智慧社区中分布式储能的应用研究

国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司 何 平 兴胜利 顾杨青 白 锐

1 分布式储能技术介绍

1.1 技术特点

储能技术通过某装置、介质将电能转化其他形式，当提出应用需求时，通过特定能量形式可释放出电能。储能系统由接入装置、储能装置等组成，储能装置利用能量存储、功率交换、释放等方式，能双向传递和转换储能装置、电网装置，以此发挥出能源优化、电力调峰，全面提升电力系统稳定性、供电可靠性[1]。现阶段，分布式储能技术涉及到飞轮储能、电池储能、超级电容。其中飞轮储能技术在多种储能技术当中属于常见形式，利用电动机电力能源供给确保飞轮维持在快速运转状态，同时转化电力资源并进行存储，确保电力能源可转化为动力能源，广泛应用到能源消耗领域；电子储能技术。在应用储能系统时多数超导性技术都可应用到电力系统储能工作中。在处理温度层面时可采用低电阻导电物质，这样能确保电阻值不断降低并趋于0值。分布式储能技术的类型不同则技术特性也不同，主要表现在寿命、效率、持续发电时间、额定功率等。

1.2 分布式储能技术应用现状

在配电网系统中分布式储能技术具备显著应用效果显著。分布式储能不会受到连接部位、自然条件影响，接网灵活性高，所以在配电网、用户侧中具备显著优势。在2007年美国研发出兆瓦级柜式磷酸铁锂电池储能系统，接入两个风电场，能够辅助调频，确保新能源接入的灵活性。在分布式电池储能系统中，因发展起步晚我国与西方国家差距大，系统整体规模结构较小，性能优势不足，示范项目较少。尽管锂离子电池技术成熟，然而在系统集成与设计中整个速度较慢，可以加强系统性能与功能。锂离子电池中具有多种化学成分，并有效对应能量特性和功率。由于能量密度比较高且不存在记忆效应，因此被应用到数码产品当中，当前部分学者开始研究锂离子电池在储能电站当中的应用[2]。我国多数储能示范项目都需进一步探索研究，因此产业化特征不足。

2 智慧社区功能特征与新技术

2.1 智慧社区

智慧社区是重要的社区分支，提出新型管理理念，属于社会管理创新的模式。智慧社区采用物联网、移动互联网、云计算等信息技术，可形成新的管理形态社区，对社会、环境、商业进行平衡，对现有资源进行优化，以此实现全新的社区建设目标，有效改善居民生活水平。智慧社区的功能组成有：门禁系统、信息推送、可视对讲、远程监控、智能安防、智能家居、社区服务、社区管理。

2.2 智慧社区特征

传感控制技术、物联网技术、互联网应用、大数据技术、云计算技术，可以实现智慧城市发展，带动智慧社区发展。智慧社区可融合不同资源，能覆盖多行业领域，形成全新社区形态。智慧社区主要特征如下。

清洁能源持续供给：智慧社区具备能源供给、环保清洁、多类型特点，利用多电源模式可实现绿色经济、生活方式的发展。随着新能源的应用能够使能源消耗降低，进一步促使用户费用支出下降。智慧社区能源管理有能源管理、智慧配网、金融和碳服务、储能微网、能源计量与采集、智慧光伏，智慧社区的多电源系统基本满足多电能质量要求，全面提升供电可靠性，属于现有电网的有益补偿。

多服务功能聚集：智慧社区采用现代化科技手段，可有效支撑社区服务。通过应用科学技术手段，既可提升办事流程与效率，还可增加服务、管理内容，为居民获得优质服务；人性化环境：智慧社区目的在于为社区提供服务，现代科技手段能够满足居民个性化、人性化需求，属于智慧社区重要特征。然而社区会产生大量信息，及时获取和分离信息，采用数据挖掘技术对居民行为特点进行分析、科学预测服务和管理，属于智慧社区智能管理要点，以信息化方式处理信息。

2.3 智慧社区对新技术的需求

电源装置、储能技术：智慧社区在规划和设计供电系统时会牵扯到较多发电系统，特别是可再生能源系统，全面实现清洁能源发展，满足用户电能质量安全性、供电可靠性的需求。此外，参与需求侧响应，转变用户的用电习惯、使购电费用降低。通过分布式储能技术能够全面带动发展，但和推广应用的差距大。注重分布式储能技术的发展能够改善能源运行特性，进一步提升绿色能源利用率。分布式储能快速响应能力强，能持续不间断提供电源，全面维护供电可靠性[3]。在社区或家庭安装分布式储能时，必须利用需求侧响应，全面提升用户用电经济性，以此提升能源利用效率，有效补充未来电网发展。

