储能系统在不同场景下的优势分析-发电侧、电网侧、用户侧、共享/独立储能

1. 发电侧

(1) 解决弃风弃光问题, 提高对电网友好特性。

    随着新能源装机比例不断提高, 弃风弃光的问题将日益突出。 建设电源侧储能不仅可以有效解决弃风弃光问题, 提高新能源场站的经济效益, 还可以平滑新能源场站的出力,实现可调节、 可调度的输出, 跟踪发电计划以应对电网考核, 并提升波动性电源的一次调频、 基础无功支撑能力, 使得新能源对电网更加友好。 

2) 削峰填谷, 改善火电调频性能。-火储联调

    建设电源侧储能还可以用于电力调峰, 通过储能的方式实现削峰填谷, 即发电厂在用电负荷低谷时段对电池进行充电, 在用电负荷高峰时段将存储的电量释放, 以保障短时尖峰负荷供电, 缓解新建机组的建设需求。

    储能和传统火电机组的联合运行可避免动态运行对火电机组寿命的损害, 减少火电机组设备维护和更换的费用,进而延缓或减少发电侧对于新建发电机组的需求。

    同火电机组相比, 储能系统在充放电功率的控制方面具有显著的优势, 其控制精度、 响应速度等指标均远远高于火电机组。 当参与二次调频的火电机组受爬坡速率限制, 不能精确跟踪调度调频指令时, 储能可高速响应从而从根本上改变火电机组的 AGC 能力, 避免调节反向、 调节偏差以及调节延迟等问题。

2. 电网侧

1) 缓解电网阻塞

    输电阻塞指的是对电力输送服务的要求大于输电网的实际物理输送能力。 产生阻塞的根本原因是不同区域内发电
和输电能力的不平衡。 一般而言, 短期阻塞的出现多由系统的突发事故或系统维护引起。 长期的阻塞多是结构性的, 主要由于某个区域内发电结构以及输电网的扩展规划不匹配所引起的。 

    在电网侧线路上游建设的储能, 可在发生线路阻塞时将无法输送的电能存储到储能设备中, 等到线路负荷小于线路
容量时, 再向线路放电。 在开放竞争性的电力市场环境中,如果将储能安装在高发电成本的一端, 通过储能在低谷充电、
高峰放电, 可有效降低高峰时期对其他机组发电量的需求,降低阻塞情况。

2) 延缓输配电设备扩容升级

    为了应对输配网阻塞带来的弃电等问题, 最常见也最简单的做法是在现有输配电网的基础上扩容。 然而, 扩容或新建输配电网会面临成本高昂、 建设时间长、 使用时间不足,以及由于新建基础设施而带来的环境和社会影响等问题。 因此, 在很多时候, 扩容或新建输配电设施并不是应对输配网阻塞最佳的解决方案。

    建设储能可成为升级或新建输配电设备的替代解决方案, 即在负荷接近设备容量的输配电系统内, 可以利用储能
系统有效提高电网的输配电能力, 从而延缓新建输配电设施,降低成本。 相较于输配网扩容, 储能建造时间更短, 社会和环境影响更小, 在储能成本大幅降低的前提下, 这一解决方案的经济性也进一步加强。

3. 用户侧

1) 提升自发自用水平, 降低用电成本

    分布式能源+ 储能应用这一场景得以推广的主要经济驱动因素之一是提高电力自发自用水平可延缓和降低电价上涨带来的风险, 以及规避因电力供应短缺而带来的损失。例如对于安装光伏的家庭和工商业用户, 考虑到光伏在白天发电, 而用户一般在下午或夜间负荷较高, 通过配置储能可以更好地利用自发电力, 提高自发自用水平, 降低用电成本。

2) 峰谷价差套利
    在实施峰谷电价的电力市场中, 工商业用户通过低电价时给储能系统充电, 高电价时储能系统放电的方式, 将高峰时间的用电量平移至低谷时段, 实现峰谷电价差套利。

3) 降低容量费用
    工商业用户可以利用储能系统在用户的用电低谷时储能, 在用电高峰时放电, 从而降低用户的尖峰功率以及最大需量,使工商业用户的实际用电功率曲线更加平滑, 降低企业在高峰时的最大需量功率, 起到降低容量电价的作用。

4提高电能质量
    电信、 精密电子、 数据中心等的行业用户对电能质量要求较高。 负荷端的储能能够在短期故障的情况下, 保持电能质量, 减少电压波动、 频率波动、 功率因数、 谐波以及秒级到分钟级的负荷扰动等因素对电能质量的影响。 通过储能提高电能质量获得的收益, 主要跟电能质量不合格事件的次数以及低质量的电力服务给用户造成的损失程度有关。 同时,配备的储能系统的容量等指标也能影响该部分的收益。 

4. 共享/独立储能

    在典型的电源侧、 电网侧、 用户侧等应用场景中, 储能的建设基本遵循谁使用、 谁建设的原则, 盈利模式较为单
一。 为了优化储能系统的盈利模式, 共享储能这种创新应用模式脱颖而出。

    共享储能的概念最早由青海省 2018 年提出, 最初由第三方上海电气股份集团投资建设集中式独立储能电站, 通过电网将分散的储能资源整合并优化配置, 服务于整个电力系统。 相对于传统储能, 共享储能具有调度运行更高效, 安全质量更可控, 经济效益更凸显等优点。

    建设共享储能可对建设标准、 设备参数、 安全性能进行规范管理, 有效避免新能源自配储能设备质量参差不齐、 安
全隐患较大的问题。 同时共享储能电站规模多在百兆瓦及以上, 配置时长多不低于
2 小时, 有利于电网统一调度管理。

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