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3.3分布式电能存储系统的优化规划
设计有关分布式电能存储系统的规划设计研究,大多针对具体应用场合,通过建立不同的储能系统优化规划设计模型,采用优化算法计算得到分布式电能存储系统的类型、功率、容量,以及储能系统的成套方案(包括电力电子变换装置和配套设备的容量、选型等).针对不同的应用场景,分布式电能存储系统的规划设计可能会偏重于不同的方面,采用的目标函数各异.在配电网中,主要考虑分布式电能存储系统接入后通过延缓电网升级、减少电网阻塞、提供辅助服务,以及低发高储套利等带来的经济收益;在微电网与配合可再生能源发电时,多从平滑系统功率输出、控制联络线功率,以及减少“弃风弃光”等方面考虑,储能容量的优化配置与可再生能源出力曲线密切相关;在用户侧主要考虑节省电费、需求侧相应、用户缺电成本等方面.总体来说,多数研究以分布式电能存储系统为运营商和用户带来的经济收益最大、节省成本最多为目标函数.实际上,还应该以分布式电能存储系统的应用带来的社会效益最大为目标,如碳排放最低、环境污染最小、接入可再生能源比例最高、提高供电可靠性的能力最大等.在不同应用场景的规划设计中,约束条件基本大同小异,主要包括功率平衡约束、电池充/放电功率和电量约束、可靠性指标约束等.特别值得指出的是,以下两点需要在规划设计时综合加以考虑.
1)全面评估分布式电能存储系统的效益.分布式电能存储系统能够同时应用于多个场景,产生的效益也是多方面的.相关规划设计研究多针对某种或某几种具体的应用场景,以主要的利益为目标进行规划.这样虽然能够简化规划设计问题的复杂程度,突出主要问题,却容易忽略在其他应用场景下的经济价值,不能充分挖掘储能系统应用的经济性,不利于分布式电能存储技术的推广应用.如何全面考虑分布式电能存储系统的经济价值、社会效益,有待进一步研究.
2)大量分布式电能存储系统接入后对电价的影响.当系统中大量接入分布式电能存储系统,并使之参与需求侧响应时,可能会对峰谷电价产生较大的影响,从而影响储能系统的经济性.在考虑分布式电能存储系统规划设计方案的同时也应加强电网中储能系统规模的全局性规划研究.
3.4市场与政策对分布式电能存储系统应用的影响
3.4.1电力市场
分布式电能存储系统的应用前景虽然广阔,但尚未真正形成成熟的商业模式.分布式电能存储系统在电网各环节的应用都具备潜在的盈利机会,但其能否完全商业化运营,还取决于电力市场的发展水平和完善程度.在欧美等电力市场发展较早的国家,峰谷分时电价机制,以及辅助服务市场的存在,使得储能系统为其所有者带来收益成为可能.一旦经济性获得保障,分布式电能存储技术有望获得极大的商业化推广.在国内,电力市场尚未全面实行,在现行的电价机制下,储能系统的获利空间受到了很大的约束.
3.4.2政策
国家政策的扶持是促进储能技术成熟,推动储能产业发展最有效、最实际的方式.美国作为储能技术发展较早、水平最高的国家之一,其储能技术的快速发展与政府政策的支持密不可分.美国的储能政策主要涵盖了5个方面[4],包括:储能技术产业发展规划、储能技术示范项目财政支持、储能系统电价支持、储能系统安装税收减免和储能系统配置比例要求等,从技术、应用、市场等角度给予了储能技术发展的多方面支持.中国专门针对储能技术的政策和规划尚不多见,但在“十二五”期间颁布的一系列有关可再生能源并网、智能电网、分布式发电与微电网、电动汽车等领域的政策,将间接对储能技术发展提供重要的支持.
4结语
分布式电能存储技术能够应用于配电网中的各个环节,能够为电网运营商和用户带来诸多效益,具有广阔的应用前景和巨大的应用潜力,但其高昂的成本阻碍了其发展和推广.分布式电能存储技术的发展不仅要从储能技术本身出发,不断提高性能、降低成本,还要从其成套技术、协调控制、优化运行、规划设计等角度开展深入细致的工作,以提高分布式电能存储系统的利用效率,充分发挥其应用价值.同时,也要从市场和政策的层面引导和扶持储能产业的发展.(王成山 武震 李鹏)
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