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)量或災(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，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、波動性特點將會對其接入的配電網(wǎng)運行控制產(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)模化發(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。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，并可實現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)兩種不同運行模式。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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