储能是通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放出来的过程，是一种电网供需平衡技术。传统“刚性”电力系统电能“源—荷”瞬时动态平衡的法则越来越难以为继，未来电力系统必须具备足够的“柔性”以适应高比例可再生能源的新常态。
在这一转变过程中，储能因其具有将电能的生产和消费从时间和空间上分隔开来的能力，成为未来高比例可再生能源电力系统的关键支撑技术之一。
新能源在电力系统中的占比低于20%时，现有的调峰电厂（燃气、水力发电厂）可应付间歇性新能源供电波动；但大于这个比例时，就需要用到供需平衡技术，包括储能、需求侧管理、电网互联。
储能可很好地解决可再生能源引入的挑战，因此在新型电力系统中具有重要地位。
主要分为：热储能、电储能、氢储能三大类，其中电储能技术又可进一步划分为：1）电化学储能；2）电磁储能；3）机械储能。
1.电化学储能包括：锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池、液流电池。
2.电磁储能包括：超级电容、超导存储等。
3.机械能储能包括：抽水蓄能、固体重力储能，以及通过高速旋转的飞轮的动能储能的飞轮储能、压缩空气储能。
4.热储能包括：熔融盐储能和储冷。
电化学储能利用化学反应来存储能量，常见的有锂离子电池、铅蓄电池、钠硫电池和液流电池。这些技术在电力系统中广泛使用，因为它们具有较高的能量密度和快速响应能力。
1.锂电池
优势是能力密度高、污染低、转换效率高、循环寿命长，但随着原材料价格的飙升，影响成本下降，且稳定性不足、容易出现安全问题，需要专门的消防和温控公司进行监控维护，进一步增加了使用成本。目前磷酸铁锂的度电成本在0.31-0.3942之间。
2.钠离子电池
钠离子相对锂电池而言，更加稳定安全、摩尔导电率更高，成本更低（约30%），但缺点是能量密度低，长期稳定性不足。比较适宜大型集中储能电站用于日间调频。
3.液流电池
主要是钒液流电池，优点是长期稳定性高、安全，循环使用寿命高（可达12000-14000次）、充放电效率高、容量可增加、电解液可循环使用。缺点是能量密度很低、能量转换效率较低、放电时间长（最高可达8小时）。
以锂离子电池为代表的的电化学储能是新型储能中目前占比最高的储能技术。完整的电化学储能系统包括电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。
电磁储能是通过磁场来储存能量，例如超导磁储能系统。这类系统能提供非常快的功率响应，适用于需要瞬时高功率输出的场合。电磁储能包括超导磁储能、超级电容器。
1.超导磁储能
从超导体理论电阻为零，理论电流可以无限期地流动，而不发生损耗的性质出发，开发了超导体储能。
超导磁储能装置是利用超导材料制成的线圈，由电网经变流器供电励磁，在线圈中产生磁场而储存能量，在需要时可将此能量经逆变器进回电网或作其他用途。
储能装置的特性取决于使用的低温或高温超导体，前者通常由铜制成，更昂贵的则由银制成。为了提升储能效率，需要考虑冷却过程。超导体储能的优点是，利用它们可以进行局部放电，且能量密度可达到300到3000Wh/kg。
此外，其不仅可以在超导体电感线圈内无损耗地储存电能，还可以通过电力电子换流器与外部系统快速交换有功和无功功率，用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。
2.超级电容器
超级电容器由储能作用机制的不同可以分为：常规电容器（使用静电力）、电化学双层电容器（使用静电力）、伪电容和混合电容（使用电化学反应）
超级电容器的效率通常在85%到98%之间，目前有专家正在设计自放电的超级电容器，可以在一定程度上提高效率。一般超级电容器可以实现的能量密度大概在5到10 Wh/kg，能达到的功率约为10000W/kg。
机械能储能是指通过物理方式将能量以机械能的形式存储，在需要时再释放利用的技术。
其核心原理是将电能或其他形式的能量转化为机械势能或动能，具有规模大、效率高、寿命长等特点，适用于电网调峰、可再生能源消纳等领域。
机械能储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能以及固体重力储能。
1.抽水蓄能
抽水蓄能电站是目前工业上最常用的能量存储方式，主要使用两种构造原则：泵加涡轮的串联结构和水泵水轮机的使用。
抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库（上池）和一个建在电站下游的下池，机组能起到作为一般水轮机的发电的作用和作为水泵将下池的水抽到上池的作用。
在电力系统的低谷负荷时，抽水蓄能电站的机组作为水泵运行，在上池蓄水；在高峰负荷时，作为发电机组运行，利用上池的蓄水发电，送到电网。两个水池之间的高度差异一般在70到600米之间。通常，抽水蓄能电站的效率在70%到80%之间。
2.压缩空气储能
压缩空气的基本原理很简单，它是一种在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。
压缩空气储能有多种应用形式，例如压缩空气罐、盐矿中的洞穴或在多孔但气密性良好的岩层中储能。
3.飞轮储能
飞轮储能是通过加速转子（飞轮）至极高速度的方式，用以将能量以旋转动能的形式储存于系统中。
当释放能量时，根据能量守恒原理，飞轮的旋转速度会降低；而向系统中贮存能量时，飞轮的旋转速度则会相应地升高。
飞轮主要有两种形式：金属低速飞轮（速度：5000到10000转/分，储能密度5Wh/kg）和现代纤维复合材料高速飞轮（速度：10000转/分，储能密度100Wh/kg）。
4.固体重力储能
是一种利用物体高度变化来存储和释放能量的机械储能技术。其核心原理是通过电力提升重物（如混凝土块、金属块或水等），将电能转化为重力势能，在需要时，重物下降驱动发电机发电。
在一个热储能系统中，热能被储存在隔热容器的媒质中，以后需要时可以被转化回电能，也可直接利用而不再转化回电能,
热储能有许多不同的技术，可进一步分为显热储存和潜热储存等。
显热储存方式中，用于储热的介质可以是液态的水，热水可直接使用，也可用于房间的取暖等，运行中热水的温度是有变化的。
而潜热储存是通过相变材料来完成的，该相变材料即为储存热能的媒质。
熔融盐光热储能通过光伏发电加热和太阳能聚光集热加热，将能量转化为热能储存在熔融盐储热系统中。需要发电时在换热系统中将高温熔盐（主要是二元硝酸盐）与水进行换热，释放热量。
氢储能是一种通过电解水制氢并储存，在需要时通过燃料电池或燃烧发电的技术。
氢气能量密度140.4MJ/kg(39kWh/kg)，约为汽油、柴油、天然气的3倍。可长时间存储且可实现过程无污染，是少有的能够储存上百吉瓦时以上的能量储备。氢储能的环节包括主要包含电解制氢、储氢、燃料电池发电。
随着可再生能源成本下降和替代化石燃料的需求日益迫切，储能成为不可或缺的工具。不同的存储需求对应着不同的技术，从电池到飞轮再到盐罐，这些技术的探索与应用正在增强电网弹性，推动清洁能源转型的平稳进行。
来源:光储知识