日前，在由中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、CSPPLAZA光热发电平台共同主办、首航高科能源技术股份有限公司联合主办的2022中国风光热互补新能源基地开发大会上，国网山西省电力公司调度控制中心教授级高级工程师赵俊屹就《光热发电与电池储能应用于电网的功能差异》作了主题报告。
图：赵俊屹作主题发言
赵俊屹表示，光热发电是一种发电技术，其本质是具有优质调节能力的发电工艺和设备。具有清洁绿色属性的同时，还具有较宽泛的有功、无功功率调节和惯量支撑能力；不但是清洁绿色低碳电力“发生器”，同时也是电力系统安全稳定可靠的辅助服务“调节器”和“稳定器”，加配储热系统后又具备“存储器”特质。
而电池等新型储能是有着超级调节性能的用电负荷类技术设备，是实现电力电能时空解耦的调节性用能技术工艺。因工艺及装备技术差别而种类繁多，锂电液流、飞轮、空压、超级电容等。布置建造灵活、便捷、周期短的建设优势、有快速、精准、多频次的调节优势，属于电力系统中的“调节器”。新型储能又分功率型和能量型，只有电化学、空压等部分能量型储能具有小时级“存储器”特性。
“光热发电机组是在弱连接的、高电力电子化（风光电）接入的电网系统里的一个重要的系统性支撑，不单单是点上的支撑，更能担负起系统性支撑作用。”
赵俊屹提出，建议在西北大风光基地系统中可以多配一些光热，虽然现在看不到它的经济性，但随着风光比例进一步提高、在电力市场环境中，光热独特的优秀特质一定会得到市场认可，为投资人获取丰厚回报。事实上三年前我们也看不到光热发电调峰的经济性，但现在参加现货交易市场的经济性正在显现，并被更多业内同仁认知和接受。
演讲全文如下：
赵俊屹：我来自国家电网山西电力公司。
今天的课题是一个命题作文，叫光热和储能的区别，区别我们聚焦在它们对于电网和电力系统的差异上，一共分为四个部分：
第一、前言。
第二、新型电力系统的特质。
第三、光热发电与电池等新型储能的区别。
第四、结束语。
我们知道，“十三五”时期新能源产业经历了飞速发展，但“十四五”的开端之年一直到2030和2060年将面临更飞速的跨越式发展。
用四句话概括我们面临的形势和任务：
一是“双碳”目标，既是中国对国际社会的承诺，同时也是我们国家高质量可持续发展的一个必然选择；既有外部的压力，也有内在动力。
二是在双碳目标下，“能源革命”不但是国民经济发展的基础战略，也是引导社会民生进步的基本动力。
我们要强调”四个革命“首先要从消费革命说起，要改变粗放的、低效的、高耗能的能源消费习惯和理念，这是最最关键的一个革命，这是涉及在座以及社会上每一个人的革命；然后才是能源供给革命，技术革命乃至于国家层面的体制革命。四个革命构建了国家内部能源体系从生产到最后的消费，从技术到装备，从物理到管理，多层面的立体交叉的能源构架的革命，一个合作又拓展了命运共同体下是全球能源发展形态。
三是在能源革命里，电力系统转型是主战场，它不但是能源革命的主战场，更是第四次工业革命的发动机。
我们国家如果要实现百年之梦，一定要走入世界引领的行列这就要借助第四次工业革命，而新型电力系统是工业革命的基础、是发动机。
简单来看几个数字，到2060年全社会用电量将达15万亿千瓦时。截止到去年年底，2021年全社会总的用电量才8.3万亿，也就是要用40年的时间让它翻一番。在这40年的“达峰”再“中和”，将摒弃化石能源而改用可再生绿色清洁能源，将粗放低效高耗重污染的发展方式转变到清洁低碳、安全高效的发展模式。据预测：届时全国总装机容量达到80亿千瓦，现在是24.5亿千瓦，将达到翻两番的概念，并且可再生清洁能源占比将达到60%。简单的数字下面隐含着巨大的内质差异。
