来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业，5417位嘉宾参加了本届大会，其中245家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。
5月25日上午，国网湖北省电力有限公司电力科学研究院能源互联网中心副主任凌在汛受邀在新型储能系统集成解决方案专场分享了主题报告，报告题目为《推动储能自主运行技术创新，提高储能利用效率》。以下是报告主要内容：
凌在汛：大家上午好！
这张图，这两天行业很多专家也提到过，根据中电联新能源配储能运行情况调研报告显示，新能源配储8.10%，火电配储15.30%，电网配储14.8%，用户储能28.30%，平均值12.20%。造成这个问题几大点，一是储能电站的调用频次低、利用率低；储能参与电力辅助服务市场积极性不高；新能源配储投资意愿低下，也是这两年发生新能源配储导致劣币驱逐良币的突出问题。最近能源局也在说新能源配储的“配而不调”这个问题比较突出。
根本原因，我们想有以下几大点：安全问题仍然困扰，安全问题一直没有得到有效的解决；调控运行手段仍然单一，运行的策略其实也不是太灵活。市场机制仍未成熟，我们目前的整个电力市场，包括辅助服务市场的交易品种也是在一个发展的过程当中。
我主题聚焦的点是调控运行的手段，细分下来一是有限的资源难以应对随机的需求，我们储能本身是有一个荷电量限制的，即储能充放电功率、储能充放电的电量。以去年湖北应用的很多台区重过载治理案例为例，湖北去年装了几十台针对配电台区的储能，来解决它的间歇性重过载。这个重过载一般是发生在夏季，大家也都知道去年武汉持续高温天气40多天，也就是说在大量时间里间歇性重过载演变成了长时的重过载。在这种情况下，我们的储能基本上没有充电的机会，因为负荷率一直很高。一般是设置到负载率降到50%时开始充电，但实际负载率一直在70%、80%以上。一旦充电，反而会增加负载率，所以这也是非常尴尬的局面。
二是运行的模式比较单一，就像一些工商业储能用的比较火，我们仍然采用低谷电和平电电价去充电，峰电价和尖峰电价去放电，这种模式。因为用户的负荷不是一成不变的，如果用户负荷发生波动的话，假设我们的尖峰电或者峰电用电量不足以消纳谷电的充电电量，这种时候如何控制运行。按照我们原来的计划运行的方式，肯定会进一步降低整个储能投资的回报率。
三是储能资源分散，集中调控的难度比较大。包括国家电网、南网对于储能电站的调控，技术上还是不断的探索和进步。一个储能电站50兆瓦、100兆瓦时，按理说应该是储能电站里比较中大规模的电站，但其实对整个调度去用它调峰调频来说，这个规模也不是很大。如果太多的话，我还需要考虑储能的放电电量、充放电电量，2个小时充放电就搞完了，其实我们的调峰时间一般持续的时间可能会在3个小时、4个小时，长的时候可能会有8个小时这样的调峰时间。
四是储能的调节能力也没有得到有效的利用，我们的储能调节能力包括是PCS四象限运行能力以及电池存储的调节电量。我们现在主要还是用在调峰调频这种有功的调节。对于无功调整这一块用的比较少，像调压这些虽然目前调度上也有一些应用，但大家不是太关注。我们储能是解决电的问题，电里面的调压调频调相，包括电压的治理、三相不平衡、电压谐波等这些问题都可以通过储能去解决。也就是当储能充放电放完了之后，这段时间是不是可以去发挥它的一些剩余价值支撑电压运行，这个也是我们需要探讨的。
