上海市在智能电网中发展储能技术的应用战略：
1 智能电网发展的整体趋势
我国的大城市电网，特别是北京、上海、广州等大型城市的电网逐步形成受端电网，表现为大容量、大机组、超高压、负荷密集等特征。从用电结构看，“十二五”期间第三产业、居民用电比重将有较大提升，预计5年将上升5个百分点以上，由于经济结构的变化，最高用电负荷也逐渐上升。
与传统电网相比，智能电网在发电、输电、配电及用电四大环节中都具有明显的优势，智能电网成为世界各国集中投资的战略型产业。智能电网通过优化传统能源和新能源的供需和应用实现节能，通过特高压技术解决能源结构不匹配问题，通过高效率的配电技术提高整体电网的稳定性和效率，是应对能源危机的必由之路。中国发展智能电网可以参照高铁的发展战略，实现引进技术、实现自我研发、到成功的技术输出的三阶段转换。特别是各国技术标准还没有统一的情况下，中国将凭借规模经济准备自主技术标准的同时，积极参与全球标准的制定，扩大市场支配能力。
2 智能电网各阶段在发展过程中的主要瓶颈
智能电网的发展具有重要意义，在大电网端，随着电力需求不断增长，对电能质量的提升是发展的必然要求，但在现有发电端和用户端信息不对称的情况下，电力的使用条件提升的程度非常有限，为避免高峰拥堵，电网端始终具有迟滞效应。而随着可再生新能源发电产业正在经历快速发展，在一定程度上解决了用电紧张的情况，以我国风电为例，预计到2020年风电装机容量将超过发电总装机容量的10%。但是，间歇性新能源发电仍存在重要技术瓶颈——发电不稳定性和并网技术问题。国外有关研究表明，如果风电装机占装机总量的比例在10％以内，还可以依靠传统电网技术以及增加水电、燃气机组等手段保证电网安全；但如果所占比例达到20％甚至更高，电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战。
3 储能的主要功能，与电网需求的契合
引入储能技术是解决上述问题的主要途径，它可以提高发电厂输出功率的可控性，抑制功率波动，提高电能质量，从而使风力发电、光伏发电等系统成为广泛利用的电力供应系统。
储能技术应用于电力系统，可以改变电能生产、输送与消费必须同步完成的传统模式。目前，我国正在规划与大力发展坚强智能电网，全面覆盖发-输-变-配-用-调的六大环节与信息平台的建设。储能技术将是未来智能电网的重要组成部分，涉及其建设的各个主要环节。同时，储能技术在接纳风电、太阳能发电等间歇性新能源入网方面也发挥着不可或缺的重要作用。发展储能技术的重要意义还包括削峰填谷、调节节约能源、提高电力电网系统效率延迟建设投资、保证电力电网系统安全等方面。
4 储能方法及在智能电网各阶段作用
1）发电系统：能量控制管理，峰荷运行，新能源发电并网支持，提高电站稳定可靠性，电站系统黑启动，延缓新建电站投资等。
2）输配电系统：保证电能质量，提高电网稳定可靠性，最大限度利用现有电网以延迟投资建设，缓解电网高峰阻塞等。
3）辅助服务：调节控制频率，节约剩余电能，提供可靠的备用电能等。
4）电力用户端：提高电力系统效率，不间断电源供应，用电电压支撑支持，分时电价管理等。
除了大电网上的应用，在新能源接入和分布式能源、微网端，储能系统是不可替代的，储能单元可起到抑制系统和输出功率的扰动、用于短时过渡供电、调峰填谷、保持电压频率稳定、提供可靠备用电源、提高系统并网运行可靠性和灵活性等作用。
电动汽车与智能电网相结合的V2G技术，使电动汽车具有潜在地参与较小规模电力电网系统调峰调频、电能质量保证和备用电源等应用。电动汽车蓄电池(如铅酸、锂电池等)甚至超级电容器都有可能作为V2G系统的储能单元。
轨道交通由于长期处于启停切换的状态，电网波动很大，采用储能装置可以有效缓解电网的持续波动，而轨道交通的连续性和可控性使得储能的工作条件可控高效，只是对短时间内能量的消纳和释放能力要求较高。