四是：新能源为主导的新型电力系统前景广阔美好，任务艰巨复杂，电力系统将由原有的化石能源为主，交流同步的大电网，逐步发展成新能源为主的、的统一交流大电网为主的、交直流混联、甚至混配混供混用的，局部微网补充的新型电力系统。从内在机理到外在形态、从装备技术到管理机制、从物的基础到体制的构架，均引起深层次的大变革。最终会导致社会用能理念和习惯的转变、导致荷随源动的以供定用的能源供销新形态,影响文明社会发展走向。
新型电力系统目标为清洁低碳、安全高效。是以新能源为主，交直流共存，荷随源动。
二、新型电力系统特质。
我们按其基本属性来划分其特质，第一是资源的属性，资源的属性导致风光资源具有间歇性，波动性，甚至部分的反调性，还有预测精度的适用性。
第二是技术和工艺的属性，交直流互换变流，大量变流、补偿、平抑技术和过程，电力电子化设备的接入，改变着原本交流同步电力系统内在机理，影响着发到供、供到用的整个过程的品质和稳定。
第三是装备属性，弱资源的广域收集，形成点多面广、中低压电源涌现的局面，尤其近负荷端电力电子设备的入网，更是在组织体制、运营机制、主体管理，质量治理、可靠性和经济性保障都在发生根本性变化。
总结起来，新能源技术工艺属性---电力电子化将带来安全性挑战，具体有以下四方面：1、系统惯量降低、电源支撑能力弱；2、稳定特性复杂、机理变化、安控策略配置难；3、宽频振荡现象相继出现,危害设备安全和电网运行安全；4、单体容量小、数量多,调控运行复杂。
还可以从其他不同的维度梳理出新能源蓬勃发展过程中的新变化，他具有“新、快、多、散、变----”多种特色，不一而论。
新能源发展到规模化后，最应关注的应该就系统性问题，调峰的问题被社会面普遍而简单重点关注后，电压支撑、频率支撑和惯量支撑，这些从根本上动摇电力系统安全稳定和可靠持续供电的内在基础性问题大多留给传统的电力系统人、尤其是电力系统设计、运营、管理者们。具体来说就是整个电力系统有频率稳定，电压稳定，功角稳定，到了刻不容缓必须面对的时候了。
在西北电网，频率电压是我们很早就意识到的问题，一直在加强无功支撑，随后加强一次、二次调频，但是功角稳定是需要惯量来保证的，这个电力电子设备是很难做到的。在电力系统物理层面上，这个差异会对电力系统带来比较大的危害，是潜在的威胁和隐患。西北是全国新能源发展的一个先行地，风电光伏的占比和发展的历程都相对超前，也经历过全国最大的新能源系统性故障，通过这些故障和事故也历练了大家分析认知新型电力系统的能力和应对的技术手段。
电力系统要达到稳定运行，要有三道防线的保护，目前这三道防线已经受到了很严重的挑战。
以上核心问题以外，新能源生产组织大众化、市场组织设计复杂，也会对电力系统现有管理带来基础性的影响，主要有以下四方面体现：
1、小规模、低投入、简便化的项目单元，导致参与者众；
2、参与主体纷纭繁多，良莠不齐、经营方式多样化；
3、市场诉求及交易品种多样化，理念规则多元化、须兼顾各方利益；
4、辅助服务市场急速扩大，免费基本的辅助服务严重不足且逐渐减少。
我们小结前面的问题，新型电力系统不但需要调节资源，更需要稳定资源；不但需要小时级的调峰，更需要日、周、旬级备用；调节能力不但要“快、准、灵”、还要“简、廉、稳”。
第三、光热发电与电池等新型储能的区别。
第一个差别，一个是发电设备，一个是用电设备。
光热发电是一种发电技术，其本质是具有优质调节能力的发电工艺和设备。具有清洁绿色属性的同时，还具有较宽泛的有功功率调节能力。不但是清洁绿色低碳电力“发生器”，同时也是电力系统安全稳定可靠的“稳定器”、优质辅助服务的“调节器”和稳定廉价长时的“存储器”。
