用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的優(yōu)化配置研究

楊智誠(chéng) 郭國(guó)偉 劉鵬祥

摘要：受經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)等多種因素的限制，電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與用戶需求的增長(zhǎng)呈現(xiàn)不協(xié)調(diào)關(guān)系，使電網(wǎng)在進(jìn)行規(guī)?；瘮U(kuò)張與發(fā)展的進(jìn)程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，將以用戶側(cè)為研究基點(diǎn)，利用分布式儲(chǔ)能設(shè)備，使對(duì)應(yīng)負(fù)荷的特征曲線趨向平滑。文章以分布式儲(chǔ)能裝置的優(yōu)化作為研究目標(biāo)，對(duì)分布式儲(chǔ)能的前景進(jìn)行分析，研究了分布式儲(chǔ)能的結(jié)構(gòu)與配置容量，根據(jù)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)化特征，明晰適合用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能應(yīng)用的發(fā)展配置。

關(guān)鍵詞：用戶側(cè);分布式儲(chǔ)能;配置位置

基金項(xiàng)目：

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目

項(xiàng)目編號(hào)：030600KK52170106，科技編碼：GDKJXM20173241）

0引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能化電網(wǎng)與分布式能源得到了更加全面的普及，儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特征越來(lái)越突顯，并且實(shí)際應(yīng)用于電網(wǎng)中的發(fā)、輸、變等一系列環(huán)節(jié)中。但是儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用還具備較大的利用空間，需要不斷探索與深化二者之間的相互作用。研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的實(shí)用效能還需要參考市場(chǎng)的需求變化與電網(wǎng)運(yùn)行特質(zhì)，規(guī)劃出儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中科學(xué)高效的應(yīng)用方式。結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀可知，其不僅能夠作用于電網(wǎng)系統(tǒng)的改善，還能夠促進(jìn)新能源的并網(wǎng)能力，提升用戶的用電穩(wěn)定性，因此，更有必要將儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置進(jìn)行深層次的挖掘與優(yōu)化。

1分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用前景

分布式電能存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)位置，這一特性使其具備廣泛的應(yīng)用前景。想要提升電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要結(jié)合分布式儲(chǔ)能裝置，正確的配置能夠保證整體電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，提升負(fù)荷用電的質(zhì)量，改進(jìn)傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)效果，為未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展與建設(shè)提供內(nèi)在支撐力。傳統(tǒng)的大型儲(chǔ)能電站受制于周圍環(huán)境與地理位置的限制較大，而工程用地又屬于我國(guó)發(fā)展關(guān)鍵的基礎(chǔ)因素，因此，對(duì)環(huán)境要求小的分布式電能存儲(chǔ)裝置更容易被應(yīng)用于多種地理?xiàng)l件的電網(wǎng)系統(tǒng)位置中，以靈活的優(yōu)勢(shì)特征作用于配網(wǎng)、微網(wǎng)以及分布式電源側(cè)。其作用具體體現(xiàn)在以下條件中。

首先，分布式儲(chǔ)能可以削峰填谷，減少運(yùn)行損耗。隨著用電負(fù)荷的不斷增加，符合峰谷之間的差值也會(huì)不斷拉大，通過(guò)分布式儲(chǔ)能進(jìn)行削峰填谷，一方面可以提高負(fù)荷用電的發(fā)電量，推進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)工程的基礎(chǔ)建設(shè);另一方面，還可以降低由于用電負(fù)荷過(guò)大造成的電網(wǎng)損耗[1]。

其次，分布式儲(chǔ)能可以穩(wěn)定供電，降低損壞風(fēng)險(xiǎn)。用戶設(shè)施合理的儲(chǔ)能設(shè)施后，可以有效提升電源質(zhì)量穩(wěn)定性，如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)斷電的情況，依靠?jī)?chǔ)能作用依舊可以使設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行，通過(guò)降低停電風(fēng)險(xiǎn)，保障企業(yè)的運(yùn)行效益。

最后，分布式儲(chǔ)能更具節(jié)能效益，降低用電消費(fèi)?；谟脩粲秒娤M(fèi)考慮，尤其是執(zhí)行峰谷電價(jià)措施的用戶，利用存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)谷價(jià)電能進(jìn)行電力儲(chǔ)備，可以保證在用電量一樣的時(shí)候，節(jié)省掉部分高價(jià)電，通過(guò)節(jié)省電價(jià)差值，降低用戶運(yùn)行成本。

2分布式儲(chǔ)能體系與配置容量

2.1分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)體系

結(jié)合用戶側(cè)對(duì)于分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用，創(chuàng)建出了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下規(guī)模化的電力儲(chǔ)能應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

創(chuàng)建此系統(tǒng)的目的在于完成電力的儲(chǔ)能與運(yùn)營(yíng)，負(fù)責(zé)儲(chǔ)能的建設(shè)與管理運(yùn)行。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)中的調(diào)度支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)與信息通向總系統(tǒng)的交互。儲(chǔ)能交易與運(yùn)營(yíng)中心利用信息與管理系統(tǒng)將總體信息內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌，之后將收集到的信息做進(jìn)一步仿真實(shí)驗(yàn)及分析研究;利用儲(chǔ)能調(diào)度系統(tǒng)，完成局部與整體的協(xié)調(diào)性調(diào)整，通過(guò)相應(yīng)技術(shù)手段保障系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性，同時(shí)也完善的系統(tǒng)的融合功能[2]。