另外随着电动汽车产业逐渐成熟，退役动力电池的处置问题也将成为不远的未来一个重要课题。目前来看，采用梯次利用方式进行动力电池的储能转化是一个可行的方法。一方面解决了动力电池的处理和储能电池来源问题，同时提高了能源的综合利用率，在成本上也可能进行部分节约。
国内外现状
1 储能技术与大规模电力电网系统
基于我国能源分布的特点，当前我国国家电网的建设目标为“西电东送、南北互供、全国联网”。储能技术在大规模电力系统中的应用需要根据不同地区的实际情况而定。大规模电力系统需要较多地利用大规模储能技术以达到储能大容量/功率的要求。从整体上看，大部分大规模储能技术仍处于产业化初级阶段，整体成本还比较高，需要更长时间的运行验证，因此现阶段更多的示范验证工程是有必要进行的。
根据美国能源部信息中心的项目库不完全统计，近10年来，由美国、日本、欧盟、韩国、智利、澳大利亚及我国等实施的MW级及以上规模的储能示范工程达180余项，其中，电化学储能示范数量近百项，非电化学储能形式的示范数量超过80项，储能技术涉及飞轮储能、全钒液流电池、(新型)铅酸电池、钠硫电池等多种形式。从地域分布上看，美国在储能装机规模和示范项目数量上都处于领先地位，项目数量占全球总项目数量的44%，主要为电化学储能项目；西班牙次之，项目数占14%，主要为太阳能热发电熔融盐储能项目；日本占8%，主要为电化学储能项目；我国占8%，全部为电化学储能。从储能类型上看，MW级规模储能示范项目中电化学储能项目数占比为53%，相变储能占比34%，飞轮占比6%，其他类型涉及压缩空气、电磁储能和氢储能等。其中，在电化学储能示范项目数量中，锂离子电池所占比重最高，达48%；其次为钠硫电池和铅酸电池，分别占比18%和11%。
2 储能技术与可再生新能源发电并网
可再生新能源发电产业正在经历快速发展。英国计划到2020年约30%电力生产来自于新能源发电产业；以我国风电为例，预计到2020年风电装机容量将超过发电总装机容量的10%。但是，间歇性新能源发电仍存在重要技术瓶颈——发电不稳定性和并网技术问题。引入储能技术是解决上述问题的主要途径，它可以提高发电厂输出功率的可控性，抑制功率波动，提高电能质量，从而使风力发电、光伏发电等系统成为广泛利用的电力供应系统。储能技术选择需考虑额定功率和容量、响应时间、安全稳定性、技术成熟度、经济成本等。从应用的角度，在电能质量保证方面，飞轮、超级电容器、部分蓄电池(如钠硫和液流)、超导磁储能系统能够使发电厂输出功率平滑，确保电网电能稳定；在电能能量管理方面，随着新能源装机容量的提升，储能系统的容量需要相应提高，新型压缩空气、热能储存、部分蓄电池(如铅酸和液流)系统具有潜在的调峰功能，可以适合风电、太阳能发电等的大规模储存。在世界范围内已建成一些示范性工程，如加拿大VRBPowerSystemsInc.在美国、德国等地的风光储能发电并网工程。2005年，美国California州建造了与风力发电机组相整合的450kW超级电容器，用以保证机组向电网输送功率的稳定性。我国在这个领域也在加快部署，例如正在运行中的国网张北项目(20MW)是目前全球最大的风光储输工程，张北风光储输工程二期已于2013年6月开始建设，其中包括化学储能装置50MW；南网储能示范项目(10MW)，深圳宝清电池储能站(4MW×4h)；此外，全球最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统在2013年2月并网，经过严格考核，已全面投入运行，此技术可有效推进我国可再生能源的普及应用。
3 储能技术与分布式发电及微电网系统
