电力无法大量储存，中国电网每天发那么多电，剩下的电去哪了呢？
在现代社会中，人们已经无法想象没有电的生活。电能是一种看不见摸不着的奇妙能源，可能有的人会想，从商品角度来看，多发电才能多赚钱，那为什么不把多余的电储存起来，等到发电量不足的时候加以使用呢。这样电厂能多赚钱，还能节约能源。
但有物理常识的人应该知道，电能目前是无法大规模储存的。不管是比较常见的蓄电池组，或者是抽水蓄能型的水电站，它们能储存的电能，相对于整个国家的用电规模来说，是极其渺小的。电能的奇妙之处，就在于用掉多少电能，电力系统就产生多少电能，整个电网系统随时处于一个动态的平衡状态。
去年，整个中国全社会用电量达到72255亿千瓦时，规模这么庞大，国家电网怎么保证发电和用电时刻平衡的呢？根据能量守恒：中国电网每天发那么多电，用不完的电到哪里去了？
电力系统的自我调节，使发电量和用电需求最大程度平衡
在我国，不管是国家电网、南方电网还是地方电网，所采用的发电、输配电、用电，都是以交流电的方式进行的。西电东输项目虽然采用了特高压直流输电技术，但在接入电网之前，应用了逆变转换为交流电，才能使用。
交流电的全国统一标准是50HZ，用电和发电都是这个频率标准，只有统一频率的交流电才能互联互通。为什么要首先解释电网频率的问题呢，因为频率决定了发电机运行时的转速。只要是接入中国电网的发动机，运转的节奏都是保持一样的。
对于整个中国电网系统，如果发电量大于用电量，那么电网的频率和电压就会随之上升。也就是说，当电网上的用电量下降时，发电机多余的能量会导致整个系统上的发动机转速增加。能增加多少，大概能增加10%左右。与此同时，要是接入电网系统的电器没有自动功率保护装置，这些电器就会在高压状态下工作，甚至发生危险。
这样可以看出，发动机产生的多余能量一方面变成了发动机转子的机械能，仍然在电网系统当中，另外一方面输出的电压被带高，使得线路上其它用电电器超负荷工作。用电量和供电量矛盾的情况当然会随时出现，不可能每个用户要关电视机之前都跟国家电网打电话报备一下，所以电网系统自有一套调节机制，最大程度地达到发电量等于用电量，减少能源浪费。
由于电力无法存储的瞬时特性，发电出力要与用电负荷功率保持及时的平衡。所以，供需平衡，是电力系统调控运行的本质和必须完成的目的。具体看的话，在电网系统有专门负责调频的电网调控机组，通过调整调频电源出力来响应系统频率变化。调频还分为一次调频和二次调频。其中，一次调频是机组自发地，不受人为控制的调频。
各发电厂的机组根据自身速度变动率的不同，自动做出幅度不同的发电量增减。调节速度快，精度高，但是调节范围小，而且是有差调节。二次调频是由专门的调频机组在电网系统的控制之下，进行的有目的有计划性的调频。
我国目前已运用自动调频技术，通过装在发电厂和调度中心的自动装置随系统频率的变化自动增减发电机的发电出力，保持系统频率在较小的范围内波动。从这个角度来看，每年举行的地球一小时熄灯活动，其实并不能起到节能效果。反而是在考验调频机组的应对能力。
要知道，发电厂和电网之间的调度是一个复杂的问题。各大电厂的人员纪律、配置设备都不同，在我国实行的是分级管理制度，分为县调、市（地）调、省调、区域电网调度、国网调度5级。正是这些网与网之间的协同管理，才保障了国家的电能平衡。
弥补现有调频电源存在的技术局限性，更多大容量储能技术正在发展之中
由前文已经知道，电网的自动调节系统能够调节发电量与用电量之间的需求矛盾。然而，当发电量远超用电量时，不可避免地会发生能源浪费。怎么办？可以想办法把电能储存起来。
在我国，灵活调节电能的政策并没有跟上国家电网的建设速度。抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到6%，欧美等发达国家如西班牙，灵活电源占比达到了34%，可以说我国电能调节能力先天不足。并且，最近几年，风力发电、太阳能发电占比上升，所以大量火电机组（燃煤机组/燃气机组）承担了调控机组的重任，造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。现有电力调频资源已难以满足可再生能源入网需求。
