分布式儲(chǔ)能是未來(lái)的風(fēng)口

分布式儲(chǔ)能在美國(guó)、歐洲、澳大利亞、日本等區(qū)域中應(yīng)用較為活躍，這些國(guó)家除了具有較高的終端用戶電價(jià)、合理的峰谷電價(jià)差等比較有利于儲(chǔ)能應(yīng)用的電價(jià)制度外，還紛紛出臺(tái)分布式儲(chǔ)能補(bǔ)貼或激勵(lì)政策，支持本地光儲(chǔ)混合系統(tǒng)或獨(dú)立戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展，以達(dá)到幫助用戶降低電價(jià)、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(chǔ)能？

分布式儲(chǔ)能指通過(guò)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(chǔ)起來(lái)，儲(chǔ)能的能量可以是電、熱、冷、勢(shì)能等。分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)負(fù)荷，吸收電力峰值，在電力供應(yīng)突然降低時(shí)注入電力，就地能源存儲(chǔ)可以緩解由可再生能源生產(chǎn)輸出所造成的電源波動(dòng)。

分式儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景？分布式儲(chǔ)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(chǔ)能裝置在負(fù)荷高峰時(shí)期放電，負(fù)荷低谷時(shí)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(shí)的經(jīng)濟(jì)損失，通過(guò)配置一定容量的儲(chǔ)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(dòng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，改善電能質(zhì)量。

③調(diào)頻：儲(chǔ)能系統(tǒng)尤其是電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的制約，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量比傳統(tǒng)調(diào)頻電源小，因此儲(chǔ)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(dòng)性特點(diǎn)將會(huì)對(duì)其接入的配電網(wǎng)運(yùn)行控制產(chǎn)生沖擊。儲(chǔ)能系統(tǒng)可平滑分布式風(fēng)光發(fā)電的有功功率波動(dòng)，減小對(duì)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(guó)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(guò)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)綎|部供負(fù)荷中心使用的方式來(lái)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(shì)，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(tái)區(qū)為例，2021年光伏發(fā)電1300萬(wàn)度，主要來(lái)自于2個(gè)村級(jí)光伏發(fā)電項(xiàng)目和7戶無(wú)勞動(dòng)能力的脫貧戶的個(gè)人分布式光伏用戶并網(wǎng)發(fā)電，其中個(gè)人分布式光伏所發(fā)電能就進(jìn)入到了變壓器所轄臺(tái)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(lái)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(shí)，電動(dòng)汽車數(shù)量的迅速增長(zhǎng)也增大了配電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)的波動(dòng)性和隨機(jī)性，加大了預(yù)測(cè)難度。

因此，采用傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的方法無(wú)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(wèn)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(tái)區(qū)配置儲(chǔ)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(shí)，就近配置儲(chǔ)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(chǔ)能是

未來(lái)能源發(fā)展的必要選擇

2019年2月，國(guó)家電網(wǎng)公司辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能健康有序發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，指出國(guó)網(wǎng)將積極支持服務(wù)儲(chǔ)能發(fā)展，有序開(kāi)展儲(chǔ)能投資建設(shè)業(yè)務(wù)，加強(qiáng)儲(chǔ)能和電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，推動(dòng)完善儲(chǔ)能政策機(jī)制等方針。分布式儲(chǔ)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(lái)能源發(fā)展的必要選擇。

1、新能源+儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)能源充分利用

一方面，新能源+儲(chǔ)能，提升能源穩(wěn)定度。我國(guó)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(dòng)性間、歇性、隨機(jī)性，與儲(chǔ)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(chǔ)能，增加能源轉(zhuǎn)換路徑。合理配置儲(chǔ)能電站，推進(jìn)儲(chǔ)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(chǔ)能是未來(lái)能源發(fā)展的必要配套

儲(chǔ)能是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(chǔ)能在未來(lái)電力系統(tǒng)中將是不可或缺的角色。儲(chǔ)能是理解未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，作為推動(dòng)未來(lái)能源發(fā)展的前瞻性技術(shù)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在新能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)、家庭儲(chǔ)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(chǎng)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(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景可分為發(fā)電側(cè)-電網(wǎng)側(cè)-用戶側(cè)三大場(chǎng)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(jià)套利、光伏+儲(chǔ)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(chǔ)能市場(chǎng)有待釋放