分布式发电及微电网系统具有鲜明的特点：能独立运转或者并网，接近电力消费终端，容量相对较小(kW级别到几十MW级别)等。针对其特点，储能单元被认为是此类系统的必备部件。储能单元可起到抑制系统和输出功率的扰动、用于短时过渡供电、调峰填谷、保持电压频率稳定、提供可靠备用电源、提高系统并网运行可靠性和灵活性等作用。目前已有一些建成的储能示范工程应用于分布式发电与微电网系统，如美国ZBB公司商业建筑储能系统、西藏日喀则拉孜风光互补离网项目、陕西世园会充电及风光储微网项目。2013年，欧洲最大的储能电池设备在英国南部贝德福德郡的莱顿巴扎德启动，预计在2016年开始投入运营，建成后的容量为6兆瓦，将使用锰酸锂技术存储电能，并在用电高峰期供能，以满足电网需求。2015年4月30日20时，电动车制造商特斯拉推出家庭储能“Powerwall”电池组，这一整套设备可以和当地电网集成，以处理过剩的电力，实现转移负荷、电力备份以及太阳能发电自给。日本大和房建工业于2011年10月推出了具有蓄电池系统控制功能的智能住宅。从储能运用的角度出发，为了达到短时供电、调峰填谷和备用电源的目的，储能单元系统须具备大容量能量/功率的能力。
4 储能技术与电动汽车
电动汽车与智能电网相结合的V2G技术是一种新近发展中的技术。由于电动汽车较长时间地处于停止状态，车载电池作为储能单元，与电网的能量管理系统建立通信，从而达到电动汽车与智能电网能量转换互补的目的。利用V2G技术，使电动汽车具有潜在地参与较小规模电力电网系统调峰调频、电能质量保证和备用电源等应用。电动汽车蓄电池(如铅酸、锂电池等)甚至超级电容器都有可能作为V2G系统的储能单元。如日本NEC、美国Maxwell等公司在电动汽车、轨道交通系统等领域中就运用了超级电容技术。日本式智能电网政府实现目标：电动汽车/插电式混合动力占新车的百分比从0.4%上升到2020年的20%，通过V2H技术，EV/PHV提供大容量储能电池，也可以用于电力峰值转移或应急电源，来提高电力汽车/插电式混合动力汽车储能电池的应用。在Keihanna，实时监测100辆电动汽车充电量的系统及应用车载监控的需求响应来抑制充电量的系统验证正在进行。
5 储能技术在智能电网应用中所面临的挑战和机遇
储能作为一项高科技含量高工程要求的新兴技术，还面临着重大的挑战：
（1）技术挑战。大部分储能技术成熟度还有待提高，特别是关键材料、核心技术。另外储能在电力电网系统应用时间较短，而电网对于安全可靠性要求很高，储能设备产品的定型周期需要长时间的验证；
（2）经济挑战。与关键技术、能源效率以及应用场合密切联系的投资和维护成本将成为各种储能技术选择发展的关键考量；
（3）政策挑战。虽然各国都制订了发展储能技术的战略，但在如何管理储能系统和如何对于储能技术的研发给予支持仍然需要政策细化。
同时，我们也看到，去年中国储能项目装机增长已超过全球增速。截至2013年底，除抽水蓄能、压缩空气储能及储热外，全球储能项目总装机容量达73.6万kW，较2012年增长了12%。而中国储能产业发展速度则相对更快。截至2013年底，中国已运行的储能项目装机规模达5.15万kW，较2012年增长了39%。快速增长涉及可再生能源并网、分布式发电及微网、电动汽车等多个方面。
上海市的社会经济地位决定了上海电网是一个对可靠性和电能质量要求极高的电网。随着城市产业结构的调整，第三产业的比重增加，峰谷差不断加大，对供电可靠性要求高、负荷峰谷差大的用户数量不断增加。