目前，抽水蓄能是目前占比最高的储能系统，占到全部储能量的99%。抽水蓄能就是将用户没有使用的过多的电力，利用起来，将水从地势低的水库抽到地势高的水库。
然后在电网负荷高、用电量过大的时候，将高位水库的水放回到低位水库，利用水能推动发电机转动起来发电。依据能量守恒定律来看，就是将多余的电能转化为水能，但并不能做到百分百地转化，准确转化率只有四分之三左右。
在我国，已经建设有广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。但这些蓄能水电站目前使用率其实不高，主要受到我国电价政策的制约。抽水蓄能水电站，不是想建就能建的，要看地势选址，要高昂的投资，要周期性的规划建设，对能源的损耗又比较高，所以并不实用，也不能满足未来大规模储能的需要。
除了抽水蓄能外，还有压缩空气储能、超级电容器储能、电化学储能、化学类储能等多种方式的大型储能技术。目前研究发展主要还是集中于超级电容和电池（锂电池、液流电池）上，材料领域的突破才是关键。
最近几年，各种新型的电化学储能电池的开发，取得进展，并被电力系统采用。主要有传统的铅酸电池和钠硫电池。钠硫电池的使用时间比较长，对环境的污染比较小、制造成本也比较低。
但是，钠硫电池的使用环境要求特殊，只有在300摄氏度到350摄氏度之间，才可以正常使用。钠、硫这两种化学物质产生反应之后，会产生电能，钠硫电池自身可以把电能储存起来。电池储能系统用于电网机组调频，也是优点多多。具有快速响应、精确跟踪的特点，比传统调频手段更为高效。
如果大规模储能得到普及，那么电网企业在调峰和供电压力得到缓解的同时，可获取更多的高峰负荷收益。也能减少各种电能质量问题造成的损失。从智能家居、电动汽车的发展来看，没有储能技术，也是无法支撑其有突破性进展的。
不用担心电发多了用不完！
对于整个中国电网来说，考虑的是发电的总量和用户需求的电量，如何平衡一致，这样才能减少能源的浪费。所以在电网系统里面，首先不可能有大量的多余的电能产生。
其次，由于实际过程中，用户无序的使用以及发电端新能源发电的波动性特征使得电网无法保证真正的实时平衡，通过调节供需可以使得电网能在较小的范围内波动，从而达到相对平衡的状态。而储存电能，正是调节电能供需的必要手段，也是未来的发展方向。
一般的吃瓜大众，可以放心用电，不用太担心电网里多余的电去哪儿了，有没有浪费的问题，有一大波专业人员在研究、维护整个电网系统。我们能做的是长期养成节约用电的好习惯。
在储能领域，钛酸锂电池主要用于电力调频调峰、大规模可再生能源并网等，由于储能系统需要频繁大功率的使用，钛酸锂电池具有的长循环寿命及高功率等特点，正好契合该应用场景。纵观全球，无论是从抢占世界技术制高点来布局，还是从改善大气环境的角度出发，发展储能已成为我国的的既定方向，而国内目前多个储能示范项目的正常运行充分证明了储能完成了前三个阶段的过渡，即基础研发、应用功能验证、功能释放三个阶段，已经为商业化推广奠定了基础。根据试验验证，储能用于提高大规模可再生能源接入应用，需要储能系统频繁大功率出力，现有铅酸电池、液流电池及磷铁电池技术各有局限性，无法满足频繁的瞬时大功率应用需要。而钛酸锂电池具有循环寿命长、倍率高等特点，正好契合该应用需要。 超安全、超长循环寿命、快充性能优异、低温性能良好是钛酸锂电池的最大优势。
国家电网从2006年开始关注储能技术，当时电池的选择不多，我们重点技术攻关的项目是纳米电池和液硫电池。当时没有考虑用锂电池做储能，因为当时锂电池的循环寿命是2000~3000次，这在电网应用中就没什么价值。两三千次的循环寿命，对电网来说就意味着电池在几年内就要全更换一次，锂电池不适合电网使用。到2009年，了解到钛酸锂电池的循环寿命可达上万次，当时觉得不可思议。后来用钛酸锂电池样品做测试，在循环1000多次的时候，容量没有衰减。经过这么多年对钛酸锂电池的研发、评价和应用，钛酸锂电池确实具有长寿命的特点。当然它也有很大的缺点，就是太贵。国家电网作为用户单位，一直努力寻找降低成本的方法。钛酸锂电池功率可以做高，但为了追求高功率，就需要将材料纳米化，纳米化后生产加工等工序的工艺控制要求都很苛刻，从而成本提高。在储能方面，能否考虑降低钛酸锂电池高功率的要求，只保留长寿命的特点，以此换来成本的降低。
