浅谈对我国电网侧储能发展的应用与研究

浅谈对我国电网侧储能发展的应用与研究

栗玉磊

大唐鲁北发电有限责任公司

摘要：能主要是指电能的储能。能量储存的目的主要包括:作为备份电源自然灾害等紧急情况下,突然事故或预防的重要设备,系统断电,等,,也可以针对电网负荷低,功耗很低时,特定的能量储存技术是用来存储电能;当电网负荷较大时，结合电网向用户输出功率，从而对电网系统起到“削峰填谷”和“调频调相”的作用。其目的是为了减少电网系统的波动。目前，储能技术的发展方兴未艾，类型繁多。主要形式有:一是电化学储能和感应(电容)储能，以电能储能为代表，应用广泛;另一种是热能和机械能的储存。熔融盐储能和重力势能储能等机械能储能的代表。在电网侧和用户侧的弱储能模式下，新能源发电侧的储能在政策支持下逐渐进入新能源企业投资决策的视野。电力企业将储能技术作为缓解调峰压力、降低输变电损耗、保障电网安全的重要手段。资源型省份也将能源储存作为杠杆投资的重要载体。

关键词：电网侧；储能发展；共享储能；储能；电池；应用

1、储能技术在电力系统的应用

1.1、储能技术对电网的好处

储能技术对电网的好处：①帮助增加可再生能源的渗透率，促进分布式(微电网)发电的发展；②提升电网的稳定性和实现充分的调峰，减少高峰负荷及对应的电网投资和电源投资；③通过电价设计，促进电力市场自由化。电池储能是分布式电网(微电网)发展的瓶颈。

1.2、储能技术在电力系统的应用

第一个是飞轮储能。目前主要用于补充电池系统，如不间断电源/应急电源、电网调峰和频率控制等。截至2014年底，美国飞轮储能总装机容量为40.5 MW，加拿大为2mw。第二个是超级电容器。目前，美国TVA电力公司成功开发的200kw超级电容储能系统主要用于大功率直流电机的启动支持。再一次，超导磁能存储是使用由超导体制成的线圈来直接存储电磁能量，并在需要时将电磁能量返回到电网或其他负载。还有热能储存。该储能技术在能源集中供应侧和用户侧的应用中具有重要的应用价值。最后是低温储能技术，它可以直接利用蓄热(冷)进行大规模的电力管理，利用极低的大气压液化点，有效解决常规蓄热技术能量密度低的问题。目前，一些示范电厂与英国国家电网合作，采用低温储能技术，为电网提供各种容量需求和辅助服务。

2电网侧储能现状

在电源侧安装储能系统，可以与各类发电设备的出力进行互补，提升电源设备外特性的稳定可控水平，从而保障电力系统的安全稳定。在当前情况下，个别地区的电化学储能采用火电联合调频模式得到了比较好的收益，但尚未形成完备的商业模式和良好的利益共享机制。

市场空间方面，目前收益较高的联合火电调频受国家政策限制，发展空间有限。今后电源侧储能将更趋向于新能源消纳等应用方向，即“储能+新能源”模式。

技术特性方面，风电、光伏等有各自特色的出力特性，技术上“光伏+储能”的应用壁垒更低。光伏发电的出力以天数计算周期，相对稳定，储能设备的充放循环按日进行即可，而风电具有较明显的季节特性，如何高效、经济的配置储能系统成为一大挑战。

盈利模式方面，“储能+新能源”模式最主要的问题在于收益模式的模糊和利益分配机制不明确，储能成本的下降速度和应用场景的收益曲线也还没有达到良好契合。

3储能电站安全生产维护建议

储能设备的安全生产和维护是一个系统性问题。事故的发生往往是由许多因素的相互作用演变而来，最终导致电池滥用和热量失控。根据国内外储能事故报告中安全激励的分类，可以从蓄电池本体、外部励磁源、运行环境和管理制度等方面加强储能安全生产管理。

（1）电池体系数仍然是储能系统安全的核心。鉴于电池本体因素的长期演化特征，如何通过电池的内部老化机制实现储能系统安全演化趋势的预测和预警，锂电池储能系统安全管理的重点是电池间不一致性的演化及外部参数的相应变化。

