用于緩解電網調峰壓力的儲能系統規劃方法探析

劉杰 凌艷

摘要：隨著能源資源的消耗量進一步增加，對可再生能源的應用需求就愈來愈大，科學技術的進步使得可再生能源的儲能成為現實，通過儲能系統的應用就能有效緩解電網調峰壓力，當前做好儲能系統的規劃工作就愈來愈重要。基于此，本文先就電網調峰壓力問題的原因以及電網調峰的工作措施加以闡述，然后就儲能的商業模式和緩解電網調峰壓力儲能系統規劃方法要旨進行探究，希冀能借此理論研究，能為緩解電網調峰壓力有所啟示。

關鍵詞：儲能系統；電網調峰；規劃方法

0.引言

風能以及光伏滲透率逐漸增大，給電網穩定運行帶來很大挑戰，儲能技術能夠平抑新能源功率波動，從而有效加強新能源發電可控性，最大程度的提高能源并網接入能力。儲能系統的科學規劃對緩解電網調峰壓力也能發揮其積極價值，通過從理論層面深化探究儲能系統的規劃探究，就對實際電網調峰工作有著實質意義。

1.電網調峰壓力問題的原因及電網調峰的工作措施

1.1電網調峰壓力問題的原因分析

我國的用電結構在改革開放實施后發生了重大改變，生活用電以及輕工業和市政等用電的比重在上升，電網負荷也大大增長，電網峰谷差就隨之增大。這對電網的穩定安全運行就提出了很大挑戰，電網調峰問題就顯得愈來愈重要，而出現電網調峰壓力問題的原因是多方面，由于水電分布不均衡的因素，就使得電網調峰存在很大壓力[1]。通過水電調峰是電網重要手段，而由于我國水電資源分布不均衡，調峰的能力就顯得比較薄弱，所以只有棄水方式進行調峰，經濟上就不是很合理。

另外，電網調峰壓力問題的出現還由于我國火電大機組調峰的能力不強，安全監測保護裝置自動化水平不高，一些輔助設備和電網調峰的要求不能很好的適應，而在運行層面也存在著一些技術問題，限制了機組調峰的能力[2]。還有是中小機組調峰能力還沒有充分的發揮出來，這些都會對電網調峰工作的順利開展造成不利影響。

1.2電網調峰的工作措施

從當前電網調峰工作的實施來看，也從幾個方面采取了相應措施。電力較為緊張情況下，缺乏調峰手段時，電網主要是通過技術行政措施限制高峰負荷，多安排低谷負荷來減少峰谷差，從計劃的安排方面來避免高峰用電，到高峰期的時候采取技術手段拉閘限電等。這一措施實施能緩和調峰矛盾，但是卻不是最為科學的方式，這對工業以及人民的生產生活帶來不便和影響，所受到的阻力也是比較大的。

再者，電網調峰工作開展實施中所采取的手段還有通過中低壓機組調峰的方式，有的電網就把此類電廠作為主要調峰廠。還有是進行逐步試行周期運行，兩班制運行的方式，工作中主要工作內容就包括了對設備以及系統的必要改造，確定合理啟停方式來保障鍋爐啟停中汽包溫度變化率指標在可控范圍，還有是汽機轉子壽命計算，確定試運行機組在以上方式下壽命損耗[3]。

2.儲能的商業模式和緩解電網調峰壓力儲能系統規劃方法要旨

2.1儲能的商業模式

儲能系統在發達國家有著諸多商業應用，儲能應用在不同國家的重點突出也有著不同，商業模式依照儲能應用領域，就能分成海島獨立微電網，分布式電源/微電網并網，電動汽車充電站等系統，有著不同的商業模式。儲能在參與到不同領域當中，商業模式就呈現出多樣化發展的態勢，而在經濟價值上也會存在不同[4]。商業模型是在互聯網技術應用下構建的多社會活動商業模型，儲能在參與到這些商業模式當中后就對每個模型分析，從而來得出最佳運營模式，這對儲能投資商選擇最好的財務商業模式就有著積極作用。

