与传统单一储能技术相比，混合储能组合了多种不同储能技术路线，能达到缩减系统成本或增加生命周期，提升系统效率和综合性能的效果，是目前电力系统储能领域的研究重点和发展方向。目前，我国混合储能项目运行情况如何？发展还面临哪些问题？如何科学设置各储能设备容量配比，实现整体效益最大化？

日前，国家能源局正式发布《新型储能试点示范项目名单》，共56个项目成功入选，其中包括山东省利津县795MW/1600MWh、山西省朔州市平鲁区100MW/200MWh、新疆维吾尔自治区哈密市伊州区256.5MW/1000MWh在内的混合储能项目7个。入选的混合储能项目之多也成为此次新型储能试点示范的一大亮点。

示范的意义是为了引领行业。与传统单一储能技术相比，混合储能组合了多种不同储能技术路线，充分利用各自优势，弥补单一储能的技术缺陷，以缩减整个系统成本或增加生命周期，提升系统效率和综合性能，是目前电力系统储能领域的研究重点和发展方向。目前，我国混合储能项目运行情况如何？发展还面临哪些问题？如何科学设置各储能设备容量配比，实现整体效益最大化？《中国能源报》记者就此进行了采访。

取长补短，恰逢其时

综合效应明显

从实际运行情况来看，混合储能表现如何？

2020年7月，依托老千山风场，山西省电力公司电力科学研究院率先在国内实现了混合储能技术（飞轮+锂电）应用于新能源一次调频的并网试验，验证了多种储能装置平抑风功率波动的可行性，为能量型+功率型混合储能技术大规模部署提供了理论基础和实践经验。

“试验非常成功，功率性能指标达到了我们的预期效果。”国网山西电科院新能源所所长郭强向《中国能源报》记者介绍，单一储能系统性能指标也能满足电网需求，当初提出混合储能是基于储能系统性价比的考虑。由于电网一次调频具有高频次特性，单一锂电储能为保证安全运行，电芯更换频率高，成本高昂。而电网一次调频的随机性，适合高频次充放电但容量低的飞轮、超级电容储能系统，为保证概率发生较低的大功率、长时间的一次调频性能，配备功率更高，容量更大的储能系统大大增加了项目投资成本。混合储能让高频次调频由高频次储能（飞轮）完成，概率较低的大功率、长时间的一次调频需求超出了高频次储能的功率和容量时，由长时储能（锂电）在功率和容量上进行补充。这样可以最大程度减少锂电装置的动作次数,提高整体系统使用寿命,降低事故（着火、爆炸）概率。同时，还能解决飞轮储能高成本问题，提高储能装置的经济性。

“打个比方，混合储能就像合唱团有高音部和低音部，高音部唱高调，频率高、幅度小；低音部频次低，幅度大。”中国能源建设集团新疆电力设计院副总工程师林雪峰告诉《中国能源报》记者，新疆锂电储能项目年调用充放电次数约为200次，10年2000次，而锂电使用寿命达8—10年，循环寿命5000次。这就意味着，会有3000次循环充放电的闲置和浪费。

若采用铅碳电池或钠离子电池，又不足以支撑项目10年的充放电调用。混合配置储能，频繁充电部分由锂电池承担，不太频繁部分交给钠离子、铅碳电池电池。这样的话，既可以满足应用需求，又避免浪费，降低投资。”

还存在着难题

从实际运行情况来看，混合储能表现如何？

2020年7月，依托老千山风场，山西省电力公司电力科学研究院率先在国内实现了混合储能技术（飞轮+锂电）应用于新能源一次调频的并网试验，验证了多种储能装置平抑风功率波动的可行性，为能量型+功率型混合储能技术大规模部署提供了理论基础和实践经验。

“试验非常成功，功率性能指标达到了我们的预期效果。”国网山西电科院新能源所所长郭强向《中国能源报》记者介绍，单一储能系统性能指标也能满足电网需求，当初提出混合储能是基于储能系统性价比的考虑。由于电网一次调频具有高频次特性，单一锂电储能为保证安全运行，电芯更换频率高，成本高昂。而电网一次调频的随机性，适合高频次充放电但容量低的飞轮、超级电容储能系统，为保证概率发生较低的大功率、长时间的一次调频性能，配备功率更高，容量更大的储能系统大大增加了项目投资成本。混合储能让高频次调频由高频次储能（飞轮）完成，概率较低的大功率、长时间的一次调频需求超出了高频次储能的功率和容量时，由长时储能（锂电）在功率和容量上进行补充。这样可以最大程度减少锂电装置的动作次数,提高整体系统使用寿命,降低事故（着火、爆炸）概率。同时，还能解决飞轮储能高成本问题，提高储能装置的经济性。

“打个比方，混合储能就像合唱团有高音部和低音部，高音部唱高调，频率高、幅度小；低音部频次低，幅度大。”中国能源建设集团新疆电力设计院副总工程师林雪峰告诉《中国能源报》记者，新疆锂电储能项目年调用充放电次数约为200次，10年2000次，而锂电使用寿命达8—10年，循环寿命5000次。这就意味着，会有3000次循环充放电的闲置和浪费。

若采用铅碳电池或钠离子电池，又不足以支撑项目10年的充放电调用。混合配置储能，频繁充电部分由锂电池承担，不太频繁部分交给钠离子、铅碳电池电池。这样的话，既可以满足应用需求，又避免浪费，降低投资。”

配置要因地制宜

显然，混合储能不适用于所有情况。那么，哪些场景适合单一储能，哪些场景混合储能更优？郑华认为，单一类型的场景，更适合单一储能，比如一次调频场景、惯量支撑场景、调峰场景，等等；而多场景耦合更适合混合储能，比如一次/AGC调频+中长时调峰。随着辅助服务市场规则的完善和新型电力系统的建设，分时复用场景会越来越多，混合储能的应用会越来越广泛。

“在目前电网调频（包括一次调频和二次调频）、调峰等多种应用场景下，混合储能是一种性价比最高的模式。”郭强指出，混合储能系统的功率和容量配置应该一场一案，高频次储能的功率和容量要能覆盖当地85%以上的调频需求，才能保证不适用于高频次充放电储能的安全性。他强调，混合储能的提出主要是在满足电网需求和保证储能系统安全前提下，实现最优的经济性。不同特性的储能互补短板，不是为了混合而混合。

“电池混合利用不是将钠电池和锂电池简单地堆叠在一起，而是将钠电池和锂电池各自组成一个系统，两个系统由一套EMS进行管理，类比为两个拳击手共用一个大脑，该出重拳时出重拳，该出快拳时出快拳。”林雪峰进一步指出，每个场站充放电形式不一，没办法简单划定某个容量配置最优。要根据不同工作模式，将储能特性、价格、电池老化衰减等因素统统考虑进去，做模拟仿真计算，找到最佳配比，既满足负载性能需求又不浪费资源，让性价比最大化。

要想混合储能发挥出“1+1>2”的效果，模型预测控制将扮演愈发重要的角色。郑华表示，混合储能在控制策略、运维策略要根据具体应用场景进行优化，充分发挥各储能优势，避免其劣势，提升综合运营性能和降低综合运营成本是关键，而这需要注重数字化技术的加持和对运营技术的深刻理解。此外，混合储能在并网标准和调度运行方面还缺乏相关的标准、规则支撑，后续应加强相关示范与标准编制工作。