王 坤 李國豪 甘智勇 張 利

（國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院 天津 300384）

引言

儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展一直以來備受各國重視，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的程度決定著新能源的發(fā)展水平，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)重要性可見一斑。隨著光伏FIT下降、戶用光儲(chǔ)補(bǔ)貼、稅收投資抵免、能源智能網(wǎng)絡(luò)化管控等因素驅(qū)動(dòng)，全球主要儲(chǔ)能市場蓬勃發(fā)展，發(fā)展前景廣闊[1]。儲(chǔ)能作為新興產(chǎn)業(yè)，2007年之后一直保持較快增長。儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)為抽水蓄能為主，電化學(xué)儲(chǔ)能增長迅猛，各類儲(chǔ)能技術(shù)同步發(fā)展；電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能獨(dú)占鰲頭，用戶側(cè)與分布式儲(chǔ)能快速增長。中國儲(chǔ)能（除抽水蓄能外）產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初期階段，壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能、蓄熱儲(chǔ)能市場容量很小，且進(jìn)展緩慢；化學(xué)儲(chǔ)能增速加快，主要以鋰離子電池為主。隨著電力市場化改革的推進(jìn)，我國電力輔助服務(wù)市場建設(shè)正在提速。但是，儲(chǔ)能電站獨(dú)立參與調(diào)頻、調(diào)峰的項(xiàng)目國內(nèi)還比較少見，且仍處于試點(diǎn)摸索階段[2]。

1 電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

建設(shè)電網(wǎng)側(cè)集中式儲(chǔ)能電站，通過專線接入變電站，系統(tǒng)由儲(chǔ)能電池箱、中壓箱、環(huán)網(wǎng)箱、集控箱構(gòu)成。一次系統(tǒng)圖如圖1所示。目前，儲(chǔ)能電站系統(tǒng)一般采用集裝箱型式，電池模組和電池架均按照標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，易于安裝、運(yùn)輸、維護(hù)和進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容。

圖1 儲(chǔ)能系統(tǒng)一次拓?fù)鋱D

2 電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站應(yīng)用場景

電網(wǎng)側(cè)大容量儲(chǔ)能電站的應(yīng)用可有效提高可再生能源利用比例，實(shí)現(xiàn)了資源的合理分配和新能源高效利用，減少了傳統(tǒng)化石能源的消耗，有助于優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，并且減少污染物排放達(dá)到節(jié)能減排的目的。其具體的應(yīng)用場景如下：（1）提高可再生能源利用比例。儲(chǔ)能電站的快速響應(yīng)靈活性能夠彌補(bǔ)風(fēng)電的隨機(jī)性和間歇性，可以大幅提升電網(wǎng)對可再生能源的接納能力，減少低谷棄風(fēng)等現(xiàn)象的出現(xiàn)，有效提高可再生能源利用比例。（2）儲(chǔ)能電站獨(dú)立調(diào)峰、調(diào)頻。實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)峰，可在用電低谷階段吸收新能源棄發(fā)電量，在用電高峰階段放出，有效促進(jìn)新能源消納；實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)頻，使調(diào)頻跟蹤曲線快速響應(yīng)指令曲線，有效避免調(diào)節(jié)反向、偏差和延遲等現(xiàn)象。（3）平衡優(yōu)化售電容量偏差。儲(chǔ)能電站可以為配售電公司提供日內(nèi)交易優(yōu)化服務(wù)，降低用電偏差，進(jìn)而降低配售電公司購電成本，儲(chǔ)能電站運(yùn)營商和配售電公司分享這部分收益。（4）應(yīng)急保障。當(dāng)電網(wǎng)供電不足或其他特殊情況時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以作為備用電源以供使用，減少因突然斷電帶來的經(jīng)濟(jì)損失，提高用電質(zhì)量。（5）需求響應(yīng)。儲(chǔ)能裝置可提供對外接口平臺(tái)，上傳系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與相關(guān)必要數(shù)據(jù)，利用儲(chǔ)能的充、電特性以及功率的快速、精確響應(yīng)特性，參與需求側(cè)響應(yīng)，為提高電能運(yùn)行管理水平和增強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)能力建立技術(shù)支撐。

3 電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站運(yùn)營模式

目前，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站具備多場景運(yùn)營盈利模式，包括：（1）峰谷套利模式，儲(chǔ)能電站通過在電價(jià)谷期充電，電價(jià)峰期放電，又或是消納可再生能源的棄發(fā)電量，在電價(jià)峰期賣出，獲取電價(jià)差收益；（2）平衡優(yōu)化售電容量偏差，降低售配電公司購電成本來獲取收益；（3）儲(chǔ)能電站建成后，可向電網(wǎng)提供可再生能源消納、調(diào)峰、調(diào)頻、緊急備用、電力需求響應(yīng)等輔助服務(wù)獲取收益。

結(jié)語

針對國內(nèi)外電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了大容量儲(chǔ)能電站在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用場景，包括提高可再生能用利用比例、儲(chǔ)能電站獨(dú)立調(diào)峰、調(diào)頻、平衡優(yōu)化售電容量偏差、應(yīng)急保障和需求響應(yīng)等。并通過峰谷套利、平衡優(yōu)化售電容量偏差、向電網(wǎng)提供可再生能源消納、調(diào)峰、調(diào)頻、緊急備用、電力需求響應(yīng)等輔助服務(wù)獲取收益，提升儲(chǔ)能電站的利用率與經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)大型儲(chǔ)能電站的可持續(xù)運(yùn)營。電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了資源的合理分配和新能源高效利用，有助于減少傳統(tǒng)化石能源的使用，達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的目的。