20240704-06
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行业新闻 » 分布式储能系统的应用场景与关键技术

在新能源高比例接入的背景下,储能作为一种解耦时间与空间的能量调控技术,通过联合“厂、网、荷”及“弹性负荷”协同优化运行,为电网应急响应和灵活调控提供了一种新的思路。

根据电网对储能的应用功能需求,通常按照发电侧、电网侧、用户侧、微电网以及分布式发电等,分别对储能的应用场合进行划分。

分布式储能作为能源转型过程中必不可少的一部分,与分布式电源联合运行,不仅可以提高电网运行经济性,也可以实现平滑新能源波动、跟踪计划出力,从而达到促进新能源消纳的目的。


一、分布式储能系统的具体功能

分布式储能系统是针对分布式的储能电站进行监控管理的一套软件系统。通俗来说,同一项目的储能电站可能分布在不同的地方,要进行监控和管理的难度很大,但是依托软件系统进行,就会大大提高效率。具体功能有:

1、管理跨区域的就地储能系统。

2、针对各就地储能系统施不同目的的策略模式(例如:峰谷模式、需量模式、平滑模式等)。

3、具有相关性的独立储能站可实现集中虚拟储能站,统一管理、集中调配。

4、用户间相互隔离,用户在自己的权限范围内监控自己的储能站。

5、支持web浏览及手机客户端。

6、支持本地存储、云端存储。

二、分布式储能在电力系统的应用场景

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。

1、削峰填谷

近年来,电网负荷峰谷差日益增大,可再生能源发电在电网渗透率的不断提高又进一步导致电网调峰压力增大。

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。通过实施削峰填谷,可以提高电力系统设备的利用率并且延缓或减少发-输-配电环节设备的扩容与升级。



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。

另外,储能系统可实现高效快速地有功和无功控制,快速响应系统扰动,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。

在储能参与系统一次调频方面,有文献对储能系统辅助常规机组进行一次调频的控制策略进行了研究,主要使用了改进下垂控制方法。

储能系统也可与风电联合提高风电机组的一次调频能力,此种模式下,也会相应减小风电场弃风量。

在储能参与系统二次调频方面,针对传统调频中,火电机组响应速度慢、机组爬坡速率低等问题,主要从储能系统辅助调频的角度,提出了基于模糊控制、遗传算法、灵敏度分析的储能系统参与调频控制方法,从而改善电网调频性能。

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、改善电能质量、提高跟踪计划出力的能力,从而减小分布式风光发电对电网的冲击,促进电网接纳高渗透率分布式可再生能源发电的能力。

目前,储能系统提高集中式大规模可再生能能源发电方面,主要开展了平滑风光出力波动、跟踪计划等方面的控制技术研究,成果较多。

图:工商业储能主要商业价值


三、分布式储能系统的前景及关键技术

随着储能系统尤其是电池储能技术经济性的不断提高,必将推动分布式储能系统的推广应用。目前的技术储备尚不能支撑大量的分布式储能系统接入电网的应用,分布式储能系统在电网的应用还有很大的研究需求。

1、分布式储能提高分布式风光可再生能源并网消纳技术研究。从分布式风光发电引起的配电网电能质量改善、调峰等需求为切入点,开展分布式储能容量配置、经济性分析以及控制技术的研究,通过两者联合,提高配电网的运行水平。

2、分布式储能系统在电网的统一调度管理技术研究。电网中接入的分布式储能系统数量达到一定规模时,对分布式储能系统进行有序的调度管理,使其不仅满足就地的功能,同时还能通过统一的协调控制满足电网级的应用,最大限度发挥分布式储能系统的作用。

3、储能系统分布式应用的优化配置及经济性分析技术研究。目前的分布式储能优化配置多是针对特定的接入点进行功率与容量的优化配置。

未来,以电网角度进行统一布置时,应开展对分布式储能系统有序规划与配置技术研究,充分发挥多点分布式储能聚合效应,实现对电网多种需求的支撑能力,并产生一定的经济、社会效益。

从应用场景来看,分布式储能的应用场景多样;从经济角度看,分布式储能具备一定闲置率,对于电网来说是潜在的优良资源,具备一定的潜在效益。因此,需要面向电网需求,采用互联网化的能量管控与协同技术,将闲置储能资源转化为经济效益。

在分布式储能的高渗透率发展背景下展开优势资源的需求整合,为推动智能电网和能源互联网发展提供了重要理论和方法支撑,具有重要的现实意义。

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文章来源:储能前沿


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