我国正在加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系，显著的特点就是推动新能源装机快速发展。但随着新能源装机规模的不断增加，其出力的随机波动性给电力系统的功率平衡带来了巨大的调峰压力，也成为制约高比例新能源消纳的主要因素;同时，由于新能源等电力电子设备的弱支撑性，高比例新能源电力系统的安全稳定也面临巨大的挑战。
　　本文结合新能源并网分布特点及其快速增长带来的调节需求，提出了增强电力系统调节能力配置储能的分析原则;结合特高压电网安全运行需求，分析了储能提升特高压电网安全性方面的作用，在受端电网内配置GW级(数百万千瓦)的电化学储能电站，参与电网频率安全控制，能有效应对功率不平衡量的冲击、减少系统频率跌落的幅度、改善频率恢复特性、保障系统的频率稳定性。综合分析表明，推动GW级电化学储能应用，构建更加灵活高效的电力系统，既能有效促进新能源健康发展和高效利用，也可有力保障含高比例新能源和高比例电力电子设备的电力系统的安全稳定运行。电化学储能在电力系统中的试点应用取得了大量经验，为下一步大规模应用奠定了良好的基础。
　　大力发展新能源、优化能源结构、实现清洁低碳发展，是推动我国能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系的要求，也是我国经济社会转型发展的需要。但随着新能源装机规模不断增加，其波动性和间歇性增加了电源侧调峰、调频压力，加之直流等非同步电源占比不断提升，导致维持系统频率稳定的转动惯量不足，系统稳定水平明显下降。如何提升电力系统灵活性，保障新能源高效消纳和电力系统的安全稳定运行，已经成为政府和社会各界关注的焦点。电化学储能作为一种调节速度快、布置灵活、建设周期短的调节资源日益受到人们的关注和重视[]。推动GW级电化学储能建设应用，构建更加灵活高效的电力系统，是保障“十四五”以及未来新能源健康发展和电力系统稳定运行的必然要求[]。本文所研究的大规模储能指的是技术上的电化学储能，所提及的储能电站指的工程上的电化学储能电站。

　　1 新能源健康发展和高效利用对储能的需求

　　1.1大规模新能源并网运行给电力系统运行带来的挑战
　　我国清洁能源资源与用电负荷呈逆向分布特点。我国西部、北部地区拥有80%以上陆地风能、60%以上太阳能和70%以上水能资源，而全国70%的负荷集中在中、东部地区，必须借助大电网，构建大市场，在全国范围内消纳新能源。截至2019年底，风电装机仍主要集中在“三北”地区，累计装机容量1.46亿千瓦，占全国风电装机的70%。河北、山西、内蒙古、江苏、山东、甘肃、宁夏、新疆等8个省区装机容量超过1000万千瓦。其中，内蒙古风电装机超过3000万千瓦，新疆、河北风电装机超过1500万千瓦。新能源在总装机中的占比约21%，已成为我国第二大电源。在一些地区已成为第一大电源，如甘肃、青海等省。按照2025年非化石能源占一次能源消费比重达到18%测算，2025年末风电和太阳能发电装机规模要较目前还要增长一倍以上，日内新增功率波动最大超过2亿千瓦，电力系统电力电量在空间和时间上的平衡难度大幅增加。规模化储能可为系统提供强大的调峰手段以及灵活、可靠、快速的频率调节和惯量支撑手段，有效降低新能源弃电率和系统频率越限和失稳风险。因此，要保持新能源的高效消纳和电力系统的稳定运行，配置一定比例的储能势在必行。

　　1.2储能配置需求分析
　　以提升系统调节能力为目标开展配置储能分析计算，应包括功率配置分析计算、能量配置分析计算、安全稳定校核和经济性评价等环节。电力系统配置储能的功率应选取满足累积概率要求的新能源受阻功率和负荷限电功率最大值;配置储能的能量应选取满足新能源利用率和负荷平抑量要求所需消减的单次充/放电电量最大值。电力系统配置储能分析计算应结合电力系统运行特性，充分考虑系统中新能源资源特性及常规电源、已建储能、需求响应资源等系统调节资源的调节能力。电力系统配置储能分析计算所需数据应包括时序数据和非时序数据。时序数据应包括开机方式、负荷、新能源发电功率、径流式水电功率等，时间分辨率不应小于60 min，数据长度不应小于1年;非时序数据应包括常规电源、已建储能、需求响应资源等系统调节资源的性能参数及规划的电源并网容量数据。考虑负荷适度增长，抽水蓄能和火电灵活性改造等因素，初步测算表明，到“十四五”末，需要建设20 GW以上电化学储能电站。

　　2 大电网安全稳定运行对储能的需求

　　2.1特高压电网过渡期面临的问题
　　我国一次能源与负荷呈逆向分布的客观现状以及风电大规模集中开发的方式，客观上需要长距离大功率输送才能把西部绿色的新能源送到中东部的负荷中心，特高压直流输电为解决这一矛盾提供了一种有效手段。经过几年的建设，目前在运特高压直流11条，设计输电容量9860万千瓦，单回最大输送容量1200万千瓦，相当于吉林、甘肃全省的用电负荷。随着大容量直流、高比例新能源的发展，我国电源、电网格局都发生了重大变化。以低惯量、弱支撑为特征的新能源机组在电网中的比例不断增加，跨区输送的大容量直流替代了受端电网的部分常规电源，导致电网中传统的同步发电机组占比逐渐降低，同步电网的惯量支撑和一次调频能力不断下降，频率的支撑和调节能力难以应对大容量直流闭锁造成的功率不平衡量冲击，造成频率跌落深度增大，频率恢复困难，系统安全稳定受到威胁。在跨大区交直流混联电网中，跨区直流的闭锁还可能引发大区间交流联络线上的大规模潮流转移，造成跨区同步互联电网之间的失稳和解列事故。2015年9月19日锦苏特高压直流发生双极闭锁，引起华东电网瞬时损失功率490万千瓦(设计容量720万千瓦)，当日负荷水平1.5亿千瓦，网内开机容量1.7亿千瓦，由于其他电源一次调频能力不足，导致系统频率最低跌至49.56 Hz，对电网运行带来严重影响。