與傳統單一儲能技術相比，混合儲能組合了多種不同儲能技術路線，能達到縮減系統成本或增加生命周期，提升系統效率和綜合性能的效果，是目前電力系統儲能領域的研究重點和發展方向。目前，我國混合儲能項目運行情況如何？發展還面臨哪些問題？如何科學設置各儲能設備容量配比，實現整體效益最大化？

日前，國家能源局正式發布《新型儲能試點示范項目名單》，共56個項目成功入選，其中包括山東省利津縣795MW/1600MWh、山西省朔州市平魯區100MW/200MWh、新疆維吾爾自治區哈密市伊州區256.5MW/1000MWh在內的混合儲能項目7個。入選的混合儲能項目之多也成為此次新型儲能試點示范的一大亮點。

示范的意義是為了引領行業。與傳統單一儲能技術相比，混合儲能組合了多種不同儲能技術路線，充分利用各自優勢，彌補單一儲能的技術缺陷，以縮減整個系統成本或增加生命周期，提升系統效率和綜合性能，是目前電力系統儲能領域的研究重點和發展方向。目前，我國混合儲能項目運行情況如何？發展還面臨哪些問題？如何科學設置各儲能設備容量配比，實現整體效益最大化？《中國能源報》記者就此進行了采訪。

取長補短，恰逢其時

綜合效應明顯

從實際運行情況來看，混合儲能表現如何？

2020年7月，依托老千山風場，山西省電力公司電力科學研究院率先在國內實現了混合儲能技術（飛輪+鋰電）應用于新能源一次調頻的并網試驗，驗證了多種儲能裝置平抑風功率波動的可行性，為能量型+功率型混合儲能技術大規模部署提供了理論基礎和實踐經驗。

“試驗非常成功，功率性能指標達到了我們的預期效果?！眹W山西電科院新能源所所長郭強向《中國能源報》記者介紹，單一儲能系統性能指標也能滿足電網需求，當初提出混合儲能是基于儲能系統性價比的考慮。由于電網一次調頻具有高頻次特性，單一鋰電儲能為保證安全運行，電芯更換頻率高，成本高昂。而電網一次調頻的隨機性，適合高頻次充放電但容量低的飛輪、超級電容儲能系統，為保證概率發生較低的大功率、長時間的一次調頻性能，配備功率更高，容量更大的儲能系統大大增加了項目投資成本。混合儲能讓高頻次調頻由高頻次儲能（飛輪）完成，概率較低的大功率、長時間的一次調頻需求超出了高頻次儲能的功率和容量時，由長時儲能（鋰電）在功率和容量上進行補充。這樣可以最大程度減少鋰電裝置的動作次數,提高整體系統使用壽命,降低事故（著火、爆炸）概率。同時，還能解決飛輪儲能高成本問題，提高儲能裝置的經濟性。

“打個比方，混合儲能就像合唱團有高音部和低音部，高音部唱高調，頻率高、幅度小；低音部頻次低，幅度大。”中國能源建設集團新疆電力設計院副總工程師林雪峰告訴《中國能源報》記者，新疆鋰電儲能項目年調用充放電次數約為200次，10年2000次，而鋰電使用壽命達8—10年，循環壽命5000次。這就意味著，會有3000次循環充放電的閑置和浪費。

若采用鉛碳電池或鈉離子電池，又不足以支撐項目10年的充放電調用?；旌吓渲脙δ埽l繁充電部分由鋰電池承擔，不太頻繁部分交給鈉離子、鉛碳電池電池。這樣的話，既可以滿足應用需求，又避免浪費，降低投資。”

還存在著難題

從實際運行情況來看，混合儲能表現如何？

2020年7月，依托老千山風場，山西省電力公司電力科學研究院率先在國內實現了混合儲能技術（飛輪+鋰電）應用于新能源一次調頻的并網試驗，驗證了多種儲能裝置平抑風功率波動的可行性，為能量型+功率型混合儲能技術大規模部署提供了理論基礎和實踐經驗。