從發(fā)展現(xiàn)狀看，發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能主要應(yīng)用集中在火電儲(chǔ)能調(diào)頻及新能源電站配置儲(chǔ)能，其中在輔助服務(wù)調(diào)頻側(cè)，市場(chǎng)容量已接近飽和；電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能2018年呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，2019年兩次被國(guó)網(wǎng)叫停陷入僵局；在用戶側(cè)儲(chǔ)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(jià)，不存在峰谷價(jià)差，不需要儲(chǔ)能峰谷價(jià)差套利。未來(lái)隨著更靈活的電價(jià)改革和政策補(bǔ)貼，用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)有望釋放。

2、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能看配網(wǎng)

農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)的特點(diǎn)是覆蓋范圍廣，供電線路長(zhǎng)，供電區(qū)域相對(duì)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(tái)區(qū)目前存在以下問(wèn)題：

（1）臺(tái)區(qū)長(zhǎng)期過(guò)載：臺(tái)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(tái)區(qū)長(zhǎng)期過(guò)載，最大負(fù)載率超過(guò)130%，過(guò)載期間日均負(fù)載率超120%、日均過(guò)載時(shí)間超6小時(shí)。

（2）配變季節(jié)性長(zhǎng)時(shí)過(guò)載：部分臺(tái)區(qū)日常負(fù)荷已達(dá)到接近重過(guò)載的較高水平，度夏、度冬期間用戶集中用電導(dǎo)致配變長(zhǎng)時(shí)（4-6小時(shí)）過(guò)載，最大負(fù)載率小于130%，過(guò)載期間日均負(fù)載率接近120%，年均過(guò)載60-90天。

（3）配變季節(jié)性短時(shí)過(guò)載：部分臺(tái)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(shí)（1-2.5小時(shí)）過(guò)載，最大負(fù)載率小于120%，過(guò)載期間日均負(fù)載率在110%左右，年均過(guò)載20-30天左右。

（4）配電變壓器隨機(jī)性頻繁過(guò)載：大量農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)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(shí)期，用電激增易導(dǎo)致配電變壓器短時(shí)(1～2h)頻繁過(guò)載，嚴(yán)重時(shí)甚至可使配電變壓器最大負(fù)載率高達(dá)120%左右，過(guò)載時(shí)間隨機(jī)性較強(qiáng)，同時(shí)給后端用戶帶來(lái)低電壓隱患。

（5）用戶側(cè)低電壓：大量農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)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?jiǎn)栴}，且在負(fù)荷高峰時(shí)易誘發(fā)配變過(guò)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(tái)區(qū)電網(wǎng)中大規(guī)模接入，由于新能源出力波動(dòng)性以及不穩(wěn)定性，造成臺(tái)區(qū)配電網(wǎng)問(wèn)題更加顯著。

分布式儲(chǔ)能裝置一般安裝于臺(tái)區(qū)變壓器旁，便于分布式儲(chǔ)能裝置接至臺(tái)區(qū)變壓器低壓側(cè)同時(shí)將相關(guān)信息參數(shù)通過(guò)臺(tái)區(qū)融合終端上送至后臺(tái)。

3、新的應(yīng)用場(chǎng)景將釋放分布式儲(chǔ)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(duì)新型能源有強(qiáng)烈的需求；新能源汽車和電動(dòng)汽車充電樁的普及將改變我國(guó)城市的能源消費(fèi)模式，形成真正的能源互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)分布式儲(chǔ)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(chǔ)能的發(fā)展動(dòng)力

收益來(lái)源多元化是分布式儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵，通過(guò)商業(yè)模式的創(chuàng)新，可以為分布式儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。

1、廢舊動(dòng)力電池的梯級(jí)利用

當(dāng)動(dòng)力電池不能完全滿足電動(dòng)車車用需求時(shí)，可以應(yīng)用于其他場(chǎng)景，如低速電動(dòng)車電網(wǎng)儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)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(lái)汽車開(kāi)創(chuàng)了換電+車電分離模式，根據(jù)不同用戶出行場(chǎng)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(chǔ)能就可以平復(fù)發(fā)電波動(dòng)、存儲(chǔ)余電，改善發(fā)電質(zhì)量，基本解決消納問(wèn)題。“光儲(chǔ)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(guò)光伏發(fā)電后儲(chǔ)存電能，光伏、儲(chǔ)能和充電設(shè)施形成了一個(gè)微網(wǎng)，根據(jù)需求與公共電網(wǎng)智能互動(dòng)，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(chǔ)能+電動(dòng)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。（來(lái)源: 中歐碳中和）

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