新型储能是具有优良性能的调节器，但归根结底是一个用电负荷，本质是消耗电能的负荷。而光热是非常优质的发电设备，带有稳定性、调节性和存储性能的发电器，要把这个观念树立起来。
而锂电池为代表的的新型储能是有着超级调节性能的用电负荷类技术设备，是实现电力电能时空解耦的调节性用能技术工艺。属于电力系统“快、准、灵”的“调节器”。因工艺及装备技术差别而种类繁多，锂电、钠电、全钒液流、飞轮、空压、超级电容等等。有快速、精准、多频次的调节优势。
由于布置建造灵活、便捷、建设周期短的建设优势而被技术发展的新能源视为解危济困的“好帮手”，但由于新材料、新工艺、新模式需求等诸多新问题，而“踌躇徘徊”于电力系统“门前”，呼声甚高，行动迟缓。
在此前储能论坛上我们多次讲过，新型储能是一种调节器，它和变压器、变流器、调相机等是一种改变电能品质或者存在方式的工艺手段；它不是发生器，不应该人云亦云“风光水火储”盲从地认为他是发电设备；同时也不宜是存储器，存储性能不如调节性能，它可以短时存储，但在电力系统中日前存储的话，其经济性和价值就体现不出来了。（就像抽蓄机组一样，它期初是用于应急保障的，如果存着不动价值就体现不了。所以，诞生了两部制电价。2004年、2005年我们参与了国家两部制电价的讨论，当时确实有阻力，但是出于发展特高压，发展直流系统的前提下，批准上抽水蓄能，而它的电价要走出两部制来。）
第二个差别：一个是惯量机械同步发电设备，一个是电力电子变流转换的异步设备。
光热发电是常规同步发电技术，产出三相正玄波的交流型电力电能，是现行交流同步大电网的原生态电源；它是非常优质的同步机，属于热电机组，绿色可再生资源利用，而且调节性优于火电；它要适应昼夜的启停，其调节的范围、灵敏性都要优于火电机组。热力汽轮机组天然具备转动惯量属性。
新型储能大多是经电力电子器件换流整形，在交直流之间不断转换加以利用和调节，根本属性于电力电子器件型转换工艺设备。虽然有精准调节，快速反应和频繁动作的特性，但是它只是一个调节器，是新型储能的交直流转换以后的工艺设备，深层次上有别于交流同步发电技术，容易出现电压、频率、惯量上的失和甚至失调。
第三个差别：自觉自动部分自愿的服务和有偿控制服务的差别。
光热发电可以提供自觉自动自愿的调频、调压和基本调峰服务，是附带的优质廉价服务，同时具备宽幅长时深度调峰，调相、备用应急功能，系统需要时可以在此基础上深度调节，有偿服务。基本可以做到自觉自觉自动维持系统稳定，调频调压功能完备、性能优越、成熟高效、稳定可靠。
新型储能多大是转变成交流的直流型电力电能，是电力电子型元器件构成、逻辑策略控制下的人造交流形态并入电网，须通过数据采集分析、逻辑判断、信息通讯、智能控制等技术手段实现调节影响着传统的工频系统的基因，构成深层次性能品质的挑战。
刚才中控可胜徐能总裁讲了，他们的光热电站可以达到全月不停机，这是一种非常好的运营状态，不管大负荷还是小负荷，高峰点还是低谷点，能够全天候运行，这个运行状态为电力系统整体运行提供了很好的电压、频率和惯量支撑，尤其在系统用电低谷时期以及高风高光时期，往往是发生故障高发区的时间段，为整个弱联区域电网系统起到了安全稳定支撑。
反例就是多年来大量风光接入以后，西北电网发生的一些系统性故障。国内外电网多次发现发生谐波型振荡，就是大规模风电光伏等电力电子器件介入后改变了系统基本形态品质所致，这一直成为新型电力系统重要研究克服课题。新型储能尤其电化学储能逐步规模化发展，势必加重和更复杂交流同步电力系统内在机理，大量投资投入的同时、使得系统更加复杂多元，不能排除在转换、传输、应用等诸环节出现新挑战性课题。这引起了我们的重视，也加大了研究投入，我们也在积极的调整策略，调整路线。
