储能产业的应用范围非常广泛，可以划分为三种类型：电源侧、电网侧和用户侧。在电源侧，有许多不同的需求场景，如新能源并网，电力调峰，系统调频等；电网侧储能的应用，主要是为了缓解电网拥堵，延缓输配电系统的扩建和改造；客户侧的能量存储可以应用于自用、峰谷电价套利、容量费用管理以及提升供电可靠性等方面。但是，在现实生活中，能量存储的具体应用并非仅限于一种情况，例如，能量输出平滑、出力跟踪等，可以同时用于源、网、用三方。从下表可以看出，伴随着可再生能源配置储能政策的实施，在2020年，可再生能源并网侧储能的新增比重在这一年有了很大的提高，其比重超过了40%。据 BNEF预计，在“十四五”时期，我国的电力系统中，新能源并网型和自主型的电力系统将在未来的发展中占主导地位。
在电力系统中，储能系统的应用包括：新能源并网、电力调峰、辅助动态运行、电网调频等。在现行政策框架下，电源侧储能电站的收益点主要为“削峰填谷”产生的额外收益、“跟踪发电计划规避考核”等。未来，在允许可再生能源+储能参与电力辅助服务市场，且在明确了调峰补偿后，电源侧储能还可获得参与电力辅助服务市场所获取的收益和深度调峰收益。
储能系统与可再生能源可以形成一个完整的系统，对风电和光伏出力的波动进行平滑，实现可调节、可调度的输出，并对发电计划进行跟踪，以应对电网的考核，提高波动性电源的一次调频、基础无功支撑能力，降低电力系统中的备用机组容量，使风电、光伏等可再生能源对电网更加友好。通过在风电、光伏电站中配置储能器，根据电站出力预测及储能器充放电调度，保证新能源发电的有效消纳。当负荷较低的时候，储能系统可以将暂时不能消纳的弃风弃光电量存储起来，然后将其转移到其它时间点，再将其接入电网。在降低风能和光能消耗的同时，可提高风电和光伏发电的经济效益。
在实际的电网运行中，日负荷分布不均衡，日负荷分布不均衡，日负荷存在高峰和低谷。一般情况下，正午、夜间均有2个峰值，正午为高峰值，夜间为最低峰值。为维持电网的均衡，在用电高峰期，必须加大机组的出力，或限载，以满足用电需求；而当用电处于低谷时，则要降低发电机的出力，维持发电、输电和用电的平衡，使得电源的频率质量处于可接受的范围之内。这一动态调整发电功率，使其能够满足每日周期变化的需求，这就是调峰。
储能系统既可以充当电源，也可以充当负载的吸收器，对用电负荷进行削峰填谷，也就是发电厂在用电负荷的低谷时对储能电池进行充电，在用电负荷的峰值时将储存的电量释放出来，从而达到发电与用电的平衡。利用储能技术进行电网调峰，可以为电网提供短时间的尖峰负荷供应，并延迟新能源的建设。
动态运行是指火电机组不是一直工作在额定输出，而是要按照电网调度的要求来调节输出，以达到负荷与发电的实时平衡，包括启动、爬坡、非满发和关停4种运行状态。一般情况下，火力发电厂在全负荷工况下，以达到最大热效率。然而，在动态工况下，某些部件会发生蠕动，导致部件损坏，从而增大失效概率，降低部件的可靠性，从而增大部件的维修和更换成本，缩短部件的使用寿命。
辅助动态运行，主要是通过将储能系统与传统火电机组结合，根据调度的需要，对输出进行调节，使火电机组尽可能地工作在近于经济运行的条件下，从而提高火电机组的运行效率。将储能与常规机组相结合，可有效降低机组因动态运行而导致的机组寿命损失，降低机组的维修与更新成本，从而延迟或降低新机组对发电侧新机组的需求。
在电网中，频率是衡量电网电能质量的一项重要指标。在实际工作中，由于机组、负载等因素的影响，系统的频率不可能一直维持在一个参考值。频率的改变直接关系到电力系统和电力系统的安全、效率和使用寿命，所以频率调整非常重要。调频主要包括两种方式：一次调频和二次调频：一次调频指的是当系统的频率与标准值相距较远时，利用发电机组调速器的作用，按照系统固有的负载频率特征，对发电机组出力进行调整的方式；二次调频指的是移动机组的频率特性曲线，也就是改变机组调速系统的工作点，使机组的有功功率增大或减小，至于频率的调节。
当前，已经被商业应用的储能运行模式是，储能系统与发电机组联合参与电网二次调频。与火力发电设备相比，蓄能设备在充电和放电控制上有着明显的优势，其控制精度和响应速度都远高于火力发电设备。在电力系统二次调频过程中，由于爬坡率的限制，发电系统无法准确地跟随调频命令，利用储能系统的快速响应特性，实现对发电系统 AGC性能的本质提升，避免了调节倒置、调节偏差、调节延时等问题，提高了发电系统的 AGC补偿效益。