破局之道可能有几大块：一是丰富储能变流的控制策略，这也是目前学术领域在不断发展的，我们现在从跟网型到虚拟同步、VF、电压源、构网型这些控制策略不断的完善。二是引入人工智能优化调控策略，今天很多专家在提储能的控制运行，本身储能是有限的荷电资源，怎么支撑随机波动的技术经济需求，这需要通过我们的人工智能策略对整个需求进行预测预判。三是根据场景的需求设计自主运行模式，这里刚才江总也提出了，储能其实有很多应用领域，我们也在思考针对储能不同的支撑特性、支撑需求，我们电力系统的各种问题，我们可以开发特定性细分的储能产品，这些储能产品不像我们现在一建就是一个站，或者一个工商业储能的几个储能单元，它其实是可以满足特定调节需求的储能产品，这样的话可以丰富我们储能的产线。四是深化储能的应用，丰富交易电品种，这是现货市场交易，包括辅助服务这一块需要进一步展开的工作。
2.设备级控制策略
储能的设备控制策略，最早的就是PQ控制，电流源型，通过PLL锁相环对电网电压进行锁相，并通过控制储能变流输出的电流及并网点电压之间相位实现PQ功率控制，这是我们现在应用最成熟，也是最广泛的一种控制策略。
电压频率VF控制策略，这个一般是用在工商业储能备电，或者是一些独立电网里，它具有并联网切换需求，通过储能变流器输出相位，产生自身的电压和相位，可以为孤岛模式运行的微电网提供电压和频率支撑，并具有一定的负荷跟随特性。
下垂的控制策略，这也是给独立供电应用的，它可以模拟传统电力系统中同步发电机下垂外特性，储能变流器输出有功功率和频率之间，以及无功功率和电压幅值之间呈线性关系。
构网控制策略，这是目前研究比较热门的一种控制策略。它除了应用在储能领域，也可以应用在一些新能源的风机、光伏的逆变器，包括今天上午大会里也提到过的飞轮储能变流器控制，都可以用构网型控制。它的核心是由虚拟同步技术发展而来，它可以模拟同步发电机的励磁特性和功角特性，适当提升主回路的过流能力，使之具备对系统扰动实时自主响应能力，并具备同步机的惯量、阻尼以及反电势稳定能力，电压频率有偏差时对它进行控制响应。它是实时采样，一旦采样有偏差，频率发生了变化，或者电压发生了波动，就可以实时响应，它的响应速度会更快。这样对于新型电力系统新能源高比例接入之后带来的一些安全稳定问题，转动惯量下降的问题，它就是很好的解决方案，这也是我们最近呼吁大家可以重点关注的一个技术领域。
除了刚才说的构网控制之外，我们也可以引入一些针对电网的特定问题，像电压不平衡的问题、谐波的问题、电压偏差的问题，这些问题引入新的控制环、控制策略，使我们储能除了充放电调节之外，可以具备更多的灵活调节支撑特性。
3.系统级控制策略
对于系统级控制策略，我们目前调度这边根据调度规程里规定的几种模式，包括常用的调峰模式、调频模式、调压模式、定时模式，这是目前常用的几种模式。但我们往下走，这几种模式是不是够的，如果当储能电站没有接受到调度指令时，储能电站是不是可以自主响应一些控制需求，根据电网实际的运行问题去输出一些有功、无功，或者特定性调节的支撑，去提升整个储能电站运行的效率，提高储能电站运行利用率，这是我们思考的一个重要方面。
运行的目标可以围绕这几大点，电力系统安全稳定，这是最主要的；二是电力系统的清洁低碳，以储能调节提升新能源的消纳水平；三是系统和用户的经济最优，主要应用于工商业侧，或者火储储调频，独立储能电站，参与现货市场这种方式。具体的应用领域方面，我们也根据目前研究的成果归纳几个方面：