第四个是长时储能与短时储能的差异。
光热发电天生‘光电解耦’，中间的聚热换热环节在增加储热环节后，在长时储能上有非常好的优势。第一安全，第二资源相对充裕，而且可以重复利用，长期利用。第三比较经济，尤其长时间储热损耗低。熔盐储热是非常经济的，要比电化学衰减少得多，适合长时储能。
利用储罐保温的光热系统的衰减很小，不但安全，可靠，而且经济，这就是长时与短时的问题，在这几个方向，对于电力系统来说光热有得天独厚的优势。而电化学衰减率一充一放就在10%以上，如果静置长时储能自衰减严重。我们知道笔记本手机等充满电放着不用，过几天就得重充。
第五是市场模式的差别。
光热发电服务电力系统中场景及功能清晰成熟，几乎可以参与所有电力市场交易品种，包括电量市场和辅助服务市场：而新型储能尤其是锂电储能具备四象限调节功能，但各功能间相互关联制约、应用场景繁多重叠，市场主体定位和参与机制多样化，有待继续研究探索；同时其市场主体定位困难，规则设计复杂，并且各类储能工艺技术功能性能差异显著，场景多元，很难在同一规则同一品种中兼顾周全，设计不当既不利于各类新型储能优势发挥，也不利于公平竞争；此外，电力电子为主的新型储能无功支撑于“一点”，转动机械发电机组无功支撑于“一片”。
“发生器”的发电系统时时刻刻都在发，即可体现出它的价值和品质；“调节器”的新型储能指望时时刻刻有调节场景，让它调方能体现存在价值，但是至少目前的电力系统里不多有这样适合的场景；所以，个别提法让储能在电力市场中以发电侧的主体身份定位，既不利于它自身的价值体现，也影响着发电与储能之间的公平竞争，使得整个电力系统的规则和交易机制出现了很多的障碍。
比如储能要参与电量市场，低买高卖的交易后，其自身10%的损耗就需要给予特定优惠政策、这对同样参与电量市场的发电主体，甚觉不爽。最近国家能源局出了一个储能扶持政策——以成本定补偿原则，为了扶持新型储能的起步发展，要给一个倾斜补偿的办法，让它进电力市场来试验发展。
其他方面的差别还在于光热发电的天然解耦性，使其储能灵活配置，同时容易实现热电联供，多能互联。全寿命周期无系统性公害、无稀缺资源消耗、无后处理难题，适合长久持续发展。
但光热发展初期的技术革新和完善仍有待持续提升，建设规模和初投资的制约也是其面临困境的因素之一，相信后期都会得到改善。
今天，我看到一个可喜的现象，新型储能在政策支持下得到了大的发展机会，光热也自身价值被体现后得到业界认同和追捧，光热的发展趋势已经趋近于新型储能，在当前规模化大基地建设中已做作为配建的“配角”身份融入新能源规模化发展洪流，相信在投产运营后一定会转身为基地的“大哥大”身份，发挥更加积极作用。在经历“补贴促示范”时代和“配建”起步时代后，我们相信在不远的未来，光热一定会以“天生丽质”的自身优质品质，在新型电力系统中赢得自身健康稳定长久发展新时代、。
最后总结一下。
新型电力系统安全稳定需要加大光热等惯量可调节绿色可再生发电工艺，光热发电技术工艺是新型电力系统的安全保障基石，是为整个系统服务的能量和质量供应商，不是风光的配角。从规划设计层面亟待提高光热发电对新型电力系统的贡献认知，要提高机组设备的利用率和调节率，加大镜场和储罐配比规模。目前电力系统特性下理论上讲可以探索4000-5000小时以及调节储能10小时的高度。
光热发电是目前已有发电技术工艺中最优良的火电替代技术工艺，没有之一，尤其适用于高光资源、弱联系统、高比例风光发电的西北电网。
持续创新、提升技术、完善工艺、促进规模，未来可期。
谢谢大家！
