分布式儲能在美國、歐洲、澳大利亞、日本等區(qū)域中應(yīng)用較為活躍，這些國家除了具有較高的終端用戶電價、合理的峰谷電價差等比較有利于儲能應(yīng)用的電價制度外，還紛紛出臺分布式儲能補(bǔ)貼或激勵政策，支持本地光儲混合系統(tǒng)或獨(dú)立戶用儲能系統(tǒng)的發(fā)展，以達(dá)到幫助用戶降低電價、提高可再生能源利用比例、提升電能質(zhì)量或?yàn)?zāi)備能力等目的。
01.什么是分布式儲能?
分布式儲能指通過綠色能源中的光伏，風(fēng)電或是電網(wǎng)中的電力將能量存儲起來，儲能的能量可以是電、熱、冷、勢能等。分布式儲能系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)負(fù)荷，吸收電力峰值，在電力供應(yīng)突然降低時注入電力，就地能源存儲可以緩解由可再生能源生產(chǎn)輸出所造成的電源波動。
分式儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用場景?分布式儲能系統(tǒng)接入位置靈活，目前多在中低壓配電網(wǎng)、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、用戶側(cè)應(yīng)用。
(1)削峰填谷：利用儲能裝置在負(fù)荷高峰時期放電，負(fù)荷低谷時期從電網(wǎng)充電，減少高峰負(fù)荷需求，節(jié)省用電費(fèi)用，從而達(dá)到改善負(fù)荷特性、參與系統(tǒng)調(diào)峰的目的。
(2)提高供電可靠性和電能質(zhì)量：為防止電力系統(tǒng)的重要用戶在電網(wǎng)故障或停電時的經(jīng)濟(jì)損失，通過配置一定容量的儲能系統(tǒng)作為應(yīng)急電源或不間斷電源，可有效提高供電可靠性。還可調(diào)整頻率與電壓，補(bǔ)償負(fù)荷波動，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，改善電能質(zhì)量。
(3)調(diào)頻：儲能系統(tǒng)尤其是電池儲能技術(shù)具備響應(yīng)速度快、雙向調(diào)節(jié)能力等優(yōu)點(diǎn)，比傳統(tǒng)的調(diào)頻手段更加高效。但由于儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的制約，電池儲能系統(tǒng)的容量比傳統(tǒng)調(diào)頻電源小，因此儲能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻一般是與傳統(tǒng)的調(diào)頻電源進(jìn)行組合使用。
(4)分布式可再生能源消納：分布式風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動性特點(diǎn)將會對其接入的配電網(wǎng)運(yùn)行控制產(chǎn)生沖擊。儲能系統(tǒng)可平滑分布式風(fēng)光發(fā)電的有功功率波動，減小對電網(wǎng)的沖擊，促進(jìn)電網(wǎng)接納高滲透率分布式可再生能源發(fā)電的能力。
構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)，就要持續(xù)提高能源使用比例。但是，由于我國負(fù)荷中心大多處于東部，而于能源中心大多處于西部，若僅靠將西部大型風(fēng)光發(fā)電基地發(fā)出的清潔電能通過遠(yuǎn)距離傳輸?shù)綎|部供負(fù)荷中心使用的方式來提升新能源的使用比例，既不經(jīng)濟(jì)，也不安全。
那么，就需要充分發(fā)揮本地區(qū)新能源的優(yōu)勢，建設(shè)分布式新能源發(fā)電裝置，提升本地區(qū)新能源的發(fā)電量。
以某區(qū)域的村鎮(zhèn)臺區(qū)為例，2021年光伏發(fā)電1300萬度，主要來自于2個村級光伏發(fā)電項(xiàng)目和7戶無勞動能力的脫貧戶的個人分布式光伏用戶并網(wǎng)發(fā)電，其中個人分布式光伏所發(fā)電能就進(jìn)入到了變壓器所轄臺區(qū)范圍的配電網(wǎng)。
在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中，火電是主要的電能來源，所以可調(diào)節(jié)火電出力去匹配用電負(fù)荷以保持電能的生產(chǎn)量和需求量的平衡，保障供電穩(wěn)定性。
在新型電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)中，由于大量分布式新能源發(fā)電裝置的接入，使得配網(wǎng)電源側(cè)出力變得不穩(wěn)定，喪失可控性。同時，電動汽車數(shù)量的迅速增長也增大了配電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)的波動性和隨機(jī)性，加大了預(yù)測難度。
