱這種技術(shù)是一種有利的資源，通過解耦能源供應和需求來改善能源供應管理。這可能是在夸大技術(shù)的能力，但儲能為用戶提供了一個靈活和高效的供電服務，是其他技術(shù)所不具備的能力。在全球范圍內(nèi)，監(jiān)管機構(gòu)正在研究儲能需求，有一些機構(gòu)針對消費者越來越多地采用屋頂太陽能電池的特定需求，甚至強制性要求電力公司安裝儲能系統(tǒng)。

美國聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）發(fā)布了多項支持ESS技術(shù)的裁決。歐洲議會工業(yè)委員會發(fā)布了一份報告，支持歐洲能源市場的儲能項目，并且主張全面定義能源儲存。

加利福尼亞州，俄勒岡州和馬薩諸塞州的相關(guān)法規(guī)要求公用事業(yè)公司安裝ESS。華盛頓州和新墨西哥州要求公用事業(yè)公司把儲能作為一個重要選項與其他綜合能源計劃中的其他選項一起進行完整評估。與其他州一樣，紐約正在制定儲能政策。

 

圣卡塔利娜島使用鈉硫電池存儲技術(shù)（美國能源部）

優(yōu)惠政策

監(jiān)管政策的支持正在對ESS項目產(chǎn)生積極影響。2017年第一季度，圣地亞哥燃氣與電力公司（SDG＆E）安裝了當時世界上最大的鋰離子電池Escondido。AES公司為SDG＆E的該系統(tǒng)建造了約6個月，使用了大約400,000個鋰離子電池，與電動汽車中的鋰離子電池相似，安裝在24個容器中的約2萬個模塊中。這座30兆瓦的大規(guī)模儲能設(shè)施可以儲存高達120兆瓦時的電能，并與位于加利福尼亞州El Cajon的一個地點的較小的7.5兆瓦電池配合使用。

這兩臺BESS提供日常調(diào)峰服務，這些服務通常由天然氣發(fā)電機提供。這個項目持續(xù)到2017年11月，當時特斯拉在南澳大利亞安裝了一個129兆瓦時的鋰離子電池。

Hornsdale電池系統(tǒng)以100天的BESS項目而聞名。這個項目在創(chuàng)紀錄的時間內(nèi)完成，使得特斯拉方面的表現(xiàn)得到了關(guān)注。該合同于2017年9月29日簽署，那時特斯拉已經(jīng)安裝了約一半的電池組。到11月份，該項目已投入運營。該項目建于Hornsdale風電場，于2017年12月1日投入使用，該月底電池即通過了測試。

12月份維多利亞州鄰近的Loy Yang發(fā)電廠發(fā)生了兩次重大的事故。根據(jù)報道，第一次電力下降時，電池大約在4秒內(nèi)響應了故障。一周后，電力又有所下降，電池響應時間為140毫秒。報告指出，電池系統(tǒng)以應急服務形式提供電網(wǎng)支持，比通常的火電備用反應速度更快。

2018年1月，西門子和AES公司聯(lián)合合作的Fluence Energy宣布獲得政府的所有批準和授權(quán)開始運營。這家新能源儲能公司表示，F(xiàn)luence將向位于加利福尼亞州長灘的Alamitos能源中心提供100兆瓦/ 400兆瓦時的BESS供應，Alamitos能源中心服務于SCE和洛杉磯西部地區(qū)。

一位公司發(fā)言人表示：“100兆瓦/ 400兆瓦時項目將成為世界上最大的儲能項目 - 擊敗特斯拉在南澳建設(shè)的100兆瓦/ 129兆瓦時項目，”，將打破剛剛建立的記錄。

 

圣地亞哥天然氣和電力公司的鋰離子電池Escondido儲能項目使用了AES儲能系統(tǒng)，能夠存儲高達120兆瓦時的能量（SDG＆E）

用戶側(cè)儲能

電力公司傾向于在其電網(wǎng)側(cè)戰(zhàn)略性地部署ESS，這也被稱為“計量的前端”，上述項目的實施正在試圖闡述這一戰(zhàn)略。但是，消費者也可以利用這項技術(shù)，增加計量儀表后面的儲能安裝。

