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分布式储能:破解配网重过载“新药方”

作者:吴敏 李帮洪 罗天禄 罗阳洋 张俊成 来源:南方能源观察 发布时间:2022-09-30 浏览:

中国储能网讯:为实现碳达峰、碳中和目标,“十四五”期间,南方区域将大力发展清洁能源,积极发展风电、光伏等新能源,储能是提升电力系统调节能力、综合效率和安全的重要保障,是支撑新型电力系统建设的重要资源。绿色低碳能源转型趋势下储能市场呈现出两大趋势,一是新型电力系统催生大容量规模化储能需求;二是能源互联网促使分布式储能应用进一步加快。随着能源结构变化与可再生能源发电技术的广泛应用,分布式可再生能源发电和电能替代负荷正在规模化接入配电网,传统电网的结构和运行模式将发生改变。

按照中国电力企业联合会的相关定义,分布式储能是指接入35千伏及以下电压等级电网,在用户所在场地或附近建设运行,通过能量存储介质进行可循环电能存储、转换及释放的设备系统,具有网络通讯基础和处理各类设备数据的能力。

分布式储能本身具有安装方便、占地小、安全可靠等特点,在数字化全面赋能新型电力系统的条件下,能够为配电网重过载问题提供灵活程度更高、可控能力更强的解决方案,迎来新的发展机遇。

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分布式新能源接入配网致重过载问题复杂化

以广西为例,2022年初,重过载台区4600多个,占配变总数的2.1%。其中,过载1600多个、重载3000多个。重过载不是用户能够直接感受到的,但往往会带来低电压和过载跳闸停电等问题,影响用户用电体验。

分布式新能源接入系统可能给配电网带来一系列问题,包括台区电压偏高问题。一方面,分布式光伏设备质量差异较大,容易出现逆变器变压不稳,导致电压偏高;另一方面,台区负荷低时,光伏发电高峰时段(如10时至14时)也会造成台区电压偏高。其次是变压器重过载问题。分布式光伏接入的速度远高于目前配电网改造的速度,加上调度、运维手段有限,变压器重过载问题往往很难快速解决。

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储能改观重过载问题治理投资回报

治理重过载台区,传统解决方案是通过基建增容改造和生产专业的配变轮换,近年来也尝试应用低压互联或柔直互联等新技术手段,但投资较大,经济效益不佳。

配网侧储能系统以集装箱式模块化组装、占地面积小、存储容量灵活可调、即插即用,不受地理环境制约,可以灵活选择安装地点,能够与解决配网问题的传统方式形成互补,在一定程度上可以降低电网企业投资强度,提升配网资产利用效率。储能参与配网重过载问题治理的应用场景丰富,收益来源相比传统方式也更多。

解决10kV线路重过载、低电压问题。当线路负载率达到80%以上,城区、城郊或特殊环境的10kV新建线路转接负荷通道受阻,短期内难以解决。在负荷分布相对集中区域建设10kV的兆瓦级储能电站,谷时充电,过载时放电,能够达到移峰填谷的目的,降低线路负载率。变电站布点不足导致10kV线路供电半径严重超标,电压质量不能满足生产生活用电要求,新布点变电站建设周期长,短期内无法投入使用。在供电线路末端建设10kV的兆瓦级储能电站,用电高峰时放电提高末端电压水平。

解决低压配变重过载、低电压问题。公用配变在负荷高峰时段重过载运行,导致配变频繁跳闸,影响客户用电体验,但新建配变布点位置受限,往往难以协调。在负荷集中区域新建储能系统,重过载运行时储能系统放电,能够降低配变负载率,避免频繁跳闸。台区低压线路供电半径严重超标,或线径过细,台区末端电压低于180V,导致生产机器设备无法启动或电炊器具无法正常使用,影响客户用电体验,而新增配变布点10kV电源进线通道协调受阻,短期内难以解决。在400V线路末端配置储能系统,即可在用电高峰时放电提高末端电压水平,同时可提供一定程度的无功电压支撑。

支持重要用户和特殊保供电任务。重要用户应急电源主要以应急发电机为主,当电网失电后应急发电机难以做到无缝切换,同时发电机需定期启动维护,运维费用昂贵。针对这种场景,建设储能系统替代应急发电机,同时可获取峰谷电价差收益、需求响应补贴和节约基本电费等。移动式储能车应用于特殊保供电情形,例如电力抢险、野外作业、抢险救灾、突发事件处理、重要会议以及重大活动等,模块化设计便于移动,且与市电或待供负荷可插拔式连接,支持多台机组自动协调并列运行满足负荷需求。

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聚合管控机制待解

随着能源革命和数字革命相融并进,传统配电网正逐渐演变为新能源—配电网—负荷—储能融合的有源(主动)配用电系统。为顺应海量分布式能源和柔性负荷合一的能源聚合体加快融入电网,系统运行方式显现出从集中统一调度逐渐过渡到分层分级、区域优化控制的趋势,也对分布式能源的低碳化和灵活性提出了更高要求。推广应用分布式储能,需要突破聚合管控机制缺乏、台区通信资源有限等瓶颈,实现实时可观、可测、可控的高效智能调度控制。未来,分布式储能才能在清洁能源消纳中承担起灵活程度更高、可控能力更强的调节资源角色,甚至催生出新的供用电商业模式。

(本文仅代表作者观点,不代表所在机构、eo立场)

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