新型儲能能量密度高、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)輸配供用實時平衡”的運行模式,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、瞬時平衡的屬性,為系統(tǒng)提供毫秒、秒、分鐘、小時、天到多天的各類時間尺度上的雙向調(diào)節(jié)能力,提升電力系統(tǒng)對于新能源、電動汽車、空調(diào)等波動性源荷的接納能力。
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)儲能從用途看主要有煤電配儲和新能源配儲。
煤電機組需要留出一定的發(fā)電容量作為相應(yīng)尖峰負荷的能力(最大負荷的2%~5%),這使得其無法達到滿發(fā)狀態(tài),影響運行的經(jīng)濟性,利用新型儲能可以替代尖峰備用,降低機組的負荷尖峰備用率,提高機組利用效率。儲能可以輔助煤電機組跟蹤發(fā)電計劃出力,平滑發(fā)電出力波動,降低機組最低出力,提高發(fā)電頂峰出力,改善發(fā)電出力曲線,縮短機組響應(yīng)時間,提高機組調(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償機制、稀缺定價機制和容量市場機制。發(fā)電備用稀缺情況下,制定的現(xiàn)貨市場價格上限允許系統(tǒng)短時出現(xiàn)極高的價格尖峰,即以稀缺定價來回收容量成本。煤電機組配儲能可以增加尖峰稀缺電價時段的功率與電量。
《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》提出,為鼓勵發(fā)電企業(yè)市場化參與調(diào)峰資源建設(shè),超過電網(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(時長4小時以上)配建調(diào)峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。
《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出,大力推進電源側(cè)儲能項目建設(shè),布局一批配置儲能的系統(tǒng)友好型新能源電站項目,通過儲能協(xié)同優(yōu)化運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。多省出臺政策,要求新能源場站進行配儲,配置儲能比例為5%~20%。
《新疆電網(wǎng)發(fā)電側(cè)儲能管理暫行規(guī)則》提出,在風(fēng)電場、光伏電站發(fā)電上網(wǎng)關(guān)口內(nèi)建設(shè)的電儲能設(shè)施,其充電能力可申報為自用容量和調(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)電價結(jié)算。
電網(wǎng)側(cè):改善電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量
新型儲能既可以提供削峰填谷、容量資源、調(diào)頻備用等市場化程度較高的服務(wù),又可以提供延緩輸電投資、增進電網(wǎng)穩(wěn)定等服務(wù)。
《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出,建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制,逐步推動儲能電站參與電力市場;研究探索將電網(wǎng)替代性儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價回收。在負荷密集接入、大規(guī)模新能源匯集、電壓支撐能力不足等電網(wǎng)節(jié)點,通過合理配置儲能,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)定運行,發(fā)電系統(tǒng)需要預(yù)留儲備容量,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)電單機容量,儲能可以承擔(dān)起負荷備用及事故旋轉(zhuǎn)備用功能。
當(dāng)用電負荷超過線路容量產(chǎn)生線路阻塞時,將無法輸送的電能進行儲存,等到用電負荷小于線路容量時,儲能設(shè)備再向線路放電,優(yōu)化潮流分布,從而緩解輸配電阻塞。在負荷短時超過設(shè)備容量的變電站、臨時性負荷增加或者階段性供電可靠性需求提高的地方,通過安裝儲能可以延緩或者避免輸配電設(shè)備投資。
跟蹤系統(tǒng)負荷峰谷及新能源出力變化,負荷低谷期對儲能電池充電,負荷高峰期將存儲的電量釋放,實現(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荷需求有功時,系統(tǒng)頻率會下降,反之則會上升,通過儲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,需要申請增加容量的,可以通過安裝儲能電站實現(xiàn)變壓器動態(tài)增容。
用電側(cè):節(jié)約電量電費與容量電費
儲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)過程中的電能中斷。
用戶在電力市場中,通過低電價時儲能充電、高電價時儲能放電,以能量時移實現(xiàn)峰谷價差套利。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進行繳費,用戶通過儲能系統(tǒng)代替變壓器容量降低最高用電功率,進而節(jié)省容量電費。一些省份已經(jīng)可以實現(xiàn)新型儲能兩充兩放,在谷時/平時充電,在兩個高峰時段放電,進而提升儲能利用率,縮短成本回收周期。當(dāng)電力供應(yīng)緊張(或過剩)、出現(xiàn)時段性電力電量不足(或富裕)時,電網(wǎng)企業(yè)根據(jù)供需形勢,邀約具有負荷調(diào)節(jié)能力的用戶在約定時段主動調(diào)減(或增加)用電負荷,并給予一定補償(補貼);儲能基于雙向互動充放電轉(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,并從電價波動中獲利。
電力負荷性質(zhì)多變、設(shè)備負載非線性,電能會出現(xiàn)電壓、電流、頻率、可靠性上的偏差,儲能可以進行平滑電壓、頻率波動,解決電壓升高、驟降、閃變等問題,提高電能質(zhì)量。光伏白天發(fā)電,一般夜間用戶負荷較高,配置儲能可以實現(xiàn)自發(fā)自用自儲,更好地利用屋頂光伏,降低用電成本。新型儲能能量密度高,放電性能好且維護簡單,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)鍵負荷用電。
將不同空間的可調(diào)負荷、儲能、電動汽車、分布式電源等多種可控資源聚合起來,實現(xiàn)自主協(xié)調(diào)優(yōu)化控制,參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易即虛擬電廠。按照電網(wǎng)的需求成為“正電廠”或者“負電廠”,作為“正電廠”向系統(tǒng)供電或控制可調(diào)負荷調(diào)峰,作為“負電廠”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),并在電力市場中獲得收益。
原標題:從“發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)”看新型儲能:如何提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力?