因此，采用傳統(tǒng)“源隨荷動”的方法無法保持配電網(wǎng)中電能生產(chǎn)量和需求量的平衡，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也得不到保障。若該問題不得到解決，在保障電網(wǎng)供電穩(wěn)定性的前提下，就只能放棄大量新能源產(chǎn)出的寶貴電能。
所以，應(yīng)當(dāng)在高滲透分布式光伏接入的配網(wǎng)臺區(qū)配置儲能系統(tǒng)，提升配網(wǎng)新能源的消納能力，提升供電質(zhì)量，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時，就近配置儲能系統(tǒng)有助于新能源的就地消納，避免電能大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送產(chǎn)生的損耗。
02.分布式儲能是未來能源發(fā)展的必要選擇
2019年2月，國家電網(wǎng)公司辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)電化學(xué)儲能健康有序發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出國網(wǎng)將積極支持服務(wù)儲能發(fā)展，有序開展儲能投資建設(shè)業(yè)務(wù)，加強(qiáng)儲能和電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，推動完善儲能政策機(jī)制等方針。分布式儲能作為一種延緩高昂的基礎(chǔ)設(shè)施投資的非電網(wǎng)方案，是未來能源發(fā)展的必要選擇。
1、新能源+儲能，實(shí)現(xiàn)能源充分利用
一方面，新能源+儲能，提升能源穩(wěn)定度。我國政府承諾2030年左右碳排放達(dá)到峰值，煤電占比下降、新能源規(guī)?；l(fā)展;可再生能源發(fā)電具有波動性間、歇性、隨機(jī)性，與儲能結(jié)合才能擔(dān)當(dāng)能源供應(yīng)的主力。另一方面，新能源+儲能，增加能源轉(zhuǎn)換路徑。合理配置儲能電站，推進(jìn)儲能技術(shù)與新模式應(yīng)用示范，促進(jìn)多種能源互補(bǔ)互濟(jì)，實(shí)現(xiàn)能源的充分利用。
2、儲能是未來能源發(fā)展的必要配套
儲能是未來發(fā)展的必然趨勢，由于新能源規(guī)模化的接入電網(wǎng)、電力削峰填谷、參與調(diào)壓調(diào)頻、發(fā)展微電網(wǎng)等方面的需要，儲能在未來電力系統(tǒng)中將是不可或缺的角色。儲能是理解未來能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，作為推動未來能源發(fā)展的前瞻性技術(shù)，儲能產(chǎn)業(yè)在新能源并網(wǎng)、電動汽車、微電網(wǎng)、家庭儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)支撐服務(wù)等方面都將發(fā)揮巨大作用。
03.新的應(yīng)用場景將釋放分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿?/strong>
從電力系統(tǒng)角度看，分布式儲能的應(yīng)用場景可分為發(fā)電側(cè)-電網(wǎng)側(cè)-用戶側(cè)三大場景。發(fā)電側(cè)主要用于平滑新能源發(fā)電，平滑新能源輸出;電網(wǎng)側(cè)主要用于調(diào)峰調(diào)頻，削峰填谷，增加電網(wǎng)穩(wěn)定性;用戶側(cè)主要用于削峰填谷電價套利、光伏+儲能、通信基站備用電源、數(shù)據(jù)中心備用電源，以及構(gòu)建微電網(wǎng)等。
1、用戶側(cè)儲能市場有待釋放
從發(fā)展現(xiàn)狀看，發(fā)電側(cè)儲能主要應(yīng)用集中在火電儲能調(diào)頻及新能源電站配置儲能，其中在輔助服務(wù)調(diào)頻側(cè)，市場容量已接近飽和;電網(wǎng)側(cè)儲能2018年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，2019年兩次被國網(wǎng)叫停陷入僵局;在用戶側(cè)儲能方面，商業(yè)綜合體、CBD、大型酒店等商業(yè)用戶執(zhí)行固定的商業(yè)綜合電價，不存在峰谷價差，不需要儲能峰谷價差套利。未來隨著更靈活的電價改革和政策補(bǔ)貼，用戶側(cè)儲能市場有望釋放。
2、電網(wǎng)側(cè)儲能看配網(wǎng)
