本书内容翔实丰富，覆盖了各类储能类型（包括机械式、热能式、电化学式、电能式、化学式）的发展历史、工作原理、功能及特点、技术应用、发展动态及趋势，介绍了具有发展潜力的新兴储热技术，兼顾理论和工程，力争反映国际储能领域科研和工程应用最z新进展。
国内大专院校设立“储能专业”时间不长，电力行业界对储能知识的认识也大多系统性、科学性不足。电力规划设计总院作为“能源智囊、国家智库”，为了推动储能在我国电力行业的科学、有序、健康发展，使储能充分发挥电力系统压力“减震器”和效益“倍增器”的赋能作用，助力我国碳达峰碳中和，特别是碳中和进程，组织编著了本书。
《国家发展改革委 国家能源局关于印发〈“十四五”新型储能发展实施方案〉的通知》（发改能源〔2022〕209 号）对新型储能发展提出了更高要求，到 2025 年，新型储能技术创新能力需显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟。基于此，特编写《电力系统新型储能技术》一书。
本书详细介绍了电力系统储能的基础知识、分类、发展历程、定位及作用、评价指标体系等知识，重点讲述了机械储能（包括经典和新型抽水蓄能、压缩空气储能、液态空气储能、飞轮储能、二氧化碳储能、重力储能等）、储热（包括显热储热、潜热储热、热化学吸附储热和热化学反应储热等）、电能储能（包括超导磁储能和超级电容器储能）、电化学储能（包括锂离子电池、液流电池、钠离子电池、高温钠硫电池、铅酸电池及其他前沿电池储能等）、化学储能（包括氢储能、碳氢燃料储能、氨储能）等各类储能的工作原理、关键技术、应用现状与前景。另外，还对电力储能构成及建模、技术与经济性比较、应用场景分析、可行性应用评估方法等进行了详细阐述。
本书可供能源电力行业主管部门、储能技术研究科研人员、电力行业工程技术人员学习参考，也可作为高等院校相关专业师生阅读使用的参考书。
《国家发展改革委 国家能源局关于印发〈“十四五”新型储能发展实施方案〉的通知》（发改能源〔2022〕209 号）对新型储能发展提出了更高要求，到 2025 年，新型储能技术创新能力需显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟。基于此，特编写《电力系统新型储能技术》一书。
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本书可供能源电力行业主管部门、储能技术研究科研人员、电力行业工程技术人员学习参考，也可作为高等院校相关专业师生阅读使用的参考书。
电力规划设计总院作为“能源智囊、国家智库”，为了推动储能在我国电力行业的科学、有序、健康发展，使储能充分发挥电力系统压力“减震器”和效益“倍增器”的赋能作用，助力我国碳达峰碳中和，特别是碳中和进程，组织编著了本书。
序言一
序言二
序言三
前言
1 绪论
01
1.1 储能概述
1.2 储能发展历程
1.2.1 自然储能与能源革命
1.2.2 电力系统储能
1.3 储能技术分类
1.3.1 按储能所存储能量形式或机理分类
1.3.2 按储能释能持续时间长短分类
1.3.3 其他分类法
1.4 储能在电力系统中的作用
1.4.1 大宗能源服务
1.4.2 辅助服务
1.4.3 输电网基础设施服务
1.4.4 配电网基础设施服务
1.4.5 用户侧能量管理服务
1.4.6 组合服务
1.5 储能技术发展现状及趋势
参考文献
2 储能基础知识
2.1 工程物理学基础
2.1.1 能量和功率
2.1.2 热力学第一定律与总能
2.1.3 热力学第二定律与熵
2.1.5
2.2 储能系统评价指标体系
2.3 储能常用术语及定义
2.3.1 储能电站（系统）及其类别
2.3.2 电力储能系统及装置
2.3.3 储能系统技术规范
2.3.4 储能系统运行及维护
参考文献
3 机械储能技术
3.1 抽水蓄能
3.1.1 概述
3.1.2 抽水蓄能电站工作原理
3.1.3 抽水蓄能电站与机组种类及特点
3.1.4 抽水蓄能功能及应用
3.1.5 抽水蓄能技术发展
3.2 压缩空气储能
3.2.1 概述
3.2.2 压缩空气储能工作原理及特点
3.2.3 压缩空气储能分类及特点
3.2.4 关键设备
3.2.5 压缩空气储能应用
3.2.6 压缩空气储能发展趋势
3.3 液态空气储能
3.3.1 概述
3.3.2 液态空气储能电站工作原理
3.3.3 液态空气储能电站特点
3.3.4 液态空气储能工程应用
3.3.5 液态空气储能技术发展趋势
3.4 飞轮储能
3.4.1 概述
3.4.2 飞轮储能工作原理
3.4.3 飞轮储能分类及特点
3.4.4 飞轮储能工程应用