在光伏产业因为新政策而动荡不安的近日，储能却忽然间铺天盖地的大放异彩。这世上，好的搭档不是用来互相拆台的，而是互相成就的，就比如光伏和储能。近年来，正是由于光伏、风电等清洁能源的蓬勃发展，储能在整个能源行业中的关键地位才越加凸显。光储充示范项目的成功让行业人士看到了储能与光伏发电结合的潜力，毫无疑问，未来的“光伏+储能”将带给人们更大的惊喜。而对于储能产业的深耕，一批极具远见的企业早已参与其中，并且取得了良好的成绩，北京能高就是我国储能行业的先行者之一。
在此前举办的SNEC2018展会期间， OFweek太阳能光伏网 采访了 北京能高副总经理李岩 先生。针对储能行业的发展难题，以及“光伏+储能”的未来前景等问题进行了深入交流。
北京能高副总经理李岩
储能的三大应用端
李岩分析认为，储能的三大应用端， 第一是电网侧调峰、调频等辅助服务 。目前火电储能联合调频是一种主要表现形式，作为一种新的尝试，虽然现在包含已建、在建的项目仅仅20个左右，但是区域市场已经从华北电网向蒙西电网、南方电网扩散，依据能源局公布的《并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《发电厂并网运行管理实施细则》，三大电网对火电储能联合调频已给出较为清晰的补偿机制，投资主体和利益分成模式日趋多元，市场模式正在趋于成形。
第二是电源侧新能源高比例接入电网。 风能和太阳能发电的功率输出具有波动性和随机性的特点，通过分布式发电的方式并网会引起电压波动和闪变、电网频率波动等电能质量问题，也可能改变系统的潮流分布和线路传输的功率，给各级配电网带来诸多问题。储能平滑功率波动的特性可以降低新能源间歇性、波动性对电网造成的影响。同时，在多能源电力系统电源互补协调控制方面，北京能高提供系统的解决方案具备先进的集群控制策略，可合理分配出力，最大化减少新能源消纳出现的“弃风弃光”现象，提高经济效益。所以新能源的高比例接入，是储能应用的巨大市场。
第三是用户侧工商业应用。 城市工商业存在较大的峰谷电价差，削峰填谷促进源网荷平衡，降低用电成本；局部地区的配网容量不满足负荷需求，接入储能系统，起到电力增容的作用，解决这些电力需求都需要储能的参与和改善。运用价格信号引导电力削峰填谷，合理制定储能控制策略，提高系统经济性；利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制，提高投资回报率。同时，这种稳定控制性，也可以提高电网荷载能力，改善电能质量。
比政策支持更重要的是技术和经验
北京能高很早就进入了储能领域，从2007年开始储能变流器的研发、制造及应用，2010年开始承建我国首批光储互补微电网项目。目前，能高公司承建的湖北枣阳10MW全钒液流储能电站示范项目具有十分重要的示范意义，李岩介绍道，“能高这个项目的意义不仅是国内首个最大的全钒液流电池储能项目，更多的是对大规模储能技术的验证，对经济运行模式以及投资等方面的探索”。
实际上，在这次展会上，记者也了解到当储能“忽如一夜春风来”的时候，提出储能“概念”的企业也忽然间呈现出“千树万树梨花开”的现象，但大多数企业还处于摸索阶段。不仅仅是企业，也是在2017年10月份，才出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》，正式打响了我国储能产业快速发展“第一枪”，显示了层面对储能产业明确的支持态度。2018年7月2日，发改委网站正式发布《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》。这份文件中关于“完善峰谷电价形成机制”的一段表述，对于储能行业来说，意义非凡。该文件鼓励储能项目开发商自行寻找盈利方式，比如利用一些现有电力市场机制，如提供辅助服务；以及未来可能出台的机制等。随后，各地方政府也开始发布相关支持政策。