电源侧的应用，分为火储联合经济运行，这里包含了联合调频，也是我们目前用的最广泛的。无功的服务，因为储能本身可以调节无功，可以给发电机组进相能力提供一定支撑，或者发电机组功角稳定性提供一定支持。再是发电的调整，通过火储联合运行，目前火电深度调峰是最近做得比较多的，深度调峰的时候火电本身是运行在非常不经济的一种模式，可能运行的功率只有30%、40%不到，这样的话整个煤的燃烧效率是很低的。在这种时候，我们的储能能提供一定的功率支撑，这样的话让火电机组可以把它运行的点往上提，从40%提到45%，提到50%，这样的话会提升煤耗的经济性。从全生命周期来说，会进一步提升储能电站的投资回报收益时间。
新能源运行优化，一个是联合调频，新能源储能联合调频；无功及潮流调节，很多电站距离储电网比较远的，新能源送出需要一定电压支撑，新能源场站运行，我们是希望有功功率最大化输出。如果是我们占用它自身的无功功率支撑电压的话，这样必然会导致新能源有功功率的下降，这时候就可以通过储能调节系统的潮流，支撑新能源最大送出。平滑出力和联合消纳，大家也都比较了解。还有是新能源运行里面临的关键问题，像暂、稳态电压稳定支撑，调度这边对新能源电站高电压穿越、低电压穿越都是有严格的要求，因为我们新能源场站大部分都是电流源型，对于电压稳定性需求是比较高的。当系统电压发生波动震荡时很容易造成新能源场站的脱网。这种时候把电压型储能投上去，可以一定程度上提升整个系统电压稳定的能力，也进一步提升新能源场站的运行效果。再就是谐波电压抑制，刚才说了可以通过把储能PCS控制策略里增加谐波电压抑制化，这样可以在源头上消除新能源场站带来的谐波困扰的问题。最后是振荡抑制，可以通过储能虚拟同步控制，让它对系统产生一个阻尼。与电源联合参与现货交易，主要是低谷电价时消纳电能、高峰电价时释放电能，这一块还是根据电力市场火储联合、新能源配储这种模式下，怎么去灵活参与电力市场。
电网侧调节应用，我们归纳了四大块：一是孤网独立运行，像新疆、西藏这些地区用的比较多，因为那个地方本身无人区比较多，电网比较薄弱，独立电网建设需求比较旺盛，这里可以用构网型储能电站支撑独立电网的稳定运行。二是区域电网运行调节，这是目前规模化场站用的最多的，主要是调峰调频调压黑启动。三是区域电网暂稳定稳定支撑，又分为电压稳定、频率的稳定、功角的稳定，储能都可以实现的。我们目前用的最多是频率的稳定，其实通过电压源型储能，可以对系统电压进行一定支撑。四是台区治理，这是一个比较细分的领域，这边也给了一些图，像台区的重过载，三相不平衡，末端高低电压治理，现在很多农网里也产生了一些，尤其中西部山区因为供电半径比较长，造成了用电的低电压问题，还有新能源接入之后带来的间歇性高电压问题。电压的波动抑制，这个在整县光伏推进时也是遇到比较多的，这种情况下会导致我们10千伏配电网电压发生频繁的波动，也会一定程度上影响电力用户可靠用电。
负荷侧的应用，目前有几大块：一是大用户经济运行，这里做的比较多的是容需量控制、峰谷套利。容需量控制需要一定智能算法，再是力调电费控制、需求响应、电力现货交易、负荷管理。二是电能质量治理，这一块对于用户侧其实是发展比较早的，像常用的DVR电压暂降治理装置也是基于储能装置的。三相不平衡及谐波抑制，刚才也讲过。三是居民储能，这个主要是一些别墅区，国外用的比较多。四是移动电源的应用，我们电力公司用的比较多的，像一些野外的作业用电，可能需要电锯电钻，功率不是很大，几个千瓦，通过移动电源去解决原来需要拉线的用电需求。还有私人定制化，今天展会我看也有很多移动的充电宝，包括移动的露营式电源应用。
4.应用实践
最后介绍一下我们湖北公司在储能自主运行领域做的几个比较有意思的案例。
