电力系统中储能容量配置原则和方法-中国储能网
2024 06/11 16:17:08
来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会

电力系统中储能容量配置原则和方法

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作者:禾木

  中国储能网讯:风电、光伏在电力系统中的占比逐步提高,电力系统面临着多样性的调节需求。

  截至2023年底,风电、太阳能发电量占全国发电量的比重为15%;按照国家能源局《2024年能源工作指导意见》目标,2024年底风电、太阳能发电量占比要达到17%以上;按照国网公司预测,预计到2060年,风电、太阳能发电量占比将达到45%左右。

  新能源渗透率的提高深刻改变了电力系统的运行特点和规律,其中对调节性资源的需求成为制约新能源可持续发展的关键因素。

  新能源在不同地区电源类型、网架结构、负荷类型、调度控制模式多样,电网强度不一,运行机理复杂,给电力系统调节需求带来巨大的不确定性,电力系统遵循“分层分区、就地平衡”等原则,从顶层如何统计各类调节性资源储能对系统的支撑能力,量化调节资源缺口,合理配置储能等调节性资源是行业的难点。

  储能被普遍视为新型电力系统中重要的调节性资源,发挥着调峰、一次调频、二次调频、备用、爬坡、黑启动等多重功能,但行业布局缺乏顶层统一规划,例如新能源侧储能仍主要按照一定比例和时间“强配”的模式,未从电力系统全局统筹规划需求和布局。各个地区、各类应用场景储能的应用功能、运行模式和调用模式尚未成熟,储能设备性能和安全等问题仍受质疑,投运项目整体利用率偏低。

  为优化储能对电力系统的支撑作用并发挥储能的利用价值,在电力系统中如何科学合理的配置储能至关重要,特别是针对电力系统中不同应用场景储能的调峰、调频等需求提出配置原则,分析不同应用场景储能配置方法。

 ① 电源侧储能

  常规电源侧主要辅助机组参与调频、黑启动等服务,其中二次调频是目前最重要的应用功能,其主要根据调度下发的调频里程来确定储能配置功率,充放电时间结合调频指令时间来确定。

  新能源侧储能主要提升新能源并网友好性,未来可作为独立储能参与电力市场服务,在大基地项目中支撑新能源外送,解决集中式风电、光伏并网或送出带来的调峰压力。

  新能源侧储能在发挥平滑输出功率波动、跟踪计划曲线、调频等模式下配置储能规模主要结合新能源出力特性配置。

  在作为独立储能参调峰辅助服务市场或现货市场时,其配置规模需结合电源、负荷出力曲线特性,综合分析各类调峰资源和电源-负荷曲线综合确定其规模及分布地点,解决现有新能源场站“一刀切”强配的方式。

  对大基地项目中配置储能,主要考虑新能源基地调峰和外送通过需要,满足可再生能源电量比例、新能源利用率、通过利用小时数等要求,不增加送端电网调峰压力。

 ② 电网侧储能

  电网侧储能主要提升电力系统的调节能力,延缓或替代电网投资,提升系统应急保障能力。

  对电力系统提供调峰支撑能力是目前电网侧储能最核心作用,

  主要根据区域电网的负荷峰谷差、区域电网的最大调峰缺口、缺口持续时间等来确定调峰需求,在统筹考虑火电深调能力、需求侧响应等调峰资源确定电网侧储能规模,通过地区专项规划确定电网侧储能的站点规模和布局。

  对于调频功能,宜统筹考虑系统调频总容量以及常规机组的调频能力,确定储能充放电功率和时间。

  ③ 用户侧储能

  用户侧储能根据电价的峰平谷曲线充放电获利,间接实现对电网的调峰,同时可促进分布式新能源消纳,提升电力用户电能质量。

  用户侧储能以工商业储能为主,主要通过峰谷电价差套利,主要根据企业典型日负荷曲线充放电空间确定功率,结合峰平谷电价分布时间确定储能充放电时间。

【责任编辑:孟瑾】