“試驗非常成功，功率性能指標達到了我們的預期效果。”國網山西電科院新能源所所長郭強向《中國能源報》記者介紹，單一儲能系統性能指標也能滿足電網需求，當初提出混合儲能是基于儲能系統性價比的考慮。由于電網一次調頻具有高頻次特性，單一鋰電儲能為保證安全運行，電芯更換頻率高，成本高昂。而電網一次調頻的隨機性，適合高頻次充放電但容量低的飛輪、超級電容儲能系統，為保證概率發生較低的大功率、長時間的一次調頻性能，配備功率更高，容量更大的儲能系統大大增加了項目投資成本?；旌蟽δ茏尭哳l次調頻由高頻次儲能（飛輪）完成，概率較低的大功率、長時間的一次調頻需求超出了高頻次儲能的功率和容量時，由長時儲能（鋰電）在功率和容量上進行補充。這樣可以最大程度減少鋰電裝置的動作次數,提高整體系統使用壽命,降低事故（著火、爆炸）概率。同時，還能解決飛輪儲能高成本問題，提高儲能裝置的經濟性。

“打個比方，混合儲能就像合唱團有高音部和低音部，高音部唱高調，頻率高、幅度?。坏鸵舨款l次低，幅度大?！?/span>中國能源建設集團新疆電力設計院副總工程師林雪峰告訴《中國能源報》記者，新疆鋰電儲能項目年調用充放電次數約為200次，10年2000次，而鋰電使用壽命達8—10年，循環壽命5000次。這就意味著，會有3000次循環充放電的閑置和浪費。

若采用鉛碳電池或鈉離子電池，又不足以支撐項目10年的充放電調用?；旌吓渲脙δ?，頻繁充電部分由鋰電池承擔，不太頻繁部分交給鈉離子、鉛碳電池電池。這樣的話，既可以滿足應用需求，又避免浪費，降低投資。”

配置要因地制宜

顯然，混合儲能不適用于所有情況。那么，哪些場景適合單一儲能，哪些場景混合儲能更優？鄭華認為，單一類型的場景，更適合單一儲能，比如一次調頻場景、慣量支撐場景、調峰場景，等等；而多場景耦合更適合混合儲能，比如一次/AGC調頻+中長時調峰。隨著輔助服務市場規則的完善和新型電力系統的建設，分時復用場景會越來越多，混合儲能的應用會越來越廣泛。

“在目前電網調頻（包括一次調頻和二次調頻）、調峰等多種應用場景下，混合儲能是一種性價比最高的模式。”郭強指出，混合儲能系統的功率和容量配置應該一場一案，高頻次儲能的功率和容量要能覆蓋當地85%以上的調頻需求，才能保證不適用于高頻次充放電儲能的安全性。他強調，混合儲能的提出主要是在滿足電網需求和保證儲能系統安全前提下，實現最優的經濟性。不同特性的儲能互補短板，不是為了混合而混合。

“電池混合利用不是將鈉電池和鋰電池簡單地堆疊在一起，而是將鈉電池和鋰電池各自組成一個系統，兩個系統由一套EMS進行管理，類比為兩個拳擊手共用一個大腦，該出重拳時出重拳，該出快拳時出快拳?！绷盅┓暹M一步指出，每個場站充放電形式不一，沒辦法簡單劃定某個容量配置最優。要根據不同工作模式，將儲能特性、價格、電池老化衰減等因素統統考慮進去，做模擬仿真計算，找到最佳配比，既滿足負載性能需求又不浪費資源，讓性價比最大化。

要想混合儲能發揮出“1+1>2”的效果，模型預測控制將扮演愈發重要的角色。鄭華表示，混合儲能在控制策略、運維策略要根據具體應用場景進行優化，充分發揮各儲能優勢，避免其劣勢，提升綜合運營性能和降低綜合運營成本是關鍵，而這需要注重數字化技術的加持和對運營技術的深刻理解。此外，混合儲能在并網標準和調度運行方面還缺乏相關的標準、規則支撐，后續應加強相關示范與標準編制工作。