中国电力科学研究院技术战略研究中心副主任赵强发表了名为《低惯量电力系统储能应用探究》的主题演讲。

赵强：这些年新能源的大规模接入对电网造成了很多影响，这是我近期做的一些工作，和大家探讨一下。

双碳目标将导致未来电力系统电源结构的变化，我在很多新闻中看到报道，由于新能源的接入挤占了传统火电的空间，导致系统转动惯量下降，实际上很多人对惯量的物理意义缺乏基本的认识。

我们看一个物体，假如说是直线运动，惯量是什么？惯量就是质量M，那是它固有的特性，如果一个物体是旋转运动，那它的转动惯量取决于这个机组的质量和它的半径，所以一台发电机组投产了，他的转动惯量就不会改变了，电网增加再多的新能源，也不会导致电网转动惯量下降，除非说你增加新能源的同时，强制要求火电退役，否则全网的转动惯量是不会下降的。所以不能简单说新能源增加就导致转动惯量下降，因为转动惯量是旋转刚体，其大小是由质量和半径决定的。

我自己做了一个统计，对1950年一直到2060年电网惯性时间常数做了预估，不见得完全准确，但可以看出趋势变化。从2010年左右往后，电网惯性时间常数越来越低，预计到2060年，大概到3左右。实际上，欧洲电网惯性时间常数的下降远远早于我们，1996-2016年，欧洲电网惯性时间常数从8s下降至6.6s，丹麦从8s直接下降到3.2s，这也将是未来我国电网的趋势，但应该是到2050年，2060年才能出现。

低的惯性时间常数会导致什么情况呢？我预估了一个时间点，就是2040年，2040年之前我个人判断主要是新能源消纳问题，主要矛盾是中短时间尺度电力平衡，2040年之后挑战就比较多了，既有新能源消纳+电力保供+频率稳定，主要矛盾是中短时间尺度电力平衡和长周期电量平衡。2040年是我个人预判的时间，主要是按照中电联统计数据，按火电厂寿命30-35年，从2035年开始国内火电厂将会大量的退役，当然肯定有部分的火电有延寿。

那么储能的作用是什么？储能可以实现不同时间尺度电力电量平衡，下面是我做的算例：

1、储能能提高新能源的消纳。

2、不同地区效果不同。西北新能源比较多，华东地区没有多少新能源，配储能肯定是不同地区有不同地区的特点。

3、我看网上还有很多的声音，觉得这个储能的利用率太低了，目前只有12%左右，我谈一点我个人的认识，储能不创造能量，只是一个媒介，如果是光伏或者是风电我认为利用率越高越好，因为创造新的能量和价值，而储能是搬移的手段，如果目前一个地区一个电网你的储能的利用率达到50%，那我只能说明你这个地区，你这个电网的规划设计是有问题的，先天是不合理的。你需要50%的时间利用这个储能，那储能坏了你怎么办？这一块就不能保障供电安全了？单纯用这个利用率来表示储能的作用，我觉得值得商榷。

现在大家一直都在说，随着电网惯量的下降，出现功率缺额后频率初始下降频率增大，频率最大偏差增大，但实际上惯量大小是不影响频率稳态值的，这是系统专业的大佬人物安德森在1990年发表的一篇文献，可以看到最开始的时候，惯量低的系统最低频率更低，下降率也更陡，现在很多专家说转动惯量下降了怎么办？我们要给电网上虚拟惯量，我谈一下自己的个人看法。

1、是否应该缺什么补什么？未来高占比的新能源火电机组少，转动惯量少了，是否就应该缺什么补什么？你那个时候基本系统特性都变了，你能否换一个思路来解决问题？你用一个固有的思路缺什么补什么，缺转动惯量就必须补转动惯量么？

2、是否能补得上？可以算一算退役的火电机组转动惯量有多大，是天文数字级别的，你依靠虚拟惯量你能补上这个天文数字吗？

3、是否具有经济性？现在的火电厂具有的转动惯量是免费给大家的，机组设计出来发电必然需要一个大轴转动，大家从来没有为这个转动的大轴提供的旋转惯量付钱，这是免费的附加送给你的东西，现在附加送给你的大轴退役了，你说要花很多钱上虚拟惯量，这经济吗？

4、是否会导致新的问题？大量电力电子装置装了也许会导致新的振荡问题。实际上想解决频率问题很简单，依靠储能，平衡掉小部分不平衡功率，如果从工程上采用储能而不是虚拟惯量更合适，。

我做了一个简单的仿真，结论就是储能可以非常有效地提高系统的频率的最低点，系统惯性时间常数越小，作用越显著。

原标题：中国电力科学研究院技术战略研究中心赵强：低惯量电力系统储能应用探究