下一个风口 : 分布式储能?


分布式储能在美国、欧洲、澳大利亚、日本等区域中应用较为活跃,这些国家除了具有较高的终端用户电价、合理的峰谷电价差等比较有利于储能应用的电价制度外,还纷纷出台分布式储能补贴或激励政策,支持本地光储混合系统或独立户用储能系统的发展,以达到帮助用户降低电价、提高可再生能源利用比例、提升电能质量或灾备能力等目的。

Q

什么是分布式储能?


分布式储能指通过绿色能源中的光伏,风电或是电网中的电力将能量存储起来,储能的能量可以是电、热、冷、势能等。分布式储能系统通过调节负荷,吸收电力峰值,在电力供应突然降低时注入电力,就地能源存储可以缓解由可再生能源生产输出所造成的电源波动。


分式储能在电力系统的应用场景?


分布式储能系统接入位置灵活,目前多在中低压配电网、分布式发电及微电网、用户侧应用。

削峰填谷利用储能装置在负荷高峰时期放电,负荷低谷时期从电网充电,减少高峰负荷需求,节省用电费用,从而达到改善负荷特性、参与系统调峰的目的。

②提高供电可靠性和电能质量:为防止电力系统的重要用户在电网故障或停电时的经济损失,通过配置一定容量的储能系统作为应急电源或不间断电源,可有效提高供电可靠性。还可调整频率与电压,补偿负荷波动,提高系统运行稳定性,改善电能质量。

③调频:储能系统尤其是电池储能技术具备响应速度快、双向调节能力等优点,比传统的调频手段更加高效。但由于储能系统经济性的制约,电池储能系统的容量比传统调频电源小,因此储能系统参与系统调频一般是与传统的调频电源进行组合使用。

④分布式可再生能源消纳:分布式风电、光伏等可再生能源发电的随机性、波动性特点将会对其接入的配电网运行控制产生冲击。储能系统可平滑分布式风光发电的有功功率波动,减小对电网的冲击,促进电网接纳高渗透率分布式可再生能源发电的能力。

构建以新能源为主体新型电力系统,就要持续提高能源使用比例。但是,由于我国负荷中心大多处于东部,而于能源中心大多处于西部,若仅靠将西部大型风光发电基地发出的清洁电能通过远距离传输到东部供负荷中心使用的方式来提升新能源的使用比例,既不经济,也不安全。

那么,就需要充分发挥本地区新能源的优势,建设分布式新能源发电装置,提升本地区新能源的发电量。

以某区域的村镇台区为例,2021年光伏发电1300万度,主要来自于2个村级光伏发电项目和7户无劳动能力的脱贫户的个人分布式光伏用户并网发电,其中个人分布式光伏所发电能就进入到了变压器所辖台区范围的配电网。

在传统电力系统配电网中,火电是主要的电能来源,所以可调节火电出力去匹配用电负荷以保持电能的生产量和需求量的平衡,保障供电稳定性。

在新型电力系统的配电网中,由于大量分布式新能源发电装置的接入,使得配网电源侧出力变得不稳定,丧失可控性。同时,电动汽车数量的迅速增长也增大了配电网负荷侧的波动性和随机性,加大了预测难度。

因此,采用传统“源随荷动”的方法无法保持配电网中电能生产量和需求量的平衡,电网的稳定性也得不到保障。若该问题不得到解决,在保障电网供电稳定性的前提下,就只能放弃大量新能源产出的宝贵电能。

所以,应当在高渗透分布式光伏接入的配网台区配置储能系统,提升配网新能源的消纳能力,提升供电质量,保障电网稳定运行。同时,就近配置储能系统有助于新能源的就地消纳,避免电能大规模远距离输送产生的损耗。



分布式储能是未来能源发展的必要选择


2019年2月,国家电网公司办公厅印发《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》,指出国网将积极支持服务储能发展,有序开展储能投资建设业务,加强储能和电网统筹规划,推动完善储能政策机制等方针。分布式储能作为一种延缓高昂的基础设施投资的非电网方案,是未来能源发展的必要选择。


1、新能源+储能,实现能源充分利用

一方面,新能源+储能,提升能源稳定度。我国政府承诺2030年左右碳排放达到峰值,煤电占比下降、新能源规模化发展;可再生能源发电具有波动性间、歇性、随机性,与储能结合才能担当能源供应的主力。另一方面,新能源+储能,增加能源转换路径。合理配置储能电站,推进储能技术与新模式应用示范,促进多种能源互补互济,实现能源的充分利用。