3.4.5 飞轮储能技术发展趋势 146
3.5 二氧化碳储能
3.5.1 概述
3.5.2 二氧化碳储能工作原理 147
3.5.3 二氧化碳储能类别及特点 148
3.5.4 二氧化碳储能工程示范 155
3.5.5 二氧化碳储能技术发展趋势157
3.6 重力储能
3.6.1 概述
3.6.2 重力储能工作原理
3.6.3 重力储能主要技术类别及工程应用 159
3.6.4 重力储能技术发展趋势 167
参考文献
4 储热技术
176
4.1 概述
4.2 概念、分类及机理
4.2.1 热能与热量
4.2.2 储热系统
4.2.3 储热技术分类
4.2.4 储热技术机理
4.3 显热储热技术
4.3.1 概述
4.3.2 显热储热材料及选择
4.3.3 显热储热容器
4.4 潜热储热技术
4.4.1 概述
4.4.2 潜热储热材料（相变材料）及选择 201
4.4.3 相变材料复合与强化换热 211
4.4.4 潜热储/换热容器
4.5 热化学储热技术
4.5.1 概述
4.5.2 热化学吸附储热
4.5.3 热化学反应储热
4.6 储热技术应用
4.6.1 热能至电能方面的应用 228
4.6.2 电能至热能方面的应用 236
4.6.3 热能至热能方面的应用 239
4.6.4 热量至蒸汽方面的应用 240
4.7 储热技术发展
4.7.1 显热储热技术发展
4.7.2 潜热储热技术发展
4.7.3 热化学储热技术发展
4.7.4 复合储热及其他技术发展 249
参考文献
5 电能储能技术
254
5.1 超导磁储能
5.1.1 超导磁储能基本原理
5.1.2 超导磁储能技术特点
5.1.3 超导磁储能系统构成和关键技术 257
5.1.4 超导磁储能技术应用及展望 259
5.2 超级电容器储能
5.2.1 超级电容器基本原理
5.2.2 超级电容器技术特点
5.2.3 超级电容器技术应用现状及展望 266
参考文献
6 电化学储能技术
268
6.1 概述
6.2 锂离子电池
6.2.1 锂离子电池基本原理
6.2.2 锂离子电池技术特点
6.2.3 锂离子电池充放电特性及电池模型 272
6.2.4 锂离子电池储能系统集成 277
6.2.5 锂离子电池安全技术
6.2.6 锂离子电池应用现状及展望284
6.3 液流电池
6.3.1 液流电池基本原理
6.3.2 液流电池技术特
6.3.3 液流电池储能系统
6.3.4 液流电池应用现状及展望 289
6.4 钠离子电池
6.4.1 钠离子电池基本原理
6.4.2 钠离子电池技术特点
6.4.3 钠离子电池应用现状及展望291
6.5 高温钠硫电池
6.5.1 高温钠硫电池基本原理 292
6.5.2 高温钠硫电池技术特点 292
6.5.3 高温钠硫电池应用现状及展望293
6.6 铅酸电池
6.6.1 铅酸电池基本原理
6.6.2 铅酸电池技术特点
6.6.3 铅酸电池应用现状及展望
6.7 电化学储能技术展望
参考文献
7 化学储能技术
7.1 氢储能
7.1.1 概述
7.1.2 制氢环节
7.1.3 储氢环节
7.1.4 输氢环节
7.1.5 氢能发电环节
7.1.6 氢储能技术应用
7.1.7 氢储能技术发展趋势
7.2 碳氢燃料储能
7.2.1 基本原理、特点及分类 326
7.2.2 碳氢燃料储能应用
7.2.3 碳氢燃料储能技术发展趋势 328
7.3 氨储能
7.3.1 基本原理、特点及分类 328
7.3.2 氨储能应用
7.3.3 氨储能技术发展趋势 330
参考文献
8 储能技术应用
334
8.1 概述
8.2 电力储能在系统中的地位及作用 339
8.3 电力储能系统构成及建模
8.3.1 电力储能系统构成
8.3.2 电力储能系统建模
8.4 电力储能系统的技术与经济性比较 348
8.4.1 电力储能系统技术性能比较 348
8.4.2 电力储能系统经济性比较 353
8.5 储能在电力系统中的应用场景 364
8.5.1 概述
8.5.2 储能在电力系统中的应用分类 366
8.5.3 储能在电力系统中的应用场景分析 367
8.6 储能应用评估
8.6.1 概述
8.6.2 储能项目价值和可行性评估方法 391
参考文献
实现碳达峰、碳中和，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局做出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺，已纳入我国经济社会发展全局。构建新型电力系统，是规划建设新型能源体系的中心环节，是助力实现“双碳”目标的关键举措和必然要求，对于实现中国式现代化具有重要的战略意义。