2.2儲能系統參與電網調峰的重要意義

我國當前正進一步的深化可持續發展觀，各領域中都將可持續發展理論作為發展的方向。我國作為人口大國，生產生活中對能源消耗量也比較大，所以開發可再生能源就顯得比較關鍵，而風電以及光伏發電出力的波動性以及隨機性比較突出，這就大大增加了調峰調頻壓力，會造成電網電壓下降的問題出現。這就需要將儲能系統和電網調峰工作相結合起來，儲能系統參與到調頻能有效提高電能頻率的質量和電網安全運行。提高電網靈活性要增加調頻能力以及電網調峰能力，調峰能力如果不足必然會影響風電能源的使用，協助新能源并網過程中，儲能就成為調峰的重要手段，能有效改變需求響應實現削峰填谷的目標，把可再生能源充分的接入到電網當中[5]。我國在電力結構的充足完善發展過程中，電網安全穩定問題突出，分布式儲能系統應用就能成為備用容量，獨立實現有功以及無功輸出，保障供需的平衡，這樣就能有效提高電力系統穩定性。

2.3緩解電網調峰壓力儲能系統規劃方法要旨

緩解電網調峰壓力，就要充分重視儲能系統的科學規劃，不同的規劃方法所產生的應用效果是不同的，對于集中式接入方式儲能系統規劃過程中，集中式接入方式下儲能系統就能發揮其備用，以及減小輸電堵塞的功能，從而實現削峰填谷的目標，采用集中式接入方式儲能系統規劃有助于廣域能量管理，最大程度提高系統運行的經濟性。儲能系統規劃中，要能從不同點來分析，如分析和量化儲能收益，對儲能分時電價收益棄風收益以及環境收益相結合建立凈收益最大優化模型。儲能系統在參與到電網調峰之后產生的效益并不是單一方面，而是多方面，這一情況下就要量化各方獲得的收益，積極探索儲能投資主體多元化和投資成本分攤機制。要建立含有靜態以及暫態等多方收益儲能綜合效益評價體系。

另外，緩解電網調峰壓力儲能系統規劃中，通過分布式接入方式儲能系統也比較重要，這一方式的儲能系統規劃主要是采用選址不受限制的電池儲能，這對于減小配置電網運行成本比較適合，能有效促進風電光伏消納和延緩電網升級改造[6]。在對分布式接入式儲能系統進行規劃過程中，就要制定明確的目標，系統運行成本和儲能投總成本最小化，儲能凈收益最大化，當前已有量化儲能可靠性收益，延緩電網升級改造收益方法，但存在不足。確定儲能可靠性收益的時候，當前的相關研究并沒有對配電網重構影響進行考慮，量化儲能延緩電網升級改造收益方面，當前的研究也很少有計及電網升級改造項目期內儲能替換成本，以及儲能單位投資成本變化影響因素。

緩解電網調峰壓力的儲能系統規劃設計中，要從多方面進行考慮分析，在規劃方法的研究上有著一定的成果但還存在諸多不足，未來的研究就要找到關鍵的方向，如考慮能源系統耦合多類型儲能系統協調規劃，這就成為未來研究的難點，當前還沒有綜合考慮多能流網絡約束對類型儲能系統協調規劃研究。未來的需求響應背景下，儲能系統規劃模型就會成為研究的重點。

3.結語

綜上所述，儲能系統的規劃設計要結合實際的需要，緩解電網調峰壓力是儲能系統規劃設計的要點，在當前的儲能投資成本逐漸的下降，和儲能政策的不斷完善發展下，對于緩解電網調峰壓力都有著積極意義，也有助于儲能系統的科學規劃。上文對儲能系統規劃以及緩解電網調峰等相關理論，僅從一定程度上對問題加以說明，疏導篇幅限制未能進一步深化。

參考文獻：

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[3] 張挺.陜西省電網調峰問題[J]. 陜西水力發電. 2016（04）

[4] 靳東來.全國電網調峰工作會議在青島召開[J]. 電力技術. 2017（10）

[5] 周慶昌，詹仲晦.我國電網調峰的現狀以及今后工作的建議[J]. 中國電機工程學報. 2018（02）

[6] 馮燧成.四川電網調峰效益與獎勵的計算方法[J]. 西南電力. 2017（Z1）