电力市场环境下分布式电源与储能协同规划

电力市场环境下分布式电源与储能协同

规划摘要：近些年，我国综合国力不断增强，电力企业为我国发展做出了很大贡献。布式储能系统在用户侧、配网侧、分布式电源及微电网侧等领域具有广泛的适用性，将产生良好的经济效益与社会效益。根据分布式储能系统的研究现状，并分析了典型应用模式下分布式储能系统的应用功能与运行效果。通过对运行效果的分析，提出典型应用模式下分布式储能系统容量优化配置的约束条件、目标函数。关键词：电力市场；分布式电源；储能；协同规划引言在倡导节能减排的当下，既保障经济快速发展中的能源安全，又全力推进温室气体减排是我国能源发展的重大战略任务。但目前我国仍存在能源结构不合理、时空分布不均匀、供求关系不匹配、可再生能源占比低、能源安全水平需进一步提高等问题，因此发展高效、清洁、低碳、循环的能源技术成为一项重要任务。其中分布式储能作为一种能源调节技术手段，发挥着巨大作用。1能源互联网发展概述结合现状分析，能源互联网已经成为世界各国科研机构研究的热点，所以能源互联网也被称为“第三次工业革命”的核心内容。目前很多发达国家都开始加大对能源互联网技术的发展力度，虽然各个国家能源互联网的认知水平以及发展情况各不相同，但是其发展的核心一致，均为保证能源技术和互联网信息技术的有机结合。使传统能源系统在使用过程中的集中度加以分散，转变传统单一的只能由生产者控制的情况，建立同消费者可以互动交流的新型能源系统，使可再生能源在能源系统中的比例增加，保证多能源有效联动的高效利用模式的实现。近些年来，我国智能技术呈飞速发展趋势，信息技术的应用也变得愈加普遍。在能源互联网发展的进程中，越来越多的高校也广泛参与能源互联网体系标准制定工作，对其概念、形式和发展模式进行深入研究，为能源互联网的发展注入活力。2分布式电源的运行模式分布式电源的运行模型可分为三种，每一种对配电网可靠性的影响各不相同。分布式电源作为配电网的备用电源:此种运行模式适用于负荷等级高的用户，只有在主电源发生故障时，配电网自动控制装置切换供电路径，分布式电源投入使用，在主电源恢复正常后，自动控制装置再次切换供电路径，分布式电源退出运行。若分布式电源与主电源之间协调合理，可提高配电网的可靠性；配电网作为分布式电源的备用电源:分布式电源作为主电源单独供电，配电网既能够有效地解决分布式电源的电能缺失，也能够吸收分布式电源的冗余电量，从投资成本上看，提高了分布式电源运行的经济性，但此模式无法改善配电网的可靠性；分布式电源与系统电网并列运行:配电网原有的无源网络转换成复杂的有源网络，分布式电源与系统电源互为负荷点的备用电源，每个负荷点拥有多种供电路径，如果能够合理的协调分布式电源和系统电源的关系，能够提高配电网的可靠性。否则由于分布式电源出力的随机特性，会降低配电网的可靠性。3电力市场环境下分布式电源与储能协同规划策略3.1单用户匹配模式单用户匹配模式中的匹配用户由2个发电总量及负荷总量近似相等的用户组成，匹配用户均可拥有独立分布式电源，也可只有一方拥有独立分布式电源。2个匹配用户将分布式电源产生的电能存储到云储能提供商提供的储能电池中，根据自身需求控制储能电池的充电及放电。在单用户匹配模式下，用户的分布式电源产生的电能往往是不均衡的，因此耗电多而供能少的一方需要向供能多的一方支付额外费用，用户间需签订与付费相关的合约。合约可由用户间内部商议决定也可由云储能提供商统一制定标准。为防止储能电池出现电能余量不足的情况，云储能提供商需定期检查储能电池电能余量并对余量不足的储能电池进行充电。云储能提供商可从向用户出租储能电池及对储能电池定期维护中盈利。3.2配网侧储能在配电网侧的应用主要包括无功支持、缓解配电阻塞、延缓配电设备扩容等。储能在缓解配电设备阻塞和延缓配电设备扩容两个方面的应用，相对简单的扩容升级，更加灵活，减少了投资的风险，提高了电力资产的利用率。在最大负荷接近设备容量的输配电系统内，将储能安装在原本需要升级的输配电的下游位置来延缓或者避免扩容，利用较小容量的储能设备来延缓需要很大投入的电网扩容投资。这样做可以提高电力资产的利用率，更高效地利用电力企业的资金，而且还可以减少大规模资金投入产生的风险。3.3支持高比例可再生能源发电电网运行在世界范围内，可再生能源发电呈飞速发展的趋势，大规模波动性和间歇性可再生能源发电接入导致电源侧不稳定性明显，导致电网功率不平衡风险滋生。对大规模可再生能源发电接入来说，可以使用储能技术和发电联合，预防其不确定性，提高可调性。其次，使用电网级储能有助于提高电网对可再生能源发电的适应能力。对后者进行分析，储能属于电网的一种可调度资源，其价值丰富，使用空间广泛。在电网级应用过程中，储能的需求可以划分为功率服务和能量服务两种。功率服务中储能需要对电网的暂态稳定与短时功率平衡氩气，作用时间从几秒钟到几分钟。能量服务储能多适用于较长时间尺度的功率调节，作用时间从数小时到季节时间尺度，能够解决系统峰谷调节和输配电线路阻塞的问题。对功率服务来说，需要对快速的大容量储能技术做出响应，主要包括飞轮储能、电池储能等，实现储能技术和电子技术的有机结合，具备四象限调节能力，实现对有功功率与无功功率的共同调节，保障电网的电压及频率。对能量服务来说，双向电力储能需要具备长期的存储性能、一定的循环效率和低成本的特点，保证可再生能源发电在时间方面的有效转移。但是结合现状分析，大规模电力储能并不是解决高比例可再生能源发电问题的唯一方法，用电负荷的柔性调节也是一种有效的方法，对分布式储能技术的有效应用有助于强化电力负荷的柔性调节性能。4分布式储能系统的研究展望目前，分布式储能优化配置多是针对特定的接入点进行功率与容量的优化配置，且储能容量配置多考虑单一功能，然而现实中储能的应用功能不止一个。因此，在后续储能容量优化配置辅助分析软件开发过程中，应考虑“一主多辅”的储能应用场景，建立多目标优化函数，求解在“一主多辅”应用场景下的容量配置方案。分布式储能的接入及出力具有分散布局等特点，若缺乏有效的调控手段，相当于一大批随机性的扰动电源，不仅不利于电网频率、电压、电能质量的改善，还会造成储能资源的浪费。因此，需要在配电网中合理规划分布式储能系统，调控其与分布式电源和负荷协调运行；同时，通过调控汇聚多点分布的规模化的分布式储能系统，参与电网调峰、调频和调压等辅助服务，提高电网运行效率。结语综上所述，在能源互联网视域下，电力储能的形式愈加丰富，不同形式对于电力成本的影响也不尽相同，因此在对储能方式进行选择的过程中，需要结合实际情况以及市场要求，选择最为合适的储能方法，保证电力储能的稳定使用。参考文献陈哲，王主丁，黄河,等.中压配电网规划中计及多因素影响的供电分区划分方法[J/OL].电网技术：1-