物联网技术：智慧社区通过物联网技术，能够将分散在社区的智能安防、智能家居管理、建筑设备监控、物业服务等多种系统高度集成在同一平台上，实现管理、服务、资源、信息共享，加强智慧社区的应用水平。智慧社区的未来发展中，对于网布局、规模、质量提出较高要求，注重地理空间跨越，同时利用网络平台将信息传输至数据系统，便于后期应用。注重智慧社区建设应促进物联网技术发展，结合无线技术和有线技术，以此满足社区的网络需求。

大数据技术：大数据技术能有效支持智慧社区发展，但高度依赖底层数据。融合与应用基础大数据，能够为智慧社区发展奠定基础。注重建设大数据环境网络层，保证网络与大数据技术的适应性，高效建设智慧社区。智慧社区发展，首先获取海量数据，做好存储、查询、应用，充分发挥出数据深度挖掘技术的作用，注重信息的融合与共享，获取价值信息，且不同应用间应互联与互通。

3 分布式储能在智慧社区中的作用

提升清洁能源利用率。在智慧社区建设中有序接入可再生能源属于重要内容。相比于常规电源，可再生能源具备间歇性、波动性特点，当占比超过标准值后对局部电网冲击影响大。通过分布式储能系统可以实现缓冲，以免影响电网发展。如果波动性可再生能源装机率增加且配置动态响应良好、储能装置可靠性高，可以处理可再生能源的不确定性、间歇性问题，即可增加可再生能源在智慧社区中的应用集约化开发和利用[4]。

参与需求侧管理。将分布式储能系统安装在智慧社区内，能够参与需求侧响应。当电价低廉时可以充电；当电价高时可以放电，维护用户错峰用电，减少购电费用。分布式储能技术可应用到应急电源管理系统中，科学调节输出功率。利用储能供电可对应急电源予以维护，降低高峰用电量，确保家庭生活的能源补给。

提升用电可靠性。社区储能系统容量小、占地面积小且移动便捷。因此在系统配置时必须放置于电力用户端、配电网侧，将其作为备用电源，避免由于自然灾害、人为影响所致短暂停电事故问题，同时可以处理电能质量问题，提升供电可靠性。对于电网系统，应通过分布式储能系统对负载起到均衡作用，确保电压稳定性，全面减少线路损耗。

促进电动汽车的发展。在分布式储能领域中，电动汽车储能为特殊方式。智慧交通在智慧社区中非常重要，不仅涉及到电动私家车、电动出租车，同时涉及到公共服务领域，例如电动公交车、邮政车、环卫车都需应用分布式储能资源。无论是储能规模、可行性、汽车发展需求角度分析，发展前景都非常大。2020年我国电动汽车产销数量基本达到500万辆，大力建设分布式储能设施，确保投资规模达到2000亿元[5]。将储能方式推广到智慧社区中会增加投资规模。社区储能系统中电池容量与动力电池的容量一致，可应用车网互联方式。其一，由于电网发电过剩、用户无需大能量需求，可将多余能量存储至电动车内，加强电网应用效率；其二，电网容量不足，能够反馈电动车电能传输至电网中，加强电网稳定性，降低备用容量。

3.5 智慧社区中应用分布式储能关键技术

分布式储能属于新市场，电力企业、政府、电池厂商应当示范论证分布式储能系统在需求侧响应、提供独立电源、平滑可再生能源中的应用。在未来发展中，分布式发电、电动汽车实施价格管理机制，能有效支持分布式储能系统发展。社区储能、家庭储能都需应用分布式储能，因此在智慧社区中分布式储能组成非常重要。智慧社区应全面分析分布式储能的应用需求：注重研发分布式储能的设计规范以满足智慧社区发展，涉及到不同应用场景的性能指标、功能需求；对于分布式储能的未来发展中，应关注分布式储能性能，使成本降到最低。注重研究和开发新型储能技术、优化改进现有技术等。

综上，针对智慧社区来说，必须高度关注分布式储能的应用场景，深入讨论能量管理技术，针对不同能量管理层次，针对性分析分布式储能作用，实现多元化应用，展示出应用潜能，以此提升应用经济性与效率。