用户侧分布式储能的优化配置研究

杨智诚 郭国伟 刘鹏祥

摘要：受经济、环境、技术等多种因素的限制，电力网络的发展与用户需求的增长呈现不协调关系，使电网在进行规模化扩张与发展的进程中出现结构不合理的问题。为实现电力网络系统的可持续发展，将以用户侧为研究基点，利用分布式储能设备，使对应负荷的特征曲线趋向平滑。文章以分布式储能装置的优化作为研究目标，对分布式储能的前景进行分析，研究了分布式储能的结构与配置容量，根据储能的优势化特征，明晰适合用户侧分布式储能应用的发展配置。

关键词：用户侧;分布式储能;配置位置

基金项目：

广东电网有限责任公司科技项目

项目编号：030600KK52170106，科技编码：GDKJXM20173241）

0引言

随着社会经济的发展与科学技术的进步，智能化电网与分布式能源得到了更加全面的普及，储能系统的优势特征越来越突显，并且实际应用于电网中的发、输、变等一系列环节中。但是储能系统在电网中的应用还具备较大的利用空间，需要不断探索与深化二者之间的相互作用。研究储能系统在电网中的实用效能还需要参考市场的需求变化与电网运行特质，规划出储能系统在电网系统中科学高效的应用方式。结合储能系统的实际应用现状可知，其不仅能够作用于电网系统的改善，还能够促进新能源的并网能力，提升用户的用电稳定性，因此，更有必要将储能系统的配置进行深层次的挖掘与优化。

1分布式储能的应用前景

分布式电能存储系统能够应用于系统内的多个位置，这一特性使其具备广泛的应用前景。想要提升电网系统的稳定性，需要结合分布式储能装置，正确的配置能够保证整体电网的稳定运行，提升负荷用电的质量，改进传统电网系统中的并网效果，为未来电网发展与建设提供内在支撑力。传统的大型储能电站受制于周围环境与地理位置的限制较大，而工程用地又属于我国发展关键的基础因素，因此，对环境要求小的分布式电能存储装置更容易被应用于多种地理条件的电網系统位置中，以灵活的优势特征作用于配网、微网以及分布式电源侧。其作用具体体现在以下条件中。

首先，分布式储能可以削峰填谷，减少运行损耗。随着用电负荷的不断增加，符合峰谷之间的差值也会不断拉大，通过分布式储能进行削峰填谷，一方面可以提高负荷用电的发电量，推进我国电网工程的基础建设;另一方面，还可以降低由于用电负荷过大造成的电网损耗[1]。

其次，分布式储能可以稳定供电，降低损坏风险。用户设施合理的储能设施后，可以有效提升电源质量稳定性，如果在运行过程中出现断电的情况，依靠储能作用依旧可以使设备平稳运行，通过降低停电风险，保障企业的运行效益。

最后，分布式储能更具节能效益，降低用电消费。基于用户用电消费考虑，尤其是执行峰谷电价措施的用户，利用存储设备对谷价电能进行电力储备，可以保证在用电量一样的时候，节省掉部分高价电，通过节省电价差值，降低用户运行成本。

2分布式储能体系与配置容量

2.1分布式储能系统体系

结合用户侧对于分布式储能的应用，创建出了能源互联网技术支撑下规模化的电力储能应用系统，系统结构如图1所示。

创建此系统的目的在于完成电力的储能与运营，负责储能的建设与管理运行。利用储能系统中的调度支持系统，实现内部数据与信息通向总系统的交互。储能交易与运营中心利用信息与管理系统将总体信息内容进行统筹，之后将收集到的信息做进一步仿真实验及分析研究;利用储能调度系统，完成局部与整体的协调性调整，通过相应技术手段保障系统运行的独立性，同时也完善的系统的融合功能[2]。

2.2分布式储能配置容量

出于对电网结构的研究，需要参照用电负荷进行具体的产业分析。其中第二产业的实际用电量较大，但其负荷运行特征属于平稳型，用电负荷变化曲线并未出现明显的峰谷差;但是居民用电负荷的特征表现在用电量小、负荷大，且由于负荷特性不够平稳，产生出的峰谷差值较大。负荷峰谷差值对于用电情况的影响主要在于居民用电的配网建设中，为了提高居民用电稳定性，降低峰谷差值产生的用电费用，就需要合理的提高电网设施的利用效能，制定科学的电网建设规划。