尽管储能产业已经面临风口，但是成本降低依旧是横亘在眼前的难题。能高作为储能行业内的先行者，李岩对此表示，“储能电池的价格已经在逐年下调了；另一方面，储能技术仍有很大进步空间，这一点与项目经验的积累有很大的关系，因为储能不是一种固定的模式，只有通过对多种应用场景多种系统解决方案做过验证，才能定制出成本低、收益高的系统集成服务。未来，随着技术进步及应用案例的更多实施，我们相信储能系统的成本肯定会降低。”
变流设备在储能系统的重要地位
储能变流器(PCS)是储能系统中的重要装置，接受能量管理系统的指令，实现系统的主要功能，主要包括削峰填谷、平抑功率波动、电能质量治理、储能电池的充放电管理等。
李岩结合公司发展，发表他个人的看法，他说道，“能高从07年成立以后，在无电区域和电网末端做光储互补微网系统积累了很多经验，光伏逆变器、储能变流器（PCS）设备功率等级也从25kW到1.5MW全部涵盖，可应用于各种场景。2017年能高自主研发的储能变流器、双向直流变换器应用于世界首个柔性直流变电站项目。智能电网系统的运行离不开关键的变流、控制设备，对能高而言，都是基于技术基础，去定制开发不同系列的产品而已。”
“储能+”模式演绎能源行业更多可能
能高储能设施通过风、光等新能源发电单元、电动汽车、智能用电设施等用电单元及输配网的智能化结合，运用大数据能源管理等互联网技术，构建智能电网配送平台，演绎出能源行业的多种组合模式。从基本的“光储”模式到“风光储柴燃充车”多能混合智能交互模式，实现了分布式可再生能源电力的高效利用。
能高在建项目：拉萨兴业银行光储互补项目
李岩预测，随着储能技术的快速发展，储能装备性能不断提升、成本不断下降，在电网中的安装容量将大幅增加。预计到2030年，参与电网大规模可再生能源消纳、削峰填谷、调频调峰、电能实时交易等辅助服务功能的各层级储能存量资源将到达20-30亿千瓦时，同时数以千万计的电动汽车以V2G方式形成泛在储能充放电网络形态，也将构成巨大储能资源。通过有序聚合电网各层级储能资源，实现高效、规模化利用，将极大提升电网对电力和电量平衡调控能力，有效缓解电力供需实时平衡的约束限制，对电力系统带来革命性影响。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等。此外，还有氢能等；而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等能源，称为常规能源。新能源发电也就是利用现有的技术，通过上述的新型能源，实现发电的过程。
20世纪末发电多用化石燃料，但化石燃料的资源不多，日渐枯竭，人类已渐渐较多的使用可再生能源（水能、太阳能、风能、地热能、海洋能等）来发电。
扩展资料：
水力发电主要有以下特点
1、水能是可再生能源，并且发过电的天然水流本身并没有损耗，一般也不会造成水体污染，仍可为下游用水部门利用。
2、水力发电是清洁的电力生产，不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。
3、水力发电的效率高，常规水电站的发电效率在80%以上。
4、水力发电可同时完成一次能源开发和二次能源转换。
5、水力发电的生产成本低廉，无需燃料，所需运行人员较少、劳动生产率较高，管理和运行简便，运行可靠性较高。
6、水力发电机组起停灵活，输出功率增减快，可变幅度大，是电力系统理想的调峰、调频和事故备用电源。
7、水力发电开发一次性投资大，工期长。如三峡工程，1994年12月开工，2003年7月第一台机组并网发电。
参考资料来源：百度百科-新能源发电
