调峰电源需要根据负荷变化情况跟随出力，来维持电力系统电压和频率的稳定。电网希望调峰负荷能够快速根据调度指令及时投入、切出系统，并根据指令快速改变其出力水平。传统调频电源作为旋转电源，由于惯性和控制精度问题，会出现延迟与偏调等情况，而且火电机组参与调频会降低其经济运行效率，并不是理想选择。储能技术在提高电网调频能力方面，可以减小因频繁切换而造成传统调频电源的损耗；在提升电网调峰能力方面，根据电源和负荷的变化情况，储能系统可以及时、可靠地响应调度指令，并根据指令改变其出力水平。电网领域迫切需要低成本、大容量储能技术解决调频调峰的问题，以提高其供电可靠性及电能质量。电网一次或二次调频的储能项目一般装机容量在1MW以上，充放电时间为1～15min，平均每天循环10～40次，响应时间在1min之内。用于调峰（三次调频）的储能项目，一般装机容量在10MW以上，充放电时间为1～4h，每天循环1～3次，响应时间要求不高，1h内投入即可。抽水蓄能、压缩空气储能可以满足上述调峰要求。目前建设的电网峰谷平衡储能项目主要以抽水储能为主。在“十二五”期间，我国抽水蓄能电站建设规模持续扩大，设计、施工和机组设备制造水平不断提升，已形成较为完备的规划、设计、建设和运行管理体系，相继建成了广州、十三陵、天荒坪、泰安、西龙池、惠州、响水涧、仙游等一批具有世界先进水平的抽水蓄能电站。到2014年底已建成27座抽水蓄能电站，投产容量为22.14GW，占全国电力总装机的1.6％。2015年11月，国内核准建设的单机容量最大、净水头最高、埋深最大的抽水蓄能电站——广东阳江抽水蓄能电站开始正式启动建设。

用于电网调峰的压缩空气储能，一般是在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在特定的空间存储，如报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井等，在电网负荷高峰期释放压缩空气来推动汽轮机发电。压缩空气储能系统是一种能够实现大容量和长时间存储电能的电力储能系统，在综合效益方面与抽水蓄能相近，缺点是必须找到合适的储蓄洞，需要燃气。德国于1978年建立的290MW发电厂将压缩空气存储在盐坑中，存储8h的压缩空气，足够使发电机全力运行2h，效率在77％，主要用于热备用和平滑负荷。美国于1991年建立的发电厂将压缩空气存储在地下450m的废盐矿中，可以为110MW的汽轮机连续提供26h的压缩空气。虽然抽水蓄能和压缩空气是大规模电网调峰的首选储能方式，但二者都严格受到地理条件的限制，推广范围有限。氢储能是另一种储能方式，可以应用于电网的发电、输电和配电端，用于调峰调频。储氢系统利用电解水技术得到氢气，将氢气存储于储氢装置中，再利用燃料电池技术将存储的能量回馈到电网，或将氢气通过管道输送，直接应用到氢气产业链中。欧洲有多个配合新能源接入使用的储氢系统的示范工程：德国在普伦茨劳市建立了风能-氢能混合动力发电厂；意大利在普利亚地区建设了39MW的储氢系统；法国在科西嘉岛建设了200kW的储氢系统提高了光伏发电利用率；挪威在西海岸建设了55kW的制氢和10kW的氢发电系统。(www.daowen.com)

相对抽水蓄能而言，电池储能的方式用于集中式大规模电网调峰，目前成本还是太高，但是电池储能技术比较适用于百千瓦至几十兆瓦级别的电网调频，其调频效果是水电机组的1.7倍，远好于火电机组。铅酸电池、液流电池、锂离子电池等都有典型的示范应用。2015年6月，东芝公司发布将在日本本州为东北电力公司提供40MW锂离子电池系统的计划。同月，NEC公司提出将为Amerigin提供60MW的锂电池系统用于调频。2014年锂离子电池在全球装机总量中位居第二，在中国市场锂离子电池的应用比例最高，超过70％。