農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)的特點(diǎn)是覆蓋范圍廣，供電線路長，供電區(qū)域相對分散，負(fù)荷密度小且不平穩(wěn)，具有典型的晚間負(fù)荷大，白天負(fù)荷小的特點(diǎn)。配電臺區(qū)目前存在以下問題：
(1)臺區(qū)長期過載：臺區(qū)負(fù)荷隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展提升，但未實(shí)施同步改造，導(dǎo)致部分臺區(qū)長期過載，最大負(fù)載率超過130%，過載期間日均負(fù)載率超120%、日均過載時間超6小時。
(2)配變季節(jié)性長時過載：部分臺區(qū)日常負(fù)荷已達(dá)到接近重過載的較高水平，度夏、度冬期間用戶集中用電導(dǎo)致配變長時(4-6小時)過載，最大負(fù)載率小于130%，過載期間日均負(fù)載率接近120%，年均過載60-90天。
(3)配變季節(jié)性短時過載：部分臺區(qū)日常負(fù)荷水平不高，度夏、度冬期間用戶集中用電導(dǎo)致配變短時(1-2.5小時)過載，最大負(fù)載率小于120%，過載期間日均負(fù)載率在110%左右，年均過載20-30天左右。
(4)配電變壓器隨機(jī)性頻繁過載：大量農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)低壓線路( 或分支) 掛接隨機(jī)性大負(fù)荷用戶，在度夏、度冬、農(nóng)忙等時期，用電激增易導(dǎo)致配電變壓器短時 ( 1～2 h) 頻繁過載，嚴(yán)重時甚至可使配電變壓器最大負(fù)載率高達(dá)120%左右，過載時間隨機(jī)性較強(qiáng)，同時給后端用戶帶來低電壓隱患。
(5)用戶側(cè)低電壓：大量農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)存在低壓迂回供電情況，導(dǎo)致用戶側(cè)產(chǎn)生嚴(yán)重低電壓問題，且在負(fù)荷高峰時易誘發(fā)配變過載，影響用戶用電。
(6)新能源接入：光伏、風(fēng)電等可再生能源在低壓臺區(qū)電網(wǎng)中大規(guī)模接入，由于新能源出力波動性以及不穩(wěn)定性，造成臺區(qū)配電網(wǎng)問題更加顯著。
分布式儲能裝置一般安裝于臺區(qū)變壓器旁，便于分布式儲能裝置接至臺區(qū)變壓器低壓側(cè)同時將相關(guān)信息參數(shù)通過臺區(qū)融合終端上送至后臺。
3、新的應(yīng)用場景將釋放分布式儲能的潛力
新基建和分布式能源系統(tǒng)互相促進(jìn)。數(shù)據(jù)中心、5G基站的建設(shè)運(yùn)行，對新型能源有強(qiáng)烈的需求;新能源汽車和電動汽車充電樁的普及將改變我國城市的能源消費(fèi)模式，形成真正的能源互聯(lián)網(wǎng)，對分布式儲能設(shè)備產(chǎn)生新的需求。
04.商業(yè)模式創(chuàng)新是分布式儲能的發(fā)展動力
收益來源多元化是分布式儲能發(fā)展的關(guān)鍵，通過商業(yè)模式的創(chuàng)新，可以為分布式儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的動力。
1、廢舊動力電池的梯級利用
當(dāng)動力電池不能完全滿足電動車車用需求時，可以應(yīng)用于其他場景，如低速電動車電網(wǎng)儲能、家庭儲能、充電寶，繼續(xù)發(fā)揮其功能，做到資源利用的最大化。例如，蔚來汽車開創(chuàng)了換電+車電分離模式，根據(jù)不同用戶出行場景的用電需求，提供一鍵加電服務(wù)，電池所有權(quán)歸廠家，并進(jìn)行梯次利用。
2、構(gòu)建閉環(huán)可持續(xù)能源生態(tài)系統(tǒng)
可再生能源受天氣影響較大，但是配合分布式儲能就可以平復(fù)發(fā)電波動、存儲余電，改善發(fā)電質(zhì)量，基本解決消納問題。“光儲充”一體化充電站建設(shè)在新能源汽車充電站建設(shè)上的一次創(chuàng)新嘗試。充電站使用的是清潔能源供電，通過光伏發(fā)電后儲存電能，光伏、儲能和充電設(shè)施形成了一個微網(wǎng)，根據(jù)需求與公共電網(wǎng)智能互動，并可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)兩種不同運(yùn)行模式。例如，特斯拉已經(jīng)完成了“光伏+儲能+電動車”的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)布局，在打破傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施的壟斷，使微網(wǎng)和局域網(wǎng)成為可能。
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