刚才说的农网末端低电压治理，这个在湖北地区，还有中西部山区其实用的比较普遍，我们国家从“十一五”、“十二五”基本上实现了村村通、户户通的用电工程，我们那时候建的山区的农网来说都是满足居民照明，看电视，或者吹风扇这种基本的用电需求。现在随着居民收入水平不断提升，像一些山区里很多居民也用上了空调、热水器，包括电饭煲这种大功率用电电器。在这种情况下，我们原来建的电网无法满足它的用电需求，平时不用电的时候，大家可以看到黑色那张图片，不用电的时候它的电压是很高的，大概在230、240，甚至有时候能飙到250。一旦用电，它马上把这个电压拉下去。我们遇到比较极端的有可能把电压拉到八九十伏，也就是说居民根本用不了电，在这种情况下。买的一些空调就变成了一个摆设。我们当时碰到一个农户，八年前买了一个空调，买完之后用不了，电压直接垮，在那边闲置了八年时间。因为这个事情，虽然国家电网公司每年在农网里建设投入有100多亿专项资金去进行农网的改造，但其实远远跟不上现在生活水平的发展需求。所以我们在这个背景下做了一些微储能，搞几个千瓦、几度电的小储能。因为这个用电是间歇性用电，不是持续性的用电。当电压比较高的时候，我们就用储能把电存储下来。当电压比较低的时候，就把电量放出去，这种电压问题原来也有一些解决措施，像调压器，无功补偿器，但像农网末端所面临的问题并不是无功缺口的问题。更多是线径太长了，线路阻抗太大了，功率根本送不过去的问题。当时我们就做了有功补偿微储能装置，也取得了很好的应用效果。
大家可以看到我这边截图，中间有一个湖北省的地图，黄色的点正在运行的储能装置。当然前面说了储能装置电量是有限的，只有几度电，如果是10户一起做饭用电呢，这其实就是我们去年也碰到的问题，原来是间歇性电压，现在变成长时低电压。我们原来控制策略，很快就已经把电量放完了，放完之后大家还是用不了电，居民还是投诉。这种时候我们该怎么做，去年下半年就做了两方面工作：一个是根据系统的实时阻抗状态和有功功率、无功功率运行情况，我们做一个实时最优的功率调节算法放到储能装置里，也就是不止是一个有功的功率控制，还要把无功引入进去进行联合控制，使得系统对于用户来说有更多功率资源从电网流过去。二是应用深度强化学习的算法，调节系统支撑的定值，让储能装置能在合适的电压时进行充电，合适的电压进行放电补偿。
这是去年春节期间取得了很好的应用效果，基本上实现了低电压问题百分之百的补偿。
构网型储能电站，我们湖北公司去年年底投运了全国第一座规模化的构网型储能电站。这个储能电站是建在11万变电站之下的电网侧储能电站，我们也把里面几个单元拉出去单独接在22万变电站10千伏母线的馈线上，这个10千伏馈线对我们来说就是一个配网侧的储能电站，我们可以探讨构网型基础在主网上和配网上分别有哪些支撑效果和支撑作用。
这是我们一些实验的效果，主网里通过对各种故障的模拟，构网型储能可以对系统提供非常好的电压、频率暂动态支撑，包括一次调频、惯量、阻尼，可以对电压的阶跃、单/三相故障、相角阶跃、低频振荡都有很好的支撑效果。
在配网侧我们也做了两个实际的系统验证，像应用1就是刚才说的，在10千伏线上有大量分布式电源接入，甚至大量的冲击性负荷，例如电动汽车的充电，或者工厂的冲击负荷用电，导致我们系统电压发生频繁的波动。在这种情况下，我们把构网储能投进去，设定合适的电压运行范围。大家可以看到左下角这张图，蓝色线是构网型储能不投入时系统电压波动情况，可以从10.15千伏到10.5千伏范围之内，频繁大范围波动。当构网型储能投入之后，不需要远程下指令，它可以自动输出紫色无功功率线，这时候它不消耗电量，它把整个系统电压抑制在黄色线里，黄色线里电压偏差从10.3千伏到10.35千伏，500V范围内波动，这样可以很好为用户提供电压质量。
