储能在电力系统源网荷三侧应用及相关政策综述

孙雷

摘要：随着人们生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断加大，储能是构建能源互联网的关键支撑技术，是保障电网稳定运行、优化能量传输、消纳清洁能源、改善电能质量等的重要手段。首先分析比较各类储能技术优缺点，然后综述储能产业政策顶层设计、电力辅助服务新政、储能参与需求响应政策、用户侧储能绿色发展价格机制，以及储能产业发展政策，阐述储能在电源侧、输电侧、配电侧、用户侧的研究应用情况，分析V2G、虚拟电厂、共享储能应用模式，以及储能投入产出效益情况，最后提出储能技术发展及应用趋势判断，给出了储能发展政策建议，以及储能投资回收和稳健运营机制，明确了储能在提升源网荷储协调互动能力、推动能源互联网发展的重要作用。

关键词：储能;源网荷储;能源互联网;政策

引言

电能是现代社会中最重要的能源。鉴于传统电力系统中时刻“供需平衡”的运行原则以及能源供需时空的不均，造成了电力负荷的“峰谷”现象，导致电网时空上的轻载和过载并存，一方面网络资源和设施利用率低，另一方面又要通过限电保证电网的安全。这与南方电网公司提出的让人民从“用上电”到“用好电”的目标尚有一段差距。而储能技术的引进将发挥电力“仓储”功能，改变电力“产、运、消”瞬时同步完成的特性，解决电力生产地与消费地不匹配，电网通道不畅的问题，有效减少峰谷负荷差，保证供电的可靠性。

1储能技术现状及优缺点

目前，在新能源发电系统中常见的储能技术主要有化学储能技术、磁场储能技术、电场储能技术以及机械储能技术等。其中，化学储能技术以锂离子电池、铅酸蓄电池为主，液流、钠硫、镍氢电池等技术的研究也取得了极大的突破。磁场储能技术主要是指超导储能。电场储能技术主要包括电解电容储能和超级电容储能。机械储能技术则以抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等为代表。

2储能技术在电力系统中的应用

2.1储能技术在电源侧的应用

随着分布式电源大规模并网，电网调峰调频资源不足的问题日益凸显。在发电侧，储能系统可与常规汽轮机组配合，利用其响应速度快、短时功率调节能力强等优势，发挥调频调压作用。在能量管理系统调度下，储能装置也可与风、光的自动发电控制系统配合，提升电力系统调节能力，减少弃光弃风。此外，当新能源并网点电压瞬时跌落时，储能装置可提供紧急无功支撑，提高电网低电压穿越能力。对于不同的储能系统，其出力控制策略及配置容量影响其平滑新能源出力效果。配置经济性好、利用率高的储能系统十分关键。储能技术平滑风光出力波动控制方法的研究现状，总结了各类控制方法的优缺点。为实现平抑风光出力的波动性和延长储能系统元件的经济寿命，采用模糊控制规则调节储能系统的出力。针对单一储能系统无法满足电网响应速度要求的问题，提出了相对高效的复合储能配置方式来平滑风电出力波动。

2.2综合智慧能源的服务对象

综合智慧能源的主要服务对象，包括区域、园区、大型公共建筑等。在区域方面，根据当地能源资源禀赋、城市总体规划和用能特点，从顶层设计角度进行总体规划，以规划为引领，为城镇提供一揽子的能源解决方案;在园区方面，各类园区往往聚集了当地大型工业用户，整体用能可观，通过统一规划能够降低园区用户的能源初始投资和运营成本，根据客户不同的用能需求，提供定制化能源方案;大型公共建筑包括商场、酒店、医院、学校、交通枢纽、数据中心等，其在能源消耗和能源服务上都有巨大的需求。因此，对能源消费量大、能源消费要求高的用户，需要优化布局，实施能源品种之间的多能互补、梯级利用。

2.3微电网的储能能源互联网

售电市场全面开放是电力市场未来发展的必然，在这未来的趋势下，并网型微电网运营商可以创建售电公司，在售电侧市场形成新的竞争力，建设并运营为电网基础设施优化服务内容，提高服务的多样性，优化能源的消费模式，提高能源消费效率，建立交流社区，让用户在其中自由的交流和讨论，收集用户的信息，了解用户的用能需求，为解决用户的问题，提供个性化的方案制定服务。微电网的储能互联网的应用，可以给用户提供配套化的服务，用于微网中的分布式能源、需求侧管理等业务领域，经济性的微电网对购售电的价格变化特别敏感，从长时间的发展来看，发电的成本增加，电价不断上升，但是储能的成本是會一直降低的，这将有助于手电商的自发自售的发展和比例的增大，购电电价差是微电网的经济效益的来源，微电网通过购买电力差额来获取差额利润。微电网可以利用微电闪的电力资源建成虚拟电源商，建立自己的电力生产，是大电网的补充，在电能的市场有自己的竞争供应价，能够取得利润。

2.4储能技术在配电侧的应用

随着分布式电源、多元化负荷快速发展，配电网络复杂性越来越高。储能系统对提高分布式电源渗透率，提升配电网运行稳定性和经济性具有积极作用。在传统配电网中，通常利用储能系统在负荷低谷时储能，在负荷高峰时发电，平滑负荷曲线，延缓设备扩容，提高电网运行经济性。针对分布式电源接入引起的电压质量问题，在不利用常规无功补偿装置的条件下，综合协调储能、有载调压变压器、分布式能源等设备，大幅提高分布式电源渗透率。针对主动配电网调压问题，提出一种含传统调压设备与分布式储能的配电网两阶段电压控制策略，在减轻传统调压设备负担的同时，能够满足电压调节需求。针对含储能装置的配电网经济调度问题，提出基于锥优化的配电网优化调度模型，为上述问题的解决提供了参考。

2.5综合智慧能源的商业模式

商业模式是综合智慧能源项目成功落地的关键要素，科学合理的商业模式是项目业主投资的基本前提，也是项目产品和服务价值实现的保障。选择商业模式，应体现以下基本原则：一是有利于为当地提供科学高效的能源供应服务;二是为用户提供一体化的能源使用体验;三是有利于公平开放;四是项目业主合理的投资回报。

2.6能源互联网

通过互联网技术和能源的融合，将能源设备和系统终端通过互联网连接起来，建设综合智慧能源控制平台，对能源生产、传输、交易、消费各环节数据的实时采集、监控和利用，促进能源行业全价值链的数据、信息交互和协作，实现能源利用更高效、生产运营更智能、消费服务更多元，为客户提供智能调控、需求响应、价格预测、能源数据挖掘等多种服务，促进能源领域信息共享与交融，构建有竞争力的综合智慧能源生态圈。

结语

随着储能技术快速发展、单位造价逐步下降、相关配套政策日趋完善，预计电源侧储能可通过提高电源尤其是新能源利用率、峰谷分时电价、辅助服务费用补偿等方式实现投资回收和盈利;电网侧储能可采用共享储能等模式实现投资回收和盈利;用户侧储能可通过峰谷分时电价、辅助服务费用补偿、降低容量电费等方式实现投资回收和盈利。此外，储能在电力系统中的广泛应用，将进一步提升“源网荷储”的协调互动能力，实现多能流系统的互联互补和协同优化，提高电网运行的安全性、灵活性和经济性，推动形成“清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放”的能源互联网。

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