电力系统中储能容量配置的优化原则与方法 - 深圳国际电力元件

随着风电和光伏在电力系统中占比的逐步提升，电力系统正面临着日益增长的多样性调节需求。截至2023年底，风电和太阳能发电量已占据全国发电量的15%的显著比重。根据《2024年能源工作指导意见》的目标，预计到2024年底，这一比例将进一步提升至17%以上，而国网公司的预测更是昭示着，至2060年，风电和太阳能发电量占比有望达到45%的宏伟目标。

新能源渗透率的迅速提高，无疑为电力系统的运行带来了新的挑战与机遇。其中，对调节性资源的需求成为了制约新能源可持续发展的核心因素。新能源的多样性不仅体现在电源类型、网架结构、负荷类型以及调度控制模式的差异上，更在于其电网强度的变化和运行机理的复杂性，这为电力系统的调节需求带来了前所未有的不确定性。

在“分层分区、就地平衡”等原则的指引下，如何科学统计各类调节性资源储能对系统的支撑能力，精确量化调节资源缺口，并据此合理配置储能等调节性资源，已成为行业面临的重要课题。储能作为新型电力系统中不可或缺的调节性资源，其调峰、一次调频、二次调频、备用、爬坡、黑启动等多重功能备受瞩目。

然而，目前行业在储能的布局上尚缺乏顶层的统一规划。新能源侧储能往往按照一定比例和时间进行“强配”，未能从电力系统的全局出发统筹规划需求和布局。此外，各地区、各应用场景下储能的应用功能、运行模式和调用模式尚未成熟，储能设备的性能和安全性问题仍受到质疑，投运项目的整体利用率偏低。

为了充分发挥储能对电力系统的支撑作用，并最大化其利用价值，我们迫切需要在电力系统中科学合理地配置储能资源。特别是针对不同应用场景下的储能调峰、调频等需求，我们需要提出明确的配置原则，并深入分析不同应用场景下的储能配置方法。这将有助于我们更好地应对新能源渗透率提高带来的挑战，推动电力系统的可持续发展。

电力系统中储能容量的优化配置原则与方法

一、电源侧储能

在电力系统的电源侧，储能技术正逐渐崭露头角，成为提升电力供应稳定性的关键手段。在常规电源侧，储能的应用不仅有助于辅助机组调频、确保系统安全稳定运行，更在黑启动等极端情况下展现了其不可替代的作用。特别是二次调频功能，作为电源侧储能的重要应用场景，它依据调度下发的调频里程精确确定储能配置功率，同时结合调频指令时间灵活调整充放电时间，确保调频响应的及时性和准确性。

随着新能源的快速发展，新能源侧储能的作用也日益凸显。它不仅能够提升新能源并网的友好性，降低对电网的冲击，未来更有望作为独立储能参与电力市场服务，为新能源的可持续发展提供有力支撑。在大规模新能源基地项目中，储能的配置显得尤为重要。它不仅能够支撑新能源的外送，解决新能源并网或送出带来的调峰压力，还能够结合新能源出力特性，平滑输出功率波动、跟踪计划曲线、提供调频等服务，实现新能源的高效利用。

当储能作为独立储能参与调峰辅助服务市场或现货市场时，其配置规模的确定需要综合考虑电源、负荷出力曲线特性，以及各类调峰资源的综合作用。通过深入分析电力市场的运行规律，结合新能源出力预测、负荷预测等技术手段，可以更加精准地确定储能的配置规模及分布地点，避免“一刀切”的强配方式，实现储能资源的优化配置。

对于新能源大基地项目中的储能配置，需要综合考虑新能源基地的调峰和外送需求，以及送端电网的调峰能力。在满足可再生能源电量比例、新能源利用率等要求的同时，不增加送端电网的调峰压力。通过科学合理的储能配置，可以实现新能源的高效利用，推动电力系统的可持续发展。

二、电网侧储能

电网侧储能作为电力系统中的重要组成部分，其配置对于提升电力系统的调节能力、延缓或替代电网投资、提升系统应急保障能力等方面具有重要意义。

电网侧储能的核心作用在于为电力系统提供调峰支撑。在电力系统中，负荷峰谷差较大、调峰资源不足等问题一直存在。通过配置电网侧储能，可以有效缓解这些问题，提高电力系统的调节能力。在确定电网侧储能规模时，需要综合考虑区域电网的负荷峰谷差、最大调峰缺口及缺口持续时间等因素，确保储能的配置能够满足电力系统的调峰需求。

同时，电网侧储能还可以提供调频服务。在电力系统中，调频是保证系统稳定运行的重要手段之一。通过配置电网侧储能，可以在常规机组调频能力不足时提供补充调频服务，确保系统的稳定运行。在确定储能的充放电功率和时间时，需要综合考虑系统调频总容量以及常规机组的调频能力，确保储能的调频服务能够充分发挥作用。

此外，电网侧储能还可以用于延缓或替代电网投资。随着电力系统的不断发展，对电网的投资需求也在不断增加。通过配置电网侧储能，可以在一定程度上替代电网投资，降低电力系统的运行成本。同时，电网侧储能还可以提升系统应急保障能力，在极端情况下为电力系统提供必要的支撑。

三、用户侧储能

用户侧储能作为电力系统中的新兴力量，其应用前景广阔。通过利用电价的峰平谷差异进行充放电套利，用户侧储能不仅可以实现自身的经济效益，还可以间接实现对电网的调峰作用，为电力系统的稳定运行做出贡献。

工商业储能是用户侧储能的主要形式之一。通过深入分析企业典型日负荷曲线以及峰平谷电价分布时间等因素，可以精确确定储能的充放电功率和充放电时间。这不仅有助于实现企业的节能减排目标，还可以降低企业的用电成本，提高企业的经济效益。

同时，用户侧储能还可以促进分布式新能源的消纳。随着分布式新能源的快速发展，其并网问题也日益凸显。通过配置用户侧储能，可以在一定程度上解决分布式新能源并网带来的问题，提高新能源的消纳能力。同时，用户侧储能还可以提升电力用户的电能质量，为用户提供更加稳定、可靠的电力供应。

总之，电力系统中储能容量的优化配置是一个复杂而重要的问题。通过综合考虑电源侧、电网侧和用户侧的需求和特点，结合电力市场的运行规律和技术手段，可以实现储能资源的科学配置和高效利用。这不仅有助于提高电力系统的调节能力和稳定性，还可以降低电力系统的运行成本和提高能源利用效率，推动电力系统的可持续发展。