2024年4月，國內(nèi)規(guī)模最大臺(tái)區(qū)分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目在陜西西安竣工投運(yùn)，總共部署安裝149套臺(tái)區(qū)分布式儲(chǔ)能設(shè)備，合計(jì)規(guī)模約14.1MW/30.0MWh，使得臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(jí)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(jì)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(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能簡(jiǎn)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(tái)區(qū)，臺(tái)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能是指在配電網(wǎng)中，通過安裝儲(chǔ)能設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能設(shè)備通常安裝在配電變壓器所在的電力配電站或臺(tái)區(qū)內(nèi)，用于應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)中的瞬時(shí)負(fù)荷波動(dòng)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(jì)，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(shí)，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(duì)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(gè)縣(市、區(qū))中，2024年有53個(gè)地區(qū)的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級(jí)為“受限”，43個(gè)地區(qū)為“一般”，僅40個(gè)地區(qū)的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)情況被評(píng)為“良好”。分布式光伏開發(fā)增量市場(chǎng)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(tái)區(qū)儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)和線路增容)、臺(tái)區(qū)配儲(chǔ)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(tái)區(qū)配備儲(chǔ)能，儲(chǔ)能通過在午間光伏高發(fā)時(shí)段充電以及在晚間負(fù)荷高峰時(shí)段放電，能夠?qū)⑴_(tái)區(qū)節(jié)點(diǎn)電壓控制在0.93pu-1.07pu的安全范圍內(nèi)，在治理臺(tái)區(qū)電壓越限問題方面優(yōu)勢(shì)明顯。且相較于其他兩個(gè)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(tái)區(qū)配儲(chǔ)前后節(jié)點(diǎn)電壓變化
圖源：李文美，申亞濤等《數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的光伏低壓臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能優(yōu)化配置策略》
四、政策支持推動(dòng)臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(chǔ)能發(fā)展：《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》強(qiáng)調(diào)在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配置儲(chǔ)能，提高安全運(yùn)行水平，延緩輸變電設(shè)施投資，探索儲(chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能布局主要場(chǎng)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(shì)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(chǔ)能，提升新能源替代能力，促進(jìn)消納。在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和末端布局新型儲(chǔ)能，增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和穩(wěn)定性。
表1 臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能需求量大幅上漲。據(jù)EESA調(diào)研，2023年我國已有多個(gè)臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能項(xiàng)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(tái)區(qū)分布式儲(chǔ)能設(shè)備建成投運(yùn)，是我國規(guī)模最大臺(tái)區(qū)分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目。
表2 臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能備案項(xiàng)目
數(shù)據(jù)來源：EESA數(shù)據(jù)庫
五、云儲(chǔ)聚合為臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能帶來新模式
據(jù)EESA臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能專家訪談，臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)容量補(bǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能容量部分出租給同臺(tái)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能運(yùn)營商通過與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)協(xié)商，約定“谷存峰放”方式實(shí)現(xiàn)套利，同時(shí)減輕光伏發(fā)電對(duì)臺(tái)區(qū)電壓的影響和電網(wǎng)壓力。同時(shí)，臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能云平臺(tái)，將眾多臺(tái)區(qū)儲(chǔ)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(tái)區(qū)儲(chǔ)能未來可能會(huì)引入容量補(bǔ)償機(jī)制和輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，使得項(xiàng)目收益進(jìn)一步提升。
評(píng)論