用戶側分布式儲能的優化配置研究

楊智誠 郭國偉 劉鵬祥

摘要：受經濟、環境、技術等多種因素的限制，電力網絡的發展與用戶需求的增長呈現不協調關系，使電網在進行規模化擴張與發展的進程中出現結構不合理的問題。為實現電力網絡系統的可持續發展，將以用戶側為研究基點，利用分布式儲能設備，使對應負荷的特征曲線趨向平滑。文章以分布式儲能裝置的優化作為研究目標，對分布式儲能的前景進行分析，研究了分布式儲能的結構與配置容量，根據儲能的優勢化特征，明晰適合用戶側分布式儲能應用的發展配置。

關鍵詞：用戶側;分布式儲能;配置位置

基金項目：

廣東電網有限責任公司科技項目

項目編號：030600KK52170106，科技編碼：GDKJXM20173241）

0引言

隨著社會經濟的發展與科學技術的進步，智能化電網與分布式能源得到了更加全面的普及，儲能系統的優勢特征越來越突顯，并且實際應用于電網中的發、輸、變等一系列環節中。但是儲能系統在電網中的應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。研究儲能系統在電網中的實用效能還需要參考市場的需求變化與電網運行特質，規劃出儲能系統在電網系統中科學高效的應用方式。結合儲能系統的實際應用現狀可知，其不僅能夠作用于電網系統的改善，還能夠促進新能源的并網能力，提升用戶的用電穩定性，因此，更有必要將儲能系統的配置進行深層次的挖掘與優化。

1分布式儲能的應用前景

分布式電能存儲系統能夠應用于系統內的多個位置，這一特性使其具備廣泛的應用前景。想要提升電網系統的穩定性，需要結合分布式儲能裝置，正確的配置能夠保證整體電網的穩定運行，提升負荷用電的質量，改進傳統電網系統中的并網效果，為未來電網發展與建設提供內在支撐力。傳統的大型儲能電站受制于周圍環境與地理位置的限制較大，而工程用地又屬于我國發展關鍵的基礎因素，因此，對環境要求小的分布式電能存儲裝置更容易被應用于多種地理條件的電網系統位置中，以靈活的優勢特征作用于配網、微網以及分布式電源側。其作用具體體現在以下條件中。

首先，分布式儲能可以削峰填谷，減少運行損耗。隨著用電負荷的不斷增加，符合峰谷之間的差值也會不斷拉大，通過分布式儲能進行削峰填谷，一方面可以提高負荷用電的發電量，推進我國電網工程的基礎建設;另一方面，還可以降低由于用電負荷過大造成的電網損耗[1]。

其次，分布式儲能可以穩定供電，降低損壞風險。用戶設施合理的儲能設施后，可以有效提升電源質量穩定性，如果在運行過程中出現斷電的情況，依靠儲能作用依舊可以使設備平穩運行，通過降低停電風險，保障企業的運行效益。

最后，分布式儲能更具節能效益，降低用電消費。基于用戶用電消費考慮，尤其是執行峰谷電價措施的用戶，利用存儲設備對谷價電能進行電力儲備，可以保證在用電量一樣的時候，節省掉部分高價電，通過節省電價差值，降低用戶運行成本。

2分布式儲能體系與配置容量

2.1分布式儲能系統體系

結合用戶側對于分布式儲能的應用，創建出了能源互聯網技術支撐下規模化的電力儲能應用系統，系統結構如圖1所示。

創建此系統的目的在于完成電力的儲能與運營，負責儲能的建設與管理運行。利用儲能系統中的調度支持系統，實現內部數據與信息通向總系統的交互。儲能交易與運營中心利用信息與管理系統將總體信息內容進行統籌，之后將收集到的信息做進一步仿真實驗及分析研究;利用儲能調度系統，完成局部與整體的協調性調整，通過相應技術手段保障系統運行的獨立性，同時也完善的系統的融合功能[2]。

2.2分布式儲能配置容量

出于對電網結構的研究，需要參照用電負荷進行具體的產業分析。其中第二產業的實際用電量較大，但其負荷運行特征屬于平穩型，用電負荷變化曲線并未出現明顯的峰谷差;但是居民用電負荷的特征表現在用電量小、負荷大，且由于負荷特性不夠平穩，產生出的峰谷差值較大。負荷峰谷差值對于用電情況的影響主要在于居民用電的配網建設中，為了提高居民用電穩定性，降低峰谷差值產生的用電費用，就需要合理的提高電網設施的利用效能，制定科學的電網建設規劃。

