儲(chǔ)能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放的過程。其通過靈活的充放電控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能和用能在時(shí)間和空間的匹配，是靈活性的依仗。在《【研報(bào)】電氣設(shè)備行業(yè)儲(chǔ)能系列報(bào)告之一：各環(huán)節(jié)需求共振全球儲(chǔ)能爆發(fā)時(shí)點(diǎn)已至》顯示，根據(jù)能量存儲(chǔ)形式的不同，廣義儲(chǔ)能包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能三類。電儲(chǔ)能是最主要的儲(chǔ)能方式，按照存儲(chǔ)原理的不同又分為電化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能兩種技術(shù)類型。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能是指各種二次電池儲(chǔ)能，主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池和鈉硫電池等；機(jī)械儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能等。
儲(chǔ)能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備。能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段；儲(chǔ)能能夠顯著提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平，支撐分布式電力及微網(wǎng)，是推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替的關(guān)鍵技術(shù)；儲(chǔ)能能夠促進(jìn)能源生產(chǎn)消費(fèi)開放共享和靈活交易、實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)電力體制改革和促進(jìn)能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎(chǔ)。
在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)建設(shè)風(fēng)光大基地項(xiàng)目是發(fā)展集中式新能源的主要方式，同時(shí)通過配套建設(shè)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)新能源的高效利用，新能源基地的清潔電能可通過特高壓線路送至負(fù)荷終端，通過在源端配建儲(chǔ)能可提升新能源發(fā)電的電能質(zhì)量和線路的輸送效率。2021年11月，國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電、光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單的通知》，涉及19個(gè)省份，規(guī)?？傆?jì) 97.05GW；2021年12月，國(guó)家能源局再次下發(fā)《關(guān)于組織擬納入國(guó)家第二批以沙漠，戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目的通知》，加快風(fēng)光大基地項(xiàng)目的建設(shè)步伐。
沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)作為新能源建設(shè)的“主戰(zhàn)場(chǎng)”，其站址以青海、寧夏、內(nèi)蒙、甘肅、新疆、陜西等西北部地區(qū)為主，自然環(huán)境相對(duì)復(fù)雜惡劣，常常面臨著高海拔、低氣溫、強(qiáng)風(fēng)沙等特殊環(huán)境的影響，對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性也提出了特殊的要求。例如，青海地區(qū)的海拔普遍在3000米左右。隨著海拔高度的增高，空氣稀薄及氣壓下降，電器外絕緣體強(qiáng)度降低，外絕緣表面及不同電位的帶電間隙容易擊穿，同時(shí)對(duì)于以空氣作為滅弧介質(zhì)的開關(guān)電器，滅弧能力下降，導(dǎo)致通斷能力下降。因此，電氣設(shè)計(jì)和設(shè)備選型需考慮高海拔的因素影響。根據(jù)規(guī)程規(guī)范要求，海拔高于1000米但小于4000米時(shí)，海拔每升高100米，其外絕緣強(qiáng)度約降低1%。
因此，一般需加強(qiáng)絕緣或采取高原型電器設(shè)備。同時(shí)，電氣設(shè)備的安全凈距也需根據(jù)海拔高度進(jìn)行修正。例如，在海拔1000米以下時(shí)，35kV戶外配電裝置相間及相對(duì)地的最小安全凈距為400mm；海拔在2000米時(shí)相間及相對(duì)地的最小安全凈距需修正為440mm；海拔在3000米時(shí)相間及相對(duì)地的最小安全凈距需修正為470mm。內(nèi)蒙、新疆、青海等嚴(yán)寒地區(qū)冬季最低溫度通常在-20℃以下，極端低溫可到-40℃左右。眾所周知，磷酸鐵鋰電池的低溫性能較差，在低溫時(shí)電池的活性下降，鋰的嵌入和脫出能力下降，電池的可用容量減少。以某款電池為例，運(yùn)行溫度25℃時(shí)容量保持率在100%，0℃時(shí)容量保持率約為80%，-20℃時(shí)容量保持率只有55%左右。運(yùn)行環(huán)境溫度對(duì)儲(chǔ)能電池的可用容量有很大的影響，為保證儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效利用，一般維持電能存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度在15-25℃左右，在低溫環(huán)境下，一般通過對(duì)電池艙采取保溫隔熱措施、配置加熱器等措施保證儲(chǔ)能設(shè)備的安全高效運(yùn)行。
在沙漠等地區(qū)，儲(chǔ)能電站設(shè)備通常還面臨風(fēng)沙的侵襲，由于儲(chǔ)能系統(tǒng)一般采用艙體或柜體型式的戶外集成布置方案，電池艙、儲(chǔ)能變流器變壓器成套設(shè)備等戶外設(shè)備的進(jìn)出風(fēng)口在強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下，若設(shè)備防護(hù)等級(jí)不滿足要求，細(xì)微沙塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，可能會(huì)導(dǎo)致電氣絕緣性能會(huì)下降，開關(guān)設(shè)備觸頭接觸不良，二次設(shè)備故障，另外沙塵的沉降累積甚至?xí)斐呻姎舛搪返葒?yán)重故障，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。因此，戶外設(shè)備的整體防護(hù)設(shè)計(jì)需充分考慮風(fēng)沙的影響因素，如采用做好封堵、連接處設(shè)置密封膠、進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置防沙棉、合理設(shè)置風(fēng)道進(jìn)出風(fēng)方向等措施。同時(shí)在安裝和檢修過程中，做好防塵措施，減少門窗的開啟頻次，避免沙塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，特別是非步入式儲(chǔ)能設(shè)備，需要考慮艙外安裝調(diào)試和檢修的防風(fēng)沙措施。
濕度、溫度、污穢、海拔、粉塵等環(huán)境條件對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備壽命周期內(nèi)能否安全可靠運(yùn)行影響重大，特別是對(duì)安全的影響應(yīng)成為重點(diǎn)，儲(chǔ)能設(shè)備選型需提前了解項(xiàng)目所在地的各類自然條件并提出設(shè)計(jì)指標(biāo)值，如海拔高度、年極端最低溫度、沙塵暴天數(shù)等，在設(shè)備生產(chǎn)時(shí)考慮各類影響因素，并對(duì)后期運(yùn)維的環(huán)境適應(yīng)性提出指導(dǎo)性措施。