據(jù)GTM Research報道：“2017年第二季度，美國用戶側(cè)儲能容量創(chuàng)歷史新高。” 第二季度，部署了443個住宅和商業(yè)儲能系統(tǒng)，容量達到32兆瓦時。“

位于計量兩側(cè)的ESS正在改變電網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu)以及公用事業(yè)與客戶的關(guān)系。然而，越來越多的人相信，由于所使用的軟件平臺的先進性和復雜性，ESS具體安裝在計量的哪一側(cè)都不會對系統(tǒng)產(chǎn)生任何不利影響。

愛迪生電氣研究所報告了Southern Company的子公司海灣電力公司最近發(fā)布了McCrary電池儲能示范項目。這是一個250千瓦/ 1兆瓦時的工業(yè)儲能系統(tǒng)，使用了特斯拉的鋰離子動力單元，位于海灣電力公司的McCrary培訓中心和風暴中心。這項為期兩年的研究和開發(fā)項目將使海灣電力公司和Southern Company獲得計量表計后為工業(yè)和商業(yè)安裝BESS的第一手知識。

一位公司發(fā)言人表示：“這個試點項目的目的是幫助我們?yōu)樯虡I(yè)和工業(yè)客戶提供——未來在自己的場所增加儲能的藍圖。這樣，他們就可以更好地控制在能源消耗峰值時段減少能源使用量，并按需儲存和使用能源，據(jù)此可以減少能源開支。“

聯(lián)合愛迪生公司（ConEd）采用了更獨特的方法，其用戶側(cè)儲能項目是紐約州州長Andrew Cuomo發(fā)起的能源愿景（REV）改革戰(zhàn)略的一部分。REV旨在幫助消費者開發(fā)新能源產(chǎn)品和服務。ConEd及其合作伙伴GI Energy將為電力公司提供電網(wǎng)側(cè)BESS。這種配置將消除ConEd的客戶在安裝用戶側(cè)BESS時所需的復雜電價政策和市場交易。

GI Energy將為客戶系統(tǒng)提供融資，ConEd將向GI Energy支付季度開發(fā)者費用。客戶還將獲得安裝BESS建筑物的平季季度租賃付款。ConEd將通過向批發(fā)市場供電獲得收入，這對每個人都是雙贏的。

另一個愛迪生電力公司（ComEd）則采取了另一種方法來實現(xiàn)這種近距離配置。它在其配電變壓器旁邊的饋線上配置了25千瓦時的鋰離子電池。在發(fā)生停電事故時，BESS可以為三座房屋供電大約一個小時。該系統(tǒng)基于S＆C的PureWave社區(qū)能源存儲系統(tǒng)。ComEd表示，該項目主要旨在緩解經(jīng)常發(fā)生停電的地區(qū)的供電可靠性問題。該項目將運行一年，以使得ComEd能夠精確評估該技術(shù)。

 

阿拉斯加州Fairbanks，BESS系統(tǒng)包含13,760鎳鎘電池。這是世界上第一個如此規(guī)模的旋轉(zhuǎn)儲能項目，向Golden Valley Electric Association提供備用（ABB）

網(wǎng)絡(luò)的一部分

無論我們?nèi)绾慰创?017年儲能技術(shù)的發(fā)展，注定它都是不平凡的一年，特別是針對電池的儲能而言。隨著BESS投資預算變得更加合理，監(jiān)管機構(gòu)表達了對該技術(shù)的支持，ESS和BESS的部署在全球創(chuàng)造了新的記錄。電力公司電網(wǎng)側(cè)儲能項目和客戶側(cè)儲能的容量每天都在增長。理解儲能的作用和益處是利用ESS技術(shù)的關(guān)鍵，這可能也是一種挑戰(zhàn)。