新型儲(chǔ)能能量密度高、技術(shù)成熟度高、安裝更為便捷、不受區(qū)位限制;可以靈活放入發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè),提高各環(huán)節(jié)的自平衡與自調(diào)節(jié)能力,改變了傳統(tǒng)的“發(fā)輸配供用實(shí)時(shí)平衡”的運(yùn)行模式,減少不必要的備用冗余;改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)只能即發(fā)即用、瞬時(shí)平衡的屬性,為系統(tǒng)提供毫秒、秒、分鐘、小時(shí)、天到多天的各類時(shí)間尺度上的雙向調(diào)節(jié)能力,提升電力系統(tǒng)對(duì)于新能源、電動(dòng)汽車、空調(diào)等波動(dòng)性源荷的接納能力。
發(fā)電側(cè):提升輔助服務(wù)調(diào)節(jié)能力
發(fā)電側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能從用途看主要有煤電配儲(chǔ)和新能源配儲(chǔ)。
煤電機(jī)組需要留出一定的發(fā)電容量作為相應(yīng)尖峰負(fù)荷的能力(最大負(fù)荷的2%~5%),這使得其無(wú)法達(dá)到滿發(fā)狀態(tài),影響運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,利用新型儲(chǔ)能可以替代尖峰備用,降低機(jī)組的負(fù)荷尖峰備用率,提高機(jī)組利用效率。儲(chǔ)能可以輔助煤電機(jī)組跟蹤發(fā)電計(jì)劃出力,平滑發(fā)電出力波動(dòng),降低機(jī)組最低出力,提高發(fā)電頂峰出力,改善發(fā)電出力曲線,縮短機(jī)組響應(yīng)時(shí)間,提高機(jī)組調(diào)節(jié)速率及調(diào)節(jié)精度。煤電容量成本回收包括容量成本補(bǔ)償機(jī)制、稀缺定價(jià)機(jī)制和容量市場(chǎng)機(jī)制。發(fā)電備用稀缺情況下,制定的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格上限允許系統(tǒng)短時(shí)出現(xiàn)極高的價(jià)格尖峰,即以稀缺定價(jià)來(lái)回收容量成本。煤電機(jī)組配儲(chǔ)能可以增加尖峰稀缺電價(jià)時(shí)段的功率與電量。
《關(guān)于鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》提出,為鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)化參與調(diào)峰資源建設(shè),超過(guò)電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例(時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上)配建調(diào)峰能力,按照20%以上掛鉤比例進(jìn)行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。
《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè),布局一批配置儲(chǔ)能的系統(tǒng)友好型新能源電站項(xiàng)目,通過(guò)儲(chǔ)能協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行保障新能源高效消納利用,為電力系統(tǒng)提供容量支撐及一定調(diào)峰能力。多省出臺(tái)政策,要求新能源場(chǎng)站進(jìn)行配儲(chǔ),配置儲(chǔ)能比例為5%~20%。
《新疆電網(wǎng)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能管理暫行規(guī)則》提出,在風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站發(fā)電上網(wǎng)關(guān)口內(nèi)建設(shè)的電儲(chǔ)能設(shè)施,其充電能力可申報(bào)為自用容量和調(diào)峰可用容量,必須服從調(diào)度指令,并按照相應(yīng)方式結(jié)算;電儲(chǔ)能設(shè)施可與發(fā)電企業(yè)自行協(xié)商簽訂合同,放電電量視為上網(wǎng)電量,按照該發(fā)電企業(yè)的上網(wǎng)電價(jià)結(jié)算。
電網(wǎng)側(cè):改善電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量
新型儲(chǔ)能既可以提供削峰填谷、容量資源、調(diào)頻備用等市場(chǎng)化程度較高的服務(wù),又可以提供延緩輸電投資、增進(jìn)電網(wǎng)穩(wěn)定等服務(wù)。
《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出,建立電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制,逐步推動(dòng)儲(chǔ)能電站參與電力市場(chǎng);研究探索將電網(wǎng)替代性儲(chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)回收。在負(fù)荷密集接入、大規(guī)模新能源匯集、電壓支撐能力不足等電網(wǎng)節(jié)點(diǎn),通過(guò)合理配置儲(chǔ)能,可以提升電網(wǎng)抵御突發(fā)事件和故障后恢復(fù)能力。