2、储能是未来能源发展的必要配套

储能是未来发展的必然趋势,由于新能源规模化的接入电网、电力削峰填谷、参与调压调频、发展微电网等方面的需要,储能在未来电力系统中将是不可或缺的角色。储能是理解未来能源结构的关键,作为推动未来能源发展的前瞻性技术,储能产业在新能源并网、电动汽车、微电网、家庭储能系统、电网支撑服务等方面都将发挥巨大作用。


分布式能源产业的发展潜力


从电力系统角度看,分布式储能的应用场景可分为发电侧-电网侧-用户侧三大场景。发电侧主要用于平滑新能源发电,平滑新能源输出;电网侧主要用于调峰调频,削峰填谷,增加电网稳定性;用户侧主要用于削峰填谷电价套利、光伏+储能、通信基站备用电源、数据中心备用电源,以及构建微电网等。


1、用户侧储能市场有待释放

从发展现状看,发电侧储能主要应用集中在火电储能调频及新能源电站配置储能,其中在辅助服务调频侧,市场容量已接近饱和;电网侧储能2018年呈现爆发式增长,2019年两次被国网叫停陷入僵局;在用户侧储能方面,商业综合体、CBD、大型酒店等商业用户执行固定的商业综合电价,不存在峰谷价差,不需要储能峰谷价差套利。未来随着更灵活的电价改革和政策补贴,用户侧储能市场有望释放。

2、电网侧储能看配网

农网配电台区的特点是覆盖范围广,供电线路长,供电区域相对分散,负荷密度小且不平稳,具有典型的晚间负荷大,白天负荷小的特点。配电台区目前存在以下问题:

(1)台区长期过载:台区负荷随着经济发展提升,但未实施同步改造,导致部分台区长期过载,最大负载率超过130%,过载期间日均负载率超120%、日均过载时间超6小时。

(2)配变季节性长时过载:部分台区日常负荷已达到接近重过载的较高水平,度夏、度冬期间用户集中用电导致配变长时(4-6小时)过载,最大负载率小于130%,过载期间日均负载率接近120%,年均过载60-90天。

(3)配变季节性短时过载:部分台区日常负荷水平不高,度夏、度冬期间用户集中用电导致配变短时(1-2.5小时)过载,最大负载率小于120%,过载期间日均负载率在110%左右,年均过载20-30天左右。

(4)配电变压器随机性频繁过载:大量农网配电台区低压线路(或分支)挂接随机性大负荷用户,在度夏、度冬、农忙等时期,用电激增易导致配电变压器短时(1~2 h)频繁过载,严重时甚至可使配电变压器最大负载率高达120%左右,过载时间随机性较强,同时给后端用户带来低电压隐患。

(5)用户侧低电压:大量农网配电台区存在低压迂回供电情况,导致用户侧产生严重低电压问题,且在负荷高峰时易诱发配变过载,影响用户用电。

(6)新能源接入:光伏、风电等可再生能源在低压台区电网中大规模接入,由于新能源出力波动性以及不稳定性,造成台区配电网问题更加显著。

分布式储能装置一般安装于台区变压器旁,便于分布式储能装置接至台区变压器低压侧同时将相关信息参数通过台区融合终端上送至后台。


3、新的应用场景将释放分布式储能的潜力


新基建和分布式能源系统互相促进。数据中心、5G基站的建设运行,对新型能源有强烈的需求;新能源汽车和电动汽车充电桩的普及将改变我国城市的能源消费模式,形成真正的能源互联网,对分布式储能设备产生新的需求。



商业模式创新是分布式储能的发展动力

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收益来源多元化是分布式储能发展的关键,通过商业模式的创新,可以为分布式储能产业的发展注入新的动力。

1、废旧动力电池的梯级利用

当动力电池不能完全满足电动车车用需求时,可以应用于其他场景,如低速电动车电网储能、家庭储能、充电宝,继续发挥其功能,做到资源利用的最大化。例如,蔚来汽车开创了换电+车电分离模式,根据不同用户出行场景的用电需求,提供一键加电服务,电池所有权归厂家,并进行梯次利用。

2、构建闭环可持续能源生态系统

可再生能源受天气影响较大,但是配合分布式储能就可以平复发电波动、存储余电,改善发电质量,基本解决消纳问题。“光储充”一体化充电站建设在新能源汽车充电站建设上的一次创新尝试。充电站使用的是清洁能源供电,通过光伏发电后储存电能,光伏、储能和充电设施形成了一个微网,根据需求与公共电网智能互动,并可实现并网、离网两种不同运行模式。例如,特斯拉已经完成了“光伏+储能+电动车”的产业闭环布局,在打破传统能源基础设施的垄断,使微网和局域网成为可能。


来源:集帮储能


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