近年來，隨著儲能技術(shù)經(jīng)濟性的不斷提升，儲能在可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的作用日益凸顯，我國也相繼出臺政策鼓勵儲能技術(shù)的建設(shè)與應(yīng)用。根據(jù)接入方式及應(yīng)用場景的不同，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用主要包含集中式與分布式兩種形式。集中式應(yīng)用的儲能系統(tǒng)一般在同一并網(wǎng)點集中接入，目前，在大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電并網(wǎng)、電網(wǎng)輔助服務(wù)等方面主要采用此形式，具有功率大(數(shù)兆瓦到百兆瓦級)、持續(xù)放電時間長(分鐘級至小時級)等特點。分布式應(yīng)用的儲能系統(tǒng)接入位置靈活，目前多在中低壓配電網(wǎng)、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、用戶側(cè)應(yīng)用。分布式儲能的功率、容量的規(guī)模相對較小。

1分布式儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用場景

1.1削峰填谷

近年來，電網(wǎng)負荷峰谷差日益增大，可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)滲透率的不斷提高又進一步導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)峰壓力增大。利用儲能裝置在負荷高峰時期放電，負荷低谷時期從電網(wǎng)充電，減少高峰負荷需求，節(jié)省用電費用，從而達到改善負荷特性、參與系統(tǒng)調(diào)峰的目的。通過實施削峰填谷，可以提高電力系統(tǒng)設(shè)備的利用率并且延緩或減少發(fā)-輸-配電環(huán)節(jié)設(shè)備的擴容與升級。

根據(jù)實施主體的不同，儲能系統(tǒng)進行削峰填谷的目標也有差異：

①當(dāng)儲能系統(tǒng)實施主體為電網(wǎng)時，從電網(wǎng)調(diào)峰角度考慮，為減少常規(guī)發(fā)電機組的開停機次數(shù)以及旋轉(zhuǎn)備用的容量，儲能系統(tǒng)削峰填谷的目標應(yīng)為負荷波動小、峰谷差小。②當(dāng)儲能系統(tǒng)實施主體為用戶或者第三方投資方時，儲能系統(tǒng)削峰填谷的目標則變?yōu)楣?jié)省電費、最大限度套利。目前的儲能系統(tǒng)削峰填谷控制策略多以負荷波動最小為目標函數(shù)，并輔助經(jīng)濟性分析，從而實現(xiàn)儲能系統(tǒng)充放電的優(yōu)化管理。

1.2提高供電可靠性和電能質(zhì)量

為防止電力系統(tǒng)的重要用戶在電網(wǎng)故障或停電時的經(jīng)濟損失，通過配置一定容量的儲能系統(tǒng)作為應(yīng)急電源或不間斷電源，可有效提高供電可靠性。另外，儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)高效快速地有功和無功控制，快速響應(yīng)系統(tǒng)擾動，調(diào)整頻率與電壓，補償負荷波動，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，改善電能質(zhì)量。

1.3調(diào)頻

儲能系統(tǒng)尤其是電池儲能技術(shù)具備響應(yīng)速度快、雙向調(diào)節(jié)能力等優(yōu)點，比傳統(tǒng)的調(diào)頻手段更加高效。但由于儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性的制約，電池儲能系統(tǒng)的容量比傳統(tǒng)調(diào)頻電源小，因此儲能系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻一般是與傳統(tǒng)的調(diào)頻電源進行組合使用。在儲能參與系統(tǒng)一次調(diào)頻方面，有文獻對儲能系統(tǒng)輔助常規(guī)機組進行一次調(diào)頻的控制策略進行了研究，主要使用了改進下垂控制方法。儲能系統(tǒng)也可與風(fēng)電聯(lián)合提高風(fēng)電機組的一次調(diào)頻能力，。此種模式下，也會相應(yīng)減小風(fēng)電場棄風(fēng)量。在儲能參與系統(tǒng)二次調(diào)頻方面，針對傳統(tǒng)調(diào)頻中，火電機組響應(yīng)速度慢、機組爬坡速率低等問題，主要從儲能系統(tǒng)輔助調(diào)頻的角度，提出了基于模糊控制、遺傳算法、靈敏度分析的儲能系統(tǒng)參與調(diào)頻控制方法，從而改善電網(wǎng)調(diào)頻性能。

1.4分布式可再生能源消納

分布式風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電的隨機性、波動性特點將會對其接入的配電網(wǎng)運行控制產(chǎn)生沖擊。儲能系統(tǒng)可平滑分布式風(fēng)光發(fā)電的有功功率波動、改善電能質(zhì)量、提高跟蹤計劃出力的能力，從而減小分布式風(fēng)光發(fā)電對電網(wǎng)的沖擊，促進電網(wǎng)接納高滲透率分布式可再生能源發(fā)電的能力。目前，儲能系統(tǒng)提高集中式大規(guī)?？稍偕苣茉窗l(fā)電方面，主要開展了平滑風(fēng)光出力波動、跟蹤計劃等方面的控制技術(shù)研究，成果較多。分布式可再生能源發(fā)電由于接入位置、利用方式與集中式發(fā)電不同，因此控制需求也有差異，這方面的研究目前剛處于起步階段。

2分布式儲能系統(tǒng)配置技術(shù)

儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)、配電側(cè)、用戶側(cè)的分布式應(yīng)用已通過理論及實踐驗證了可行性。現(xiàn)階段，儲能成本相對較高，儲能的經(jīng)濟性問題仍是制約其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的重要因素。但若考慮儲能系統(tǒng)的附加價值，從技術(shù)指標、經(jīng)濟效益、社會效益方面綜合分析評估，對儲能系統(tǒng)進行優(yōu)化配置，并對儲能系統(tǒng)的運行策略進行優(yōu)化，將會有力促進分布式儲能的應(yīng)用。儲能技術(shù)是微電網(wǎng)的重要組成部分，近年來微電網(wǎng)的理論與實踐成果較多，儲能配置技術(shù)的研究也比較成熟。一般以微電網(wǎng)內(nèi)部的功率平衡、分布式可再生能源發(fā)電利用率以及微電網(wǎng)可靠性等技術(shù)指標以及系統(tǒng)經(jīng)濟性作為優(yōu)化目標函數(shù)，采用優(yōu)化算法求解得出儲能容量配置方案。

3分布式儲能系統(tǒng)的應(yīng)用案例

分布式儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用取決于儲能技術(shù)特征與應(yīng)用場景需求的對應(yīng)性。不同的應(yīng)用場景對分布式儲能系統(tǒng)功率、能量方面的技術(shù)需求存在差異。對比目前幾種類型的儲能技術(shù)，除抽水蓄能電站由于受地理條件的限制無法以分布式儲能的形式靈活應(yīng)用之外，其余類型儲能技術(shù)，如電化學(xué)儲能、超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能、壓縮空氣等均有進行分布式應(yīng)用的潛力。儲能在分布式發(fā)電以及微電網(wǎng)中的示范項目數(shù)量較多。據(jù)CNESA統(tǒng)計，不考慮抽水蓄能和儲熱項目，截至2016年，應(yīng)用于分布式發(fā)電及微電網(wǎng)領(lǐng)域儲能系統(tǒng)裝機量占全部裝機的比例為57%。而在配電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的應(yīng)用還比較少。儲能在微電網(wǎng)中應(yīng)用主要體現(xiàn)在提供應(yīng)急電源、提高分布式電源接入能力、改善電能質(zhì)量、聯(lián)絡(luò)線功率控制等方面。以城市微電網(wǎng)-新能源產(chǎn)業(yè)基地八達嶺新能源孵化器智能微電網(wǎng)項目為例，介紹儲能系統(tǒng)在其中應(yīng)用情況。該微電網(wǎng)包括開閉所、配電室、建筑能源小屋、光伏車棚能源小屋，總計29個子微電網(wǎng)，組成三級微電網(wǎng)群，其中光伏2MW、風(fēng)電60kW和儲能系統(tǒng)2.5MW，儲能系統(tǒng)由全釩液流電池、鋰離子電池、超級電容器3種類型電池組成。儲能系統(tǒng)主要用于平衡分布式電源及負荷突變、提升分布式風(fēng)光發(fā)電的穩(wěn)定性。儲能系統(tǒng)在配電側(cè)應(yīng)用主要以削峰填谷、提高分布式電源接納能力、改善電壓質(zhì)量、提高設(shè)備利用率等為主。國內(nèi)儲能在配電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用較早且比較大的儲能電站是深圳寶清電池儲能電站。

4分布式儲能系統(tǒng)的前景及關(guān)鍵技術(shù)

隨著儲能系統(tǒng)尤其是電池儲能技術(shù)經(jīng)濟性的不斷提高，必將推動分布式儲能系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。目前的技術(shù)儲備尚不能支撐大量的分布式儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的應(yīng)用，分布式儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)的應(yīng)用還有很大的研究需求。

(1)分布式儲能提高分布式風(fēng)光可再生能源并網(wǎng)消納技術(shù)研究。從分布式風(fēng)光發(fā)電引起的配電網(wǎng)電能質(zhì)量改善、調(diào)峰等需求為切入點，開展分布式儲能容量配置、經(jīng)濟性分析以及控制技術(shù)的研究，通過兩者聯(lián)合，提高配電網(wǎng)的運行水平。

(2)分布式儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度管理技術(shù)研究。電網(wǎng)中接入的分布式儲能系統(tǒng)數(shù)量達到一定規(guī)模時，對分布式儲能系統(tǒng)進行有序的調(diào)度管理，使其不僅滿足就地的功能，同時還能通過統(tǒng)一的協(xié)調(diào)控制滿足電網(wǎng)級的應(yīng)用，最大限度發(fā)揮分布式儲能系統(tǒng)的作用。

(3)儲能系統(tǒng)分布式應(yīng)用的優(yōu)化配置及經(jīng)濟性分析技術(shù)研究。目前的分布式儲能優(yōu)化配置多是針對特定的接入點進行功率與容量的優(yōu)化配置。未來，以電網(wǎng)角度進行統(tǒng)一布置時，應(yīng)開展對分布式儲能系統(tǒng)有序規(guī)劃與配置技術(shù)研究，充分發(fā)揮多點分布式儲能聚合效應(yīng)，實現(xiàn)對電網(wǎng)多種需求的支撐能力，并產(chǎn)生一定的經(jīng)濟、社會效益。

5結(jié)語

分布式儲能技術(shù)在配電網(wǎng)、用戶側(cè)、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電等方面應(yīng)用可產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟和社會效益，應(yīng)用潛力巨大。本文從儲能系統(tǒng)分布式應(yīng)用的角度，總結(jié)分析了分布式儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用場景。最后從提高分布式可再生能源消納、分布式儲能系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度的角度，分析了未來分布式儲能系統(tǒng)需關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。