从2006～2007年，国家电网公司、上海市科委和国家科技部分别下达经费共计4910万元，支持上海电网储能技术研究建设项目。到2011年初，该项目已完成总额定容量410kW/1300kWh电池储能系统的建设，分布在上海漕溪变电站、前卫变电站和白银变电站。其中，漕溪站建成镍氢电池（6组，额定容量为100kW/200kWh）、锂电池（3组，额定容量为100kW/200kWh）和铁电池（2组，额定容量为100kW/80kWh）储能系统；前卫站建成全钒液流（额定容量为10kW/20kWh）储能系统；白银站建成钠硫电池（18组，额定容量为100kW/800kWh）储能系统。
相关扶持政策
我国相继出台了一些储能相关法规、规划和办法等，并给予资金支持发展储能产业。2010年的《可再生能源法修正案》中第一次提到储能的发展，2011年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中提出依托储能等先进技术，推进智能电网建设。从2013年底起，国家能源局的《关于分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知》中鼓励业界各单位或个人投资建设和经营分布式光伏发电项目。财政部发布了分布式光伏发电自发自用电量免收可再生能源电价附加费等政策，旨在降低用户自发自用成本。分布式发电相关政策与补贴的陆续出台为光储模式打下了基础。国务院办公厅2014年11月印发的《能源发展战略行动计划（2014-2020）》中指出，通过科学安排调峰、调频、储能配套能力，切实解决弃风与弃光等问题，作为影响未来能源大格局的前沿技术，储能在我国已获得前所未有的高度关注。
目标与思路
作为智能电网发展中的重要环节和核心技术，储能技术可以有效地实现需求侧管理，减小昼夜间峰谷差，平滑负荷；可以提高供电可靠性和供电质量；可以提高电力设备利用率，降低供电成本；还可以促进新能源的利用；同时可作为提高系统运行稳定性、调整频率、平抑负荷波动的技术手段。上海电网处于华东电网的末端，负荷密集，峰谷差大，供电可靠性要求高，储能系统已成为电网调峰的必要补充，市场需求主要来自上海市落地储能电站，高可靠性供电需求以及新能源接入三部分。发展大规模储能技术将成为上海发展智能电网，构建智慧城市的一项影响全局，关乎长远的重大举措。
总体目标：立足技术可靠性、规模化、经济性三个方面，重点发展以锂离子蓄电池、新型铅酸电池、钠硫电池和超级电容器为代表的大规模化学储能技术，利用电池产业生态链，重点突破电池储能系统优化设计、系统集成和并网可靠性接入三大关键科学问题，通过较大规模的工程示范和运营维护，从技术可靠性和经济性两个层面进行系统评价，在电动汽车市场的大力牵引下，随着电池成本的不断降低，不断完善本地储能政策和相关标准规范，力争“十三五”中期实现储能产业在上海的率先规模化应用。
项目实施后的功能描述
储能技术是电力系统、能源结构优化以及电能生产消费变革的重要支撑性技术。它可以对未来智能电网提供各种不可或缺的实际应用。目前储能技术已处在爆发性发展和革命性突破的前夜，通过对规模等级、技术成熟水平、经济效益、应用限制与环保等方面的研究和实施，以期形成如下功能：
（1）大电网：利用储能系统提供的快速响应容量，可以快速补偿系统中的不平衡功率，应该可以用最直接、最有效的方式提高电力系统稳定性。
（2）新能源接入：一是大幅度降低可再生能源发电的成本，使其可以和常规能源发电相比拟；二是尽可能多地消纳可再生能源发出的电力，最终实现全部消纳这些电力；三是提高电能源的利用效率。
（3）微网：提高系统稳定性，当分布式电源供电不足或与微网断开时，储能系统起到维持设备继续运行的功能
（4）电动汽车及轨道交通：形成完整V2G，V2H生态圈，能源滚动利用，资源优化配置，以极低的能量闲置和浪费换取更高的单位效益，智能交通和智能电网的良性循环。
（5）其它：形成完善的电池梯度利用网络，并与信息化网络关联，实现电池全生命周期有处可寻，有地可用，有史可查。