储能，特别是新型储能，是一种应对能源电力供给与需求在时间、空间、形态、强度等维度上矛盾的颠覆性技术，是第三次工业革命的支柱，是全球能源电力绿色低碳转型的重要支撑。IEA（国际能源署）将各类新型储能（如新型抽水蓄能等机械储能、显热及高温潜热等储热、氢能/氨能等化学储能、锂离子电池/液流电池等电化学储能等）在净零排放中的重要性分别界定为高、非常高。可见，储能是新型电力系统的重要特征，是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备，是确保能源顺利转型、如期实现“双碳”目标的关键。
近年来，国家出台了系列文件，推动新型储能规模化应用。《国家发展改革委国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》（发改能源规〔2021〕1051号）指出，要将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力，支撑新型电力系统建设的重要举措，以政策环境为有力保障，以市场机制为根本依托，以技术革新为内生动力，加快构建多轮驱动良好局面，推动储能高质量发展。《国家发展改革委 国家能源局关于印发〈“十四五”新型储能发展实施方案〉的通知》（发改能源〔2022〕209 号）对新型储能发展提出了更高要求，到 2025 年，新型储能技术创新能力需显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟。
国内大专院校设立“储能专业”时间不长，电力行业界对储能知识的认识也大多系统性、科学性不足。电力规划设计总院作为“能源智囊、国家智库”，为了推动储能在我国电力行业的科学、有序、健康发展，使储能充分发挥电力系统压力“减震器”和效益“倍增器”的赋能作用，助力我国新型电力系统建设，组织撰写了《电力系统新型储能技术》。
国内常将除抽蓄以外的储能技术纳入新型范畴，但新旧是相对的，新中有旧（如大型压缩空气储能电站国外早于 1978 年已成功投运），旧中有新（近期国际上涌现出了如地质力抽蓄、自由位置抽蓄等新型抽蓄技术），故本书不排除任何储能技术，重点介绍与分析各种电力系统新型储能技术的最新进展、应用场景、技术经济性、工程应用评估等。本书具有以下 5 个特点：
（1）基础性。介绍了储能基本概念、技术分类、发展历程、工程物理学基础知识等，使读者可快速建立储能概念体系，了解储能基础知识。
（2）专业性。重点介绍了各种储能的技术原理、系统构成、技术特点、建模方法、功能及应用、技术与经济性、发展趋势等。
（3）全面性。一是技术类型全，包括机械式、热能式、电化学式、电能式、化学式等全部类型储能技术；二是技术包络广，每类储能技术类别齐全（如电化学储能介绍了铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、钠硫电池等），覆盖经典（如经典抽水蓄能、飞轮储能）、常用（如铅酸电池储能、锂离子电池储能）、新兴（如液态空气储能、二氧化碳储能、重力储能、新型抽水蓄能）多时间维度；三是知识全面系统，包括储能基础、技术及发展、工程应用场景、技术及经济性、工程评估等各方面。
（4）国际性。本书无论是储能术语及定义、技术与经济指标体系，还是工程应用场景及案例、工程应用评估，多是从国际视野来进行阐述分析，有助于技术人员的国际技术交流沟通及国际储能项目的拓展。
（5）灵活性。本书章节内容和逻辑环环相扣，且每章又自成一体，内容连贯，读者根据需要可从头到尾通篇阅读，也可选取相关章节选择性了解。
本书由杜忠明负责总体设计与审定。各章的具体分工为：第 1 章和第 2 章由杜忠明、张晋宾撰写；第 3 章由杜忠明、张晋宾、武震撰写；第 4 章由杜忠明、张晋宾撰写，第 5 章由杜忠明、张晋宾、王嘉珮撰写，第 6 章由杜忠明、王嘉珮、张晋宾撰写；第 7 章由杜忠明、武震、王嘉珮撰写；第 8 章由杜忠明、张晋宾撰写。全书由杜忠明、张晋宾统稿和审核。在本书编撰过程中，电力规划设计总院电力发展研究院王雪松，能源科技创新研究院的张涵、魏梓轩、张翼、邢文崇、张释中、缪怡宁等协助完成了部分章节的文字整理工作。
本书内容翔实丰富，兼顾理论和工程，力争反映国际储能领域科研和工程应用最新进展。本书适合能源电力行业主管部门、储能技术研究科研人员、电力行业工程人员阅读，也可供新能源科学与工程及相关专业的高校师生阅读。
需说明的是，由于电力系统新型储能技术仍处于快速发展之中，出于边界条件、概念内涵、测量手段、理解等的不尽完全相同，国内外不同机构的相关储能数据不尽一致，书中未对这些数据进行统一。限于作者水平，书中疏漏与不足之处在所难免，恳请读者批评指正。
