风电、光伏发电等可再生能源飞速发展，电能储存的重要性不断上升，储能成为分布式能源系统中至关重要的一环。储能单元的存在使得原本只能“即发即用”的电、热能的灵活应用成为可能。目前，储能的应用场景主要分为热能储存（蓄冷和蓄热）和电能储存两部分。蓄冷和蓄热设施可以优化天然气分布式系统的运行并提高项目的经济效益，而电能储存则可以弥补分布式可再生能源的波动性和间歇性，保证系统的稳定输出。从储能介质来看，可以分为电池、氢、罐热、地热、冰热等。
    飞轮储能、超级电容、铿电池和液流电池等储电技术可以平滑分布式光伏发电的输出曲线，为系统的稳定运行提供支持。在光伏发电输出大于用户需求时，多余的电能量可以被储存。如果太阳能电池板停止工作，或出现尖峰负荷、供电不足、电网断电等情况，储存的电能可以被释放出来，满足用户的用电需求，提高分布式光伏发电的综合利用率。随着电动汽车的推广和能源互联网概念的兴起，将电动汽车纳入储能网络的技术也纷纷涌现。其中，动力电池厂商、汽车制造企业及高校已经展开相关研究，探索在分布式能源系统中利用废旧动力电池进行储能的技术可行性和经济效益。热储存是一种简单但基本的技术，该技术通常在建筑楼宇和工业过程中使用，一方面可以通过最优化供暖、通风和空调（HVAC）系统的方式来提高系统效率；另一方面，也可以避免高峰时段的电价溢价。
    此外，氢能源也逐渐成为储能和分布式能源领域的下一个创新点。作为可再生能源利用的大国，德国目前已经建成数十个“风电制氢”项目：通过电解水设备，利用电网无法消纳的风电生产氢气，随后将氢气按照适当比例混入当地的天然气管道，供附近用户使用。这种方式将庞大的天然气网络当做储能介质，进一步降低风电场的弃风率。2017年5月，国内首个风电制氢项目的制氢站也正式开工。在用户侧，电解水制氢可以与分布式光伏发电充分结合，利用电网无法消纳的电能生产氢气，整个过程中不排放任何污染物和温室气体。借助燃料电池、氢能源汽车等技术的推广，以氢气为核心的分布式能源网络也会迎来更大的发展空间。