3用戶的分布式儲能效益分析及商業模式

3.1電網效益分析

通常情況下，會通過增添電源設施來對電力網絡結構進行優化，以實現用戶側的可靠性供電，其設定用電標準為：當供電可靠性達到99.99%時，要求用電線路一年內出現的停電時間控制在8.76小時以內。利用分布式儲能電站，能夠有效提高用戶側穩定性供電，還能降低基礎電網投放成本。通過合理地對建造成本進行優化，促進了供電穩定性與可靠性對電網運行帶來的收益[3]。

3.2電廠效益分析

電廠的實際發電量需要參考負荷需求，當用電需求處于負荷低谷時，發電機組會將負荷水平位置在較低的程度上。參照發電機組10%的容量來進行系統配置，容量可提供3-4小時的運行時長，利用與之對應的指令使儲能系統執行充電任務，提升10%左右的出力，以此提高發電機組的穩定性，降低發電機組的煤炭材料消耗量，節省電廠發電成本。

3.3用戶效益分析

向用戶側提供儲能設施時，應以儲能交易與運營為任務平臺，在安裝儲能設施前需與工業用戶簽訂相關協議，保證供用電的合理性與合法性。通過異地分布式儲能設施向工業用戶提供電力，一方面可以保障工業用電用戶的經濟成本不出現過多浪費，另一方面可以保證居民用戶使用電力產生的峰谷差較小。分布式儲能設施都在痛點低谷時進行電力儲備，在用電方高峰期使用儲備電力，充分利用儲能系統的交互作用，實現用戶側經濟效益的提高[4]。

3.4對電網的輔助服務商業模式

針對電網輔助服務，提供兩種商業模式。第一種是由建設到運營（移交）的模式。這種商業模式是通過儲能服務公司負責電力儲備的項目工程，之后通過電網公司按照成本計算來支付相應的電力成本;第二種是總承包的模式，通過儲能服務公司獲取能源管理模式。將儲能服務產生的經濟收益按合同比例進行劃分，當合同到期時，節能項目產生的效益與所有權歸屬于電網公司。

3.5對電廠的輔助服務商業模式

針對電廠輔助服務，提出兩種商業服務。第一種是總承包模式，該模式利用儲能服務公司的合同管理模式，將產生的經濟效益進行比例分成。儲能服務公司與發電企業共享節能減排所產生的經濟效益、調頻考核節省的經濟效益以及AGC考核節省的經濟效益;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，通過儲能服務公司來開發建設相應的儲能設施，同時負責客戶的運營委托，結束運營后將系統移交給客戶即可[5]。

5結語

綜上所述，分布式儲能能夠有效降低集中儲能對電力系統產生的損害，為用戶側提供分布式優化儲能結構，通過提升供電的穩定性來提升電力企業的經濟效益，保證工業用戶與居民用戶的合理化用電。應用于用戶側的分布式儲能設施可以為用電負荷創造更加優質的運作條件，因此，對用戶側分布式儲能配置進行合理優化是具有重要意義的。

參考文獻：

[1] 單棟梁，劉向立，徐利凱，王聰慧.用戶側光儲充一體化智能微電網系統應用研究[J].電器與能效管理技術，2020（02）：41-46.

[2] 寇凌峰，張穎，季宇，吳鳴，熊雄，胡轉娣，孟錦鵬，向月.分布式儲能的典型應用場景及運營模式分析[J].電力系統保護與控制，2020，48（04）：177-187.

[3] 焦豐順，任暢翔，李志鏗.分布式儲能項目效益評價方法研究[J].南方能源建設，2019，6（03）：48-53.

[4] 王世龍，宋雙商，林清華，陳錦濤，郭紅霞.計及分布式儲能的虛擬電廠優化調度[J].可再生能源，2019，37（08）：1214-1219.

[5] 白向羽，孫德化.用戶配電室設置儲能電池堆的可行性分析[J].現代建筑電氣，2019，10（07）：52-53+58.