传输堵塞是指传输业务的需求超过了传输网络的实际传输容量。造成这一现象的根源在于各地区之间的电源与传输容量的不均衡。通常情况下，由于发生了一些突发事件或者进行了系统的维修，导致了短时间的堵塞。而长时间的堵塞往往具有结构性，其原因在于某一地区的电源结构和输电网络的扩张计划之间的不匹配。
在电网侧线路的上游设置储能装置，当线路出现拥堵时，可以将不能传输的电能储存到储能装置中，当线路负载低于其承载能力时，就可以将其释放出去。在公开竞争的电力市场中，若在发电成本较高的一侧安装储能装置，则可以利用储能装置在低谷时充电，在高峰时释放，有效地减少用电高峰时对其它装置的用电。
延迟输、配电设施扩建和更新
为解决因电力网络堵塞而导致的断电等问题，对已有的电力网络进行扩建是目前普遍采用的一种方法。但是，在新建或扩建输电网络时，往往面临着投资大、建设周期长、寿命短、对环境、对社会造成不利影响等问题。因此，对于电力网络中的网络堵塞，单纯依靠扩建、建设新的输配电设施，往往不能有效地解决。
在输配系统中，通过储能来提升其输配能力，进而延缓其建设进程，减少投资。相比于大规模的输、配电网，该技术具有建设周期短、对社会环境影响小等优点，其经济价值将得到进一步提升。
储能技术在用户端的应用场景主要有：提升自用水平、套利峰谷价差、容量成本管理、提升供电可靠性、改善供电质量等。在目前的电力市场环境下，峰谷价差所产生的节电效应是用户侧储能发电站的主要收入来源。在未来，随着分布式可再生能源+储能参与电力辅助服务市场机制，以及对需求响应价值进行补偿等政策的进一步完善，用户侧储能电站的收益还可以包含需求响应收益、延缓升级容量费用收益、参与电力辅助服务市场所获取的收益等。
以分布式光伏发电系统为例，在不设置蓄能装置的情况下，住户及工商业用户将白天不能消纳的电能纳入到电网中，再由电网补充电能，以满足其夜晚的用电量，这是住户及工商业用户常用的一种发电模式。如果在光伏系统上配置了储能，那么，家庭和工商业用户就可以提高自己的自用程度，直到实现日夜的用电需求都可以通过自己的光伏系统来满足。“分布式发电+储能”模式的发展，一方面是通过提升自用率，延迟或缓解电价上调所致的风险，另一方面也是避免“供不应求”造成的损失。比如，对于安装了光伏的家庭和工商业用户，考虑到太阳能电池是在白天发电，而用户通常是在午后或夜间用电比较多，因此，通过对储能进行配置，能够更好地利用自发电力，提升自发自用水平，降低用电成本。
在2021年7月，发改委下发《关于进一步完善分时电价机制的通知》，提出要将电网供需关系相对宽松、边际成本相对较低的时段作为“低谷”，并在此基础上，充分考虑新能源发电量的波动，推动新能源消纳，并结合“净负荷曲线”的变动特征，指导用户调节自己的负荷。据公开数据显示，到2021年年底，已经有24个省份出台了与分时电价有关的政策（8个省份正在征求意见中）。其中，峰谷电价比重超过3个省份，4个省份超过10个省份，广东省峰谷电价比重更是达到了4.17%，尖峰电价较高峰电价提高了25%，居全国之首。峰谷电价政策的推行，不仅可以改善市场的供求关系，还可以拓宽客户侧利用峰谷价差进行套利的空间。在峰谷电价下，工商业客户采用“在低价时对储能器进行充值，在高价时对储能器进行放电”的模式，将储能器的峰值电量转移到低谷，从而实现峰谷价差的“套利”。
与居民用户实行的是一元制电价相比，我国大多数地区对工商业用户实行的是两部制电价，也就是工商业用户的电费由基础电价和电度电价组成。其中，基本电价也被称为容量电价，它是根据电力用户的变压器容量（kV· A）和最大需量（kW）来计算的，它为每月固定的费用，而电度电价是以用户的实际用电量来计算的。
工商业用户可以通过储能系统，在用电的低谷期对其进行储存，在用电的高峰期对其进行放电，这样就可以减少用电的尖峰功率和最大用电的需求，使得其实际的用电功率曲线变得更光滑，同时也可以减少高峰时对其最大用电的需求，从而达到降低容量电价的目的。
在通信、精密电子和数据中心等工业领域，人们对电能质量提出了更高的要求。在电力系统中，负载侧的能量存储可以保证电力系统在短时间内发生故障时，仍能保证电力系统的电力品质，降低电压波动、频率波动、功率因数、谐波、秒级甚至分钟级的负载干扰等对电力系统的影响。利用储能改善电能质量而得到的收入，主要取决于电能质量不合格事件发生的次数和低质量的电力服务对用户造成的损失程度。同时，储能器的配置容量等指标也会对这一部分的收入产生影响。
原文始发于微信公众号（电力能源互联网）：源、网、用三方共赢：电源侧、电网侧和用户侧的储能应用全解析
