我國臺區(qū)儲能發(fā)展現(xiàn)狀分析

　　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)分布式儲能設備，合計規(guī)模約14.1MW/30.0MWh，使得臺區(qū)儲能引發(fā)廣泛關注。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警;遼寧等其他省份則發(fā)布相關文件，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到不同的臺區(qū)，臺區(qū)是指供應給特定區(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，通過安裝儲能設備來實現(xiàn)對電能的儲存和釋放，以平衡電網(wǎng)負荷和提高供電可靠性的技術。臺區(qū)儲能設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)，用于應對配電網(wǎng)中的瞬時負荷波動和峰值負荷需求，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和響應速度，解決分布式光伏消納難題。

　　二、我國分布式光伏裝機迅速增長

　　近年來，我國分布式光伏裝機量迅速增長，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(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荷高峰時段放電，能夠將臺區(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)關鍵節(jié)點配置儲能，提高安全運行水平，延緩輸變電設施投資，探索儲能設施成本收益納入輸配電價。電網(wǎng)側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地區(qū)或未覆蓋地區(qū)?！蛾P于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》提出引導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，促進消納。在關鍵節(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制及通過云聚合參與輔助服務來獲取更多收益。

　　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?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，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制和輔助服務市場機制，使得項目收益進一步提升。