3用户的分布式储能效益分析及商业模式

3.1电网效益分析

通常情况下，会通过增添电源设施来对电力网络结构进行优化，以实现用户侧的可靠性供电，其设定用电标准为：当供电可靠性达到99.99%时，要求用电线路一年内出现的停电时间控制在8.76小时以内。利用分布式储能电站，能够有效提高用户侧稳定性供电，还能降低基础电网投放成本。通过合理地对建造成本进行优化，促进了供电稳定性与可靠性对电网运行带来的收益[3]。

3.2电厂效益分析

电厂的实际发电量需要参考负荷需求，当用电需求处于负荷低谷时，发电机组会将负荷水平位置在较低的程度上。参照发电机组10%的容量来进行系统配置，容量可提供3-4小时的运行时长，利用与之对应的指令使储能系统执行充电任务，提升10%左右的出力，以此提高发电机组的稳定性，降低发电机组的煤炭材料消耗量，节省电厂发电成本。

3.3用户效益分析

向用户侧提供储能设施时，应以储能交易与运营为任务平台，在安装储能设施前需与工业用户签订相关协议，保证供用电的合理性与合法性。通过异地分布式储能设施向工业用户提供电力，一方面可以保障工业用电用户的经济成本不出现过多浪费，另一方面可以保证居民用户使用电力产生的峰谷差较小。分布式储能设施都在痛点低谷时进行电力储备，在用电方高峰期使用储备电力，充分利用储能系统的交互作用，实现用户侧经济效益的提高[4]。

3.4对电网的辅助服务商业模式

针对电网辅助服务，提供两种商业模式。第一种是由建设到运营（移交）的模式。这种商业模式是通过储能服务公司负责电力储备的项目工程，之后通过电网公司按照成本计算来支付相应的电力成本;第二种是总承包的模式，通过储能服务公司获取能源管理模式。将储能服务产生的经济收益按合同比例进行划分，当合同到期时，节能项目产生的效益与所有权归属于电网公司。

3.5对电厂的辅助服务商业模式

针对电厂辅助服务，提出两种商业服务。第一种是总承包模式，该模式利用储能服务公司的合同管理模式，将产生的经济效益进行比例分成。储能服务公司与发电企业共享节能减排所产生的经济效益、调频考核节省的经济效益以及AGC考核节省的经济效益;第二种是总承包加托管的模式，该模式需要电厂投入一定的成本，通过储能服务公司来开发建设相应的储能设施，同时负责客户的运营委托，结束运营后将系统移交给客户即可[5]。

5结语

综上所述，分布式储能能够有效降低集中储能对电力系统产生的损害，为用户侧提供分布式优化储能结构，通过提升供电的稳定性来提升电力企业的经济效益，保证工业用户与居民用户的合理化用电。应用于用户侧的分布式储能设施可以为用电负荷创造更加优质的运作条件，因此，对用户侧分布式储能配置进行合理优化是具有重要意义的。

参考文献：

[1] 单栋梁，刘向立，徐利凯，王聪慧.用户侧光储充一体化智能微电网系统应用研究[J].电器与能效管理技术，2020（02）：41-46.

[2] 寇凌峰，张颖，季宇，吴鸣，熊雄，胡转娣，孟锦鹏，向月.分布式储能的典型应用场景及运营模式分析[J].电力系统保护与控制，2020，48（04）：177-187.

[3] 焦丰顺，任畅翔，李志铿.分布式储能项目效益评价方法研究[J].南方能源建设，2019，6（03）：48-53.

[4] 王世龙，宋双商，林清华，陈锦涛，郭红霞.计及分布式储能的虚拟电厂优化调度[J].可再生能源，2019，37（08）：1214-1219.

[5] 白向羽，孙德化.用户配电室设置储能电池堆的可行性分析[J].现代建筑电气，2019，10（07）：52-53+58.