2024年4月，國內(nèi)規(guī)模最大臺區(qū)分布式儲能項目在陜西西安竣工投運，總共部署安裝149套臺區(qū)分布式儲能設(shè)備，合計規(guī)模約14.1MW/30.0MWh，使得臺區(qū)儲能引發(fā)廣泛關(guān)注。此外，2023年底山東、湖北、黑龍江、江西、河南、廣東等多省發(fā)布下轄部分地區(qū)分布式光伏承載力等級預(yù)警;遼寧等其他省份則發(fā)布相關(guān)文件，提出根據(jù)地區(qū)電力需求及電網(wǎng)情況按季度計算地區(qū)(市、縣)分布式光伏可接入容量，多地區(qū)分布式光伏開發(fā)容量告急。在此背景下，臺區(qū)儲能作為分布式光伏消納最佳解決方案受到廣泛關(guān)注，發(fā)展前景廣闊。
一、臺區(qū)儲能簡介
在電力輸配電系統(tǒng)中，電力從發(fā)電廠輸送到變電站，然后通過變壓器降壓后供應(yīng)到不同的臺區(qū)，臺區(qū)是指供應(yīng)給特定區(qū)域的電力分配單元，如農(nóng)村、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)區(qū)域或住宅區(qū)等。
臺區(qū)儲能是指在配電網(wǎng)中，通過安裝儲能設(shè)備來實現(xiàn)對電能的儲存和釋放，以平衡電網(wǎng)負(fù)荷和提高供電可靠性的技術(shù)。臺區(qū)儲能設(shè)備通常安裝在配電變壓器所在的電力配電站或臺區(qū)內(nèi)，用于應(yīng)對配電網(wǎng)中的瞬時負(fù)荷波動和峰值負(fù)荷需求，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度，解決分布式光伏消納難題。
二、我國分布式光伏裝機(jī)迅速增長
近年來，我國分布式光伏裝機(jī)量迅速增長，據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2023年全國新增分布式光伏裝機(jī)約96GW，同比增長88.05%。與此同時，隨著我國分布式光伏大規(guī)模接入電網(wǎng)，光伏發(fā)電消納矛盾更加突出，給配電網(wǎng)帶來一定壓力，已經(jīng)對部分地區(qū)發(fā)用電平衡產(chǎn)生較大影響。例如，2024年山東省內(nèi)136個縣(市、區(qū))中，2024年有53個地區(qū)的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級為“受限”，43個地區(qū)為“一般”，僅40個地區(qū)的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)情況被評為“良好”。分布式光伏開發(fā)增量市場告急。
圖1 我國分布式光伏新增裝機(jī)量(GW)
數(shù)據(jù)來源：EESA數(shù)據(jù)庫
圖2 2023年我國各省分布式光伏新增裝機(jī)(GW)
數(shù)據(jù)來源：國家能源局、EESA數(shù)據(jù)庫
三、臺區(qū)儲能是消納問題最佳解決方案
目前，解決分布式光伏消納問題、提升低壓端電網(wǎng)承載力，有配電網(wǎng)改造(變壓器擴(kuò)容、DVR)、集中匯流(利用10kV線路空間并網(wǎng)，實現(xiàn)臺區(qū)和線路增容)、臺區(qū)配儲等多種解決方案。但是，配電網(wǎng)改造周期長、成本高，且在負(fù)荷峰谷差較大的地區(qū)，傳統(tǒng)投資模式致使變壓器利用率過低，電網(wǎng)投資收益下降，不是最優(yōu)選擇。集中匯流方案需配置10kV高壓并網(wǎng)逆變器且10kV并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)在設(shè)備選型、電纜截面等方面要求更高，增加了光伏安裝的成本。在臺區(qū)配備儲能，儲能通過在午間光伏高發(fā)時段充電以及在晚間負(fù)荷高峰時段放電，能夠?qū)⑴_區(qū)節(jié)點電壓控制在0.93pu-1.07pu的安全范圍內(nèi)，在治理臺區(qū)電壓越限問題方面優(yōu)勢明顯。且相較于其他兩個方案成本及建設(shè)難度更低，故而成為現(xiàn)階段解決分布式光伏消納問題最佳手段。
圖3 臺區(qū)配儲前后節(jié)點電壓變化
圖源：李文美，申亞濤等《數(shù)據(jù)驅(qū)動的光伏低壓臺區(qū)儲能優(yōu)化配置策略》
四、政策支持推動臺區(qū)儲能穩(wěn)步發(fā)展
目前，國家已有政策明確支持電網(wǎng)功能替代性儲能發(fā)展：《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》強調(diào)在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點配置儲能，提高安全運行水平，延緩輸變電設(shè)施投資，探索儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價。電網(wǎng)側(cè)儲能布局主要場景之一是電網(wǎng)薄弱區(qū)域，如供電能力不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)或未覆蓋地區(qū)?！蛾P(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出引導(dǎo)分布式新能源合理配建或共享新型儲能，提升新能源替代能力，促進(jìn)消納。在關(guān)鍵節(jié)點和末端布局新型儲能，增強電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和穩(wěn)定性。
表1 臺區(qū)儲能相關(guān)政策(部分)
數(shù)據(jù)來源：EESA數(shù)據(jù)庫
在此背景下，臺區(qū)儲能需求量大幅上漲。據(jù)EESA調(diào)研，2023年我國已有多個臺區(qū)儲能項目備案，主要分布在山東、浙江、河南、福建等地。此外，2024年4月陜西省149套臺區(qū)分布式儲能設(shè)備建成投運，是我國規(guī)模最大臺區(qū)分布式儲能項目。
表2 臺區(qū)儲能備案項目
數(shù)據(jù)來源：EESA數(shù)據(jù)庫
五、云儲聚合為臺區(qū)儲能帶來新模式
據(jù)EESA臺區(qū)儲能專家訪談，臺區(qū)儲能的商業(yè)模式主要為容量租賃和峰谷套利，未來或可研究出臺容量補償機(jī)制及通過云聚合參與輔助服務(wù)來獲取更多收益。
圖4 臺區(qū)儲能商業(yè)模式
數(shù)據(jù)來源：EESA數(shù)據(jù)庫
容量租賃是指新能源開發(fā)商將建設(shè)的臺區(qū)儲能容量部分出租給同臺區(qū)的其他分布式能源開發(fā)商，以此獲取租賃收益。峰谷套利是指臺區(qū)儲能運營商通過與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)協(xié)商，約定“谷存峰放”方式實現(xiàn)套利，同時減輕光伏發(fā)電對臺區(qū)電壓的影響和電網(wǎng)壓力。同時，臺區(qū)儲能還能在停電頻繁的地區(qū)提供非電網(wǎng)支持業(yè)務(wù)，解決居民用電問題。未來可通過聚合商建立起臺區(qū)儲能云平臺，將眾多臺區(qū)儲能接入電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，參與輔助服務(wù)獲得一定收益;此外臺區(qū)儲能未來可能會引入容量補償機(jī)制和輔助服務(wù)市場機(jī)制，使得項目收益進(jìn)一步提升。
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