（2）电池老化和运行环境因素的长期演变可能会腐蚀绝缘部件。因此，有必要加强绝缘检测和定期维护检查，以及漏电断路器、过压保护装置和过电流保护装置等触电保护装置的可靠性检测。

（3）在电站选址方面，要进行储能电站选址设计论证，建立安全防控体系和相关标准。蓄能电站选址应充分考虑对周围输变电设施的安全影响。初步设计应预留足够的安全距离，科学制定防火措施和方案，防止连锁故障。

（4）储能系统必须配备具有足够强度和灵活性的主动热管理系统。一方面，对于热失控的风险单元，可以采取强化制冷、调节冷却介质流量等主动热管理策略，控制甚至消除电池中物质的连锁反应，以降低或消除事故演变为火灾的可能性；另一方面，当政府部门发生热失控时，主动热管理系统可以在一定程度上阻止热失控的蔓延，防止事故规模扩大，减少损失。

4电网侧共享储能运营模式

4.1市场参与对象

共享储能提供商负责建设、组织和提供共享储能设施设备(即“云端电池”),既可以通过多种方式融资新建集中式储能设施，也可以利用先进技术和管理手段，吸纳广大分布式储能设施，进一步发挥现有设施的使用效率。应重点从整体规划、项目运营、经济性评估、价格机制等各方面开展全面研究。

平台运营服务商为共享储能提供必要的安全运行、(配合电网)经济调度等功能，同时引导共享储能提供商参与削峰填谷等辅助服务，电网企业是最有能力成为平台运营服务商角色的市场参与主体。储电设备进行放电要通过电网才可以传输到用户那里，所以要对用户的电力使用特点和对配电网造成的影响进行研究，并分析共享储能提供商、储能用户等的运营费用成本、费率和不同付款方式对运营商的影响。

储能用户既是共享储能设施和服务的使用者，也可以将自建储能设施加入共享储能提供商的共享储能管理体系，通过参与共享储能增加收益、减少费用。通过加入共享储能体系，用户将会更有动力自行分析储电容量、价格等因素，改变自身的用能管理模式及消费习惯，为后续的投资决策做借鉴。

4.2储能电站运维检修人才培养建议

储能具有跨专业、跨领域的特点，在学科方面涉及物理、化学、材料、化工、电气、信息工程等多个专业，在应用中涉及集成、运维、检测、调度、现货交易等多个方面。因此，在队伍培养工作中，应遵循“学用结合，创新发展”的原则，既要满足储能电站生产运行用人需要，又要为储能机理、理论、技术的颠覆性突破储备人才。

4.3融资租赁和租赁模式

随着电力改革的深入，越来越多的社会资本将以售电公司的市场主体形式出现。成为社会资本参与电力市场的代表。作为电网企业与电力用户的中间商，售电公司可以进一步充当储能提供商或运营服务商角色，整合社会各类储能资源并通过租赁、融资租赁等模式将设备租赁给用户(包括电网企业)。储能设备的运营过程由用户主导，售电公司引导参与共享储能。在能源交易的过程中，售电公司通过大数据平台等，精确分析各类用户的负荷特性，提高负荷预测精度，合理设计储能系统充放电策略，为用户提供低价电能，并引导用户参与共享储能的市场交易或辅助服务。对于用户而言，采用融资租赁或租赁(分期付款)方式的前期投入资本少，进入壁垒低，风险也小，有利于促进社会各方积极参与储能项目投资，推动储能规模化发展。

结论

在各类综合叠加模式中，利益相关方包括了共享储能提供商、运营服务商、发电企业、电网企业、售电公司、电力用户等，相互关系复杂，需要深入分析各利益相关方的业务或收益分成关系，并根据市场发展情况，创新收益模式。合适的个性化共享储能商业运营模式，能充分挖掘电源侧、电网侧和用户侧的储能价值，提高各类储能设施设备的利用率和利用水平，推动全社会的储能资源得到最大化利用。

参考文献：

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