針對(duì)突發(fā)情況或偶然事故,為保障電能質(zhì)量和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,發(fā)電系統(tǒng)需要預(yù)留儲(chǔ)備容量,一般為系統(tǒng)正常供電容量的15%~20%,最小值應(yīng)等于系統(tǒng)中最大的發(fā)電單機(jī)容量,儲(chǔ)能可以承擔(dān)起負(fù)荷備用及事故旋轉(zhuǎn)備用功能。
當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)線路容量產(chǎn)生線路阻塞時(shí),將無(wú)法輸送的電能進(jìn)行儲(chǔ)存,等到用電負(fù)荷小于線路容量時(shí),儲(chǔ)能設(shè)備再向線路放電,優(yōu)化潮流分布,從而緩解輸配電阻塞。在負(fù)荷短時(shí)超過(guò)設(shè)備容量的變電站、臨時(shí)性負(fù)荷增加或者階段性供電可靠性需求提高的地方,通過(guò)安裝儲(chǔ)能可以延緩或者避免輸配電設(shè)備投資。
跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷峰谷及新能源出力變化,負(fù)荷低谷期對(duì)儲(chǔ)能電池充電,負(fù)荷高峰期將存儲(chǔ)的電量釋放,實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)消納之間的平衡,提升電網(wǎng)調(diào)峰能力。電網(wǎng)輸出有功功率小于負(fù)荷需求有功時(shí),系統(tǒng)頻率會(huì)下降,反之則會(huì)上升,通過(guò)儲(chǔ)能快速充放電可以提升電網(wǎng)調(diào)頻能力。用電方用電量增大,原有的變壓器已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)需求,需要申請(qǐng)?jiān)黾尤萘康?,可以通過(guò)安裝儲(chǔ)能電站實(shí)現(xiàn)變壓器動(dòng)態(tài)增容。
用電側(cè):節(jié)約電量電費(fèi)與容量電費(fèi)
儲(chǔ)能可以靈活在充電與放電間轉(zhuǎn)換,在極端條件下作為備用電源可以保證穩(wěn)定、不間斷供電,避免故障修復(fù)過(guò)程中的電能中斷。
用戶在電力市場(chǎng)中,通過(guò)低電價(jià)時(shí)儲(chǔ)能充電、高電價(jià)時(shí)儲(chǔ)能放電,以能量時(shí)移實(shí)現(xiàn)峰谷價(jià)差套利。變壓器容量在315千伏安及以上的大工業(yè)用電需要按照兩部制電價(jià)進(jìn)行繳費(fèi),用戶通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)代替變壓器容量降低最高用電功率,進(jìn)而節(jié)省容量電費(fèi)。一些省份已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能兩充兩放,在谷時(shí)/平時(shí)充電,在兩個(gè)高峰時(shí)段放電,進(jìn)而提升儲(chǔ)能利用率,縮短成本回收周期。當(dāng)電力供應(yīng)緊張(或過(guò)剩)、出現(xiàn)時(shí)段性電力電量不足(或富裕)時(shí),電網(wǎng)企業(yè)根據(jù)供需形勢(shì),邀約具有負(fù)荷調(diào)節(jié)能力的用戶在約定時(shí)段主動(dòng)調(diào)減(或增加)用電負(fù)荷,并給予一定補(bǔ)償(補(bǔ)貼);儲(chǔ)能基于雙向互動(dòng)充放電轉(zhuǎn)換技術(shù),響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求,提升需求側(cè)響應(yīng)能力,并從電價(jià)波動(dòng)中獲利。
電力負(fù)荷性質(zhì)多變、設(shè)備負(fù)載非線性,電能會(huì)出現(xiàn)電壓、電流、頻率、可靠性上的偏差,儲(chǔ)能可以進(jìn)行平滑電壓、頻率波動(dòng),解決電壓升高、驟降、閃變等問(wèn)題,提高電能質(zhì)量。光伏白天發(fā)電,一般夜間用戶負(fù)荷較高,配置儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用自儲(chǔ),更好地利用屋頂光伏,降低用電成本。新型儲(chǔ)能能量密度高,放電性能好且維護(hù)簡(jiǎn)單,作為通信基站備用電源或不間斷電源(UPS),為用戶提供不間斷供電服務(wù),保證關(guān)鍵負(fù)荷用電。
將不同空間的可調(diào)負(fù)荷、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、分布式電源等多種可控資源聚合起來(lái),實(shí)現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制,參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)交易即虛擬電廠。按照電網(wǎng)的需求成為“正電廠”或者“負(fù)電廠”,作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負(fù)荷調(diào)峰,作為“負(fù)電廠”加大新能源消納,配合填谷;提供電能量服務(wù)及輔助調(diào)節(jié)能力服務(wù),并在電力市場(chǎng)中獲得收益。
原標(biāo)題:從“發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)”看新型儲(chǔ)能:如何提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力?