当前，我国正积极稳妥推进碳达峰碳中和，加快构建新型电力系统。储能作为支撑新能源大规模开发利用的重要手段，在辅助电网调峰调频、助力削峰填谷等方面的作用日益彰显，在整个电力系统中发挥重要作用。然而，储能产业的发展面临着成本高、安全风险大、利用率低等问题。大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术为解决储能产业发展面临的难点问题提供了解决方案。
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储能产业发展面临成本高、安全风险大等难题
成本偏高是储能产业发展面临的最大挑战。储能电站的成本主要由建设成本和运营成本两部分构成。建设成本包括设备成本、建筑成本、土地成本等，运营成本包括运维成本、人工成本、充电成本等。其中，设备成本中的电池成本和运营成本中的运维成本是大头。新能源产业的爆发式增长增加了原材料的供应压力，推高了电池价格。而电池成本占据了储能电站成本的一半以上，导致储能电站的建设成本攀升。同时，很多储能电站采用人工巡检和运维模式，相关的运维成本占储能电站总成本的30%以上。
安全问题是影响储能产业发展的又一个关键因素。近年来，全球发生多起储能电池爆炸起火事件。随着储能装机规模的扩大、电池单体数量的增加以及共享储能、云储能等新型储能形态的出现，储能产业面临的安全问题和挑战更多，安全管理水平需进一步提升。
目前，储能系统的整体利用程度偏低。根据中电联2022年发布的《新能源配储能运行情况调研报告》，我国电化学储能项目的平均等效利用系数为12.2%。其中，新能源配储能利用系数仅为6.1%，火电厂配储能利用系数为15.3%，电网侧储能利用系数为14.8%，用户侧储能利用系数为28.3%。
数字化、智能化是解决储能产业发展难题的重要手段
现有的储能系统本质上属于模拟系统，通过引入大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术，能够实现能量流与信息流的融合，为解决储能产业发展面临的难点问题提供解决方案。
利用数字技术可降低储能系统成本。通过建立电池的可重构网络，储能系统能够实现对电池的柔性和精细化控制，提升有效容量，延长循环寿命，大幅降低电池成本。依托云计算、区块链等数字技术，用户可随时、随地、按需使用集中式或分布式共享储能资源，按照使用需求支付服务费，共同分担储能设备的投资、安装、维护等方面成本，从而降低每个用户的相关费用支出和社会的整体资源投入。在运维方面，大数据、人工智能等数字技术可助力将传统的人工运维模式升级为智能运维模式。一旦发生故障，运维人员可第一时间通过线上操作完成故障电池模组的检测和单独隔离，无须人工巡检或系统全部停机，降低运维成本。
利用数字技术可提高储能系统安全防护水平。数字化的储能系统可以通过电池的可控并联来降低热损耗，通过电芯间的动态重组来防止热堆积，降低电池故障发生概率；一旦发生故障，通过控制可重构电池网络开关的通断实现电池的毫秒级拓扑重构和微秒级故障精准隔离，避免电池出现热失控，提升储能系统的安全水平。建设数据采集系统，准确采集电池的电压、电流、电阻等数据和电站的运行数据，可增强储能系统的感知能力。建设电池管理系统，存储、处理和分析电池数据，并结合人工智能技术评估电池的健康状态、一致性状态、荷电状态以及剩余寿命等情况，在此基础上开展电站和设备的状态分析、预警，可有效提升安全防护水平。
利用数字技术可提升储能系统整体利用效率。2014年，清华大学能源互联网创新研究院能源战略与运筹研究中心提出了“云储能”的概念。2018年，国网青海省电力公司提出了“共享储能”的概念。目前，相关模式已在多个地区推广应用。区块链等数字技术是支撑“共享储能”“云储能”等新模式的底层技术，可将零散的储能资源整合在一起，实现储能资源的跨时空共享、复用，助力盘活闲散的储能资源，提升储能设备的利用率。
数据采集系统和电池管理系统可高效采集数据，增强数据的存储、计算、分析能力，实现智能诊断等功能。以物联网、区块链等为“技术底座”，借助“云-边-端”物联网架构建设储能云平台，可实现储能系统的大规模协同管理，提升响应速度，确保储能系统处于最佳运行状态。同时，依托数字技术可优化储能电站散热管理、功率分配等功能，降低储能电站的自身能耗和电能的二次损耗，提升运行效率。
加快推进储能产业数字化、智能化发展需多方协作
我国储能产业目前的数字化、智能化整体水平还比较低。加快推进储能产业数字化、智能化发展，需要多方协作、共同发力。
在理论层面，学术界需加强储能产业数字化、智能化相关基础理论研究和机理分析，针对电池基础数据采集精度提升、信息能量同频处理、数字化储能交易机制与运营模式等问题开展攻关。
在政策层面，政府部门需出台针对性更强、更加细化的鼓励政策，以示范项目、优惠政策等方式支持储能产业数字化、智能化发展。积极推广数字化储能电站、智能运维、“共享储能”、“云储能”等新模式。
在市场层面，相关企业需积极探索各类数字技术在储能领域的应用场景，解决数据不联通、标准不统一导致的“信息孤岛”等问题，建设具备多种功能的数字化储能管理平台，打造智能化、全场景、体系化的服务，为各类用户提供“一站式”定制服务。
（作者单位：国网能源研究院有限公司）