电压暂降的例子，对于配网来说基本上没有频率问题，频率稳定性在配网里相对较好，主要都是电压的稳定性问题。之前一些高新技术企业，包括芯片生产等，对电压的暂降抑制有迫切需求，我们在配网储能开展了一个实验，我们做了一个实际的系统冲击。大家可以看到右上角那张图的绿色线，构网型储能不投入的时候，瞬时冲击电流峰值达到1265安，这是10千伏上，也就是瞬时10万左右的负荷扰动。下面绿色线，在短时冲击的时候，把系统电压从10.5kA，直接拉到8.15kA，当时我们在现场做实验时明显能感到灯都闪了一下，当时周边大用户一些敏感负荷如果这时候还在运行的话肯定停了。当然我们做实验是在春节期间，大用户都已经放假了，这个还好。后来我们又把构网型储能投入，投入之后当系统电压发生突降，它可以瞬时支撑一个无功功率，这个不需要我控制的，如果在现有跟网运行模式下，我还要去结算它的电压偏差有多少，根据这个电压偏差再放出输出无功功率有多少，这是根本来不及的。对于构网型来说可以很好直接去响应，大家可以看到红色线电流冲击从1265降到155A，电压降落从8.15kV降到10.36kV，变成小扰动，大家根本感觉不到的。构网型储能，在工商业储能里应用时，大家可以开发一个构网型储能应用方式，对于高新技术企业有电压暂降需求的企业，我们配套一个工商业储能产品，平时可以充放电峰谷套利，在有电压支撑需求时还可以支撑电压，这样的话对于用户是一个多赢的解决方案。
针对工商业侧，刚才也说的比较多了，除了峰谷电、平电、去充电、尖峰电、放电的计划性运行方式，如果是我们想获得更短的收益周期，那该怎么办呢，我们就需要引入智能的算法，对用户第二天不同时段用电电量进行实时预测，包括对整个全年需量，整个月需量进行预测。预测之后可以进行定制化算法提升，调整储能运行的控制方式。这里我们也是做了一个案例，针对湖北某一个新能源材料厂，它的电压等级是10千伏接入，合同容量4.5MVA，根据电网公司的用采数据，对它全年负荷进行了分析，包括负荷特征，每一天工作日、非工作日、节假日，负荷特征进行了聚类，这样可以得到比较准确的电量预测结果。然后我们把控制策略从原来计划运行，调整成策略1、策略2、策略3、策略4，这里Q尖和Q高是不同时段的电量。不同时段电量，不同运行方式，我们都给它不同的控制方法，这样的话可以对它的电度电费和容量电费进行优化的调整。
右下角蓝色线是优化前的电度电费，红色是优化后的电度电费。容需量电费在整个成本节支上大概在5%左右，当然这也和用户负荷特征有关系。这里我们分了中负荷日、高负荷日、低负荷日，不同的负荷特点对它的控制策略进行具体的控制调整。
这样我们可以得出，从更广泛应用角度来说，我们可以根据电力用采数据，把一些工商业用户适合配储能的用户直接筛出来，把用户特征明确出来。我们针对一个用户该配多少，可以通过这种方式来放出来。最右下角这张图，大家看到这个斜率，投资的效率，斜率越高，投资效率越高，不同用户配到多大储能容量，根据斜率来算。顶点是投资的上限，如果在顶点前半段不断增加电池的容量，投资回报还是可以收的回来。如果超过顶点的话，已经超过了投资回报的合理周期。我们下一步也是依托电力的大量用户数据，开发数据产品，并在湖北省能源大数据中心里开发上线，到时候可以和各位储能厂家进行合作。
今天我的汇报到此结束，感谢大家的聆听！