2.2分布式儲(chǔ)能配置容量

出于對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究，需要參照用電負(fù)荷進(jìn)行具體的產(chǎn)業(yè)分析。其中第二產(chǎn)業(yè)的實(shí)際用電量較大，但其負(fù)荷運(yùn)行特征屬于平穩(wěn)型，用電負(fù)荷變化曲線并未出現(xiàn)明顯的峰谷差;但是居民用電負(fù)荷的特征表現(xiàn)在用電量小、負(fù)荷大，且由于負(fù)荷特性不夠平穩(wěn)，產(chǎn)生出的峰谷差值較大。負(fù)荷峰谷差值對(duì)于用電情況的影響主要在于居民用電的配網(wǎng)建設(shè)中，為了提高居民用電穩(wěn)定性，降低峰谷差值產(chǎn)生的用電費(fèi)用，就需要合理的提高電網(wǎng)設(shè)施的利用效能，制定科學(xué)的電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃。

3用戶的分布式儲(chǔ)能效益分析及商業(yè)模式

3.1電網(wǎng)效益分析

通常情況下，會(huì)通過(guò)增添電源設(shè)施來(lái)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的可靠性供電，其設(shè)定用電標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)供電可靠性達(dá)到99.99%時(shí)，要求用電線路一年內(nèi)出現(xiàn)的停電時(shí)間控制在8.76小時(shí)以內(nèi)。利用分布式儲(chǔ)能電站，能夠有效提高用戶側(cè)穩(wěn)定性供電，還能降低基礎(chǔ)電網(wǎng)投放成本。通過(guò)合理地對(duì)建造成本進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)了供電穩(wěn)定性與可靠性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)的收益[3]。

3.2電廠效益分析

電廠的實(shí)際發(fā)電量需要參考負(fù)荷需求，當(dāng)用電需求處于負(fù)荷低谷時(shí)，發(fā)電機(jī)組會(huì)將負(fù)荷水平位置在較低的程度上。參照發(fā)電機(jī)組10%的容量來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)配置，容量可提供3-4小時(shí)的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，利用與之對(duì)應(yīng)的指令使儲(chǔ)能系統(tǒng)執(zhí)行充電任務(wù)，提升10%左右的出力，以此提高發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性，降低發(fā)電機(jī)組的煤炭材料消耗量，節(jié)省電廠發(fā)電成本。

3.3用戶效益分析

向用戶側(cè)提供儲(chǔ)能設(shè)施時(shí)，應(yīng)以儲(chǔ)能交易與運(yùn)營(yíng)為任務(wù)平臺(tái)，在安裝儲(chǔ)能設(shè)施前需與工業(yè)用戶簽訂相關(guān)協(xié)議，保證供用電的合理性與合法性。通過(guò)異地分布式儲(chǔ)能設(shè)施向工業(yè)用戶提供電力，一方面可以保障工業(yè)用電用戶的經(jīng)濟(jì)成本不出現(xiàn)過(guò)多浪費(fèi)，另一方面可以保證居民用戶使用電力產(chǎn)生的峰谷差較小。分布式儲(chǔ)能設(shè)施都在痛點(diǎn)低谷時(shí)進(jìn)行電力儲(chǔ)備，在用電方高峰期使用儲(chǔ)備電力，充分利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的交互作用，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)經(jīng)濟(jì)效益的提高[4]。

3.4對(duì)電網(wǎng)的輔助服務(wù)商業(yè)模式

針對(duì)電網(wǎng)輔助服務(wù)，提供兩種商業(yè)模式。第一種是由建設(shè)到運(yùn)營(yíng)（移交）的模式。這種商業(yè)模式是通過(guò)儲(chǔ)能服務(wù)公司負(fù)責(zé)電力儲(chǔ)備的項(xiàng)目工程，之后通過(guò)電網(wǎng)公司按照成本計(jì)算來(lái)支付相應(yīng)的電力成本;第二種是總承包的模式，通過(guò)儲(chǔ)能服務(wù)公司獲取能源管理模式。將儲(chǔ)能服務(wù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益按合同比例進(jìn)行劃分，當(dāng)合同到期時(shí)，節(jié)能項(xiàng)目產(chǎn)生的效益與所有權(quán)歸屬于電網(wǎng)公司。

3.5對(duì)電廠的輔助服務(wù)商業(yè)模式

針對(duì)電廠輔助服務(wù)，提出兩種商業(yè)服務(wù)。第一種是總承包模式，該模式利用儲(chǔ)能服務(wù)公司的合同管理模式，將產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比例分成。儲(chǔ)能服務(wù)公司與發(fā)電企業(yè)共享節(jié)能減排所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、調(diào)頻考核節(jié)省的經(jīng)濟(jì)效益以及AGC考核節(jié)省的經(jīng)濟(jì)效益;第二種是總承包加托管的模式，該模式需要電廠投入一定的成本，通過(guò)儲(chǔ)能服務(wù)公司來(lái)開發(fā)建設(shè)相應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)施，同時(shí)負(fù)責(zé)客戶的運(yùn)營(yíng)委托，結(jié)束運(yùn)營(yíng)后將系統(tǒng)移交給客戶即可[5]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，分布式儲(chǔ)能能夠有效降低集中儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的損害，為用戶側(cè)提供分布式優(yōu)化儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，通過(guò)提升供電的穩(wěn)定性來(lái)提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，保證工業(yè)用戶與居民用戶的合理化用電。應(yīng)用于用戶側(cè)的分布式儲(chǔ)能設(shè)施可以為用電負(fù)荷創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的運(yùn)作條件，因此，對(duì)用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能配置進(jìn)行合理優(yōu)化是具有重要意義的。

參考文獻(xiàn)：

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