电池储能加固电网整合系统

导读：随着可再生能源普及率的提高，输配电（T＆D）基础设施将需要大量加固。电池储能正在成为加强网络基础设施的传统方式的关键替代，因为它部署速度快，可以提供多种服务，而且通常成本较低。IHS Markit分析师奥利弗·福赛斯（Oliver Forsyth）深入研究了强化并网电池理由的附加价值流。

当某一地区的太阳能电量饱和时，就会出现电力回流到当地变电站的问题，这可能会破坏电网基础设施。此外，线路可能会变得拥挤，限制了可输出的电量，往往会导致弃用。

通过平衡发电和需求，能源储能可以解决许多这些问题。网络运营商和公用事业公司最感兴趣的是使用能源储能来管理拥塞、减少停电和提供电压支持。

延迟网络投资当然是一个潜在的好处，但不是电池提供的持续基础上的服务。提供能力并不被认为是一种网络增强，而是一种发电支持服务，因此不在这里考虑。

IHS Markit预测，2020年至2025年，全球将安装540万千瓦的电池储能，用于输电和配电（T＆D）网络增强。t＆d增强储能系统能够提供的服务取决于系统的位置、当地法规和网络条件。

早在2008年，美国公用事业公司就将能源储能作为传统网络加固的非电线替代方案。公用事业公司越来越认识到储能在管理拥塞、减少中断和削峰方面的好处。系统越来越有能力在批发市场进行能源交易，并提供频率管制，从而产生额外收入。

加州、纽约和马萨诸塞州尤其如此。这些州不仅有雄心勃勃的可再生能源目标，而且还有特定的储能目标，这是T＆D增强用例的重要驱动因素。每个州都有独特的网络问题，除了常见的时变问题和随着可再生能源发电量增加而增长的峰值容量问题。

近年来，随着加州野火数量的不断增加，加州公用事业公司正在考虑用电池来帮助缓解公共安全关闭的需要，即切断部分电网的电力，以降低网络基础设施引发野火的风险。与此同时，在东海岸，纽约市的人口密度已经造成了严重的拥堵问题。由单线支持的马萨诸塞州城镇需要支持，以避免停电和管理这些线路的拥塞。

根据欧盟2009／72／EC指令和2009／73／EC指令的要求，解除垂直集成能源服务的要求限制了输配电系统运营商（TSOs和DSOs）拥有和操作储能系统的能力。当满足特定的标准时，可以给予豁免，但是这些豁免往往会限制系统的功能和持续时间。相反，网络运营商正在为竞标提供这些服务的第三方创造新的市场。历史上，欧洲的T＆D增强储能一直被示范项目所主导。2014年，意大利的TSO Terna和法国的RTE在各自国家测试了3个10兆瓦到12兆瓦的项目，这只是一些比较突出的例子。

在德国，一些TSOs正在计划大规模的（100兆瓦到250兆瓦）电池来提供“虚拟输电线路”。在这些项目中，多个ESS将一起工作，以避免加强本地线路的需要。然而，这些大型项目是例外，而不是普遍现象。相反，越来越普遍的做法是，运营商拥有该系统，但将业务出租给第三方，或为资产创建一个市场，以使其具有灵活性。英国的本地弹性市场就是一个例子，但这种趋势正在蔓延。法国的DSO Enedis在2020年推出了其版本的本地灵活性市场，荷兰也创建了市场来获取分布式灵活性。

由于其分散的人口、恶劣的环境、老化的基础设施和可再生能源的快速增长，澳大利亚是一个不断增长的T＆D增强市场。西部电力公司（Western Power）是澳大利亚西部的一家网络运营商，该公司在利用ESS替代传统网络基础设施方面处于领先地位。它在电表后面安装太阳能＋储能系统来代替新的线路，并且它是开拓性的创新社区电池存储系统，为居民提供了在系统中购买空间来存储他们的太阳能的机会。

这有助于西方电力公司解决当地的电力拥堵问题。在三分之一的印度家庭使用太阳能的情况下，当地的电力拥堵问题日益严重。仪表前端系统——特别是用于帮助拥挤的输电线路——可能会成为一个日益增长的趋势。最近，Fluence公司提议在维多利亚和新南威尔士州之间修建两条250兆瓦／125兆瓦的输电线，而不是一条新的输电线。2018年，该公司还在巴拉瑞特建造了一个30兆瓦／30兆瓦的系统，以帮助网络运营商AusNet管理其输电网络的拥堵。

作为技术研发资产，中国一直是储能领域的市场领导者。然而，将ESS排除在网络成本计算之外的改革阻止了这一趋势。在其他地方，特别是在岛屿地区，ESS正在得到更广泛的利用。这是由ESS能够同时提供多种服务的独特能力所驱动的。

在全球范围内，有一种趋势是网络运营商将ESS的运营外包给第三方。在一些市场中，这样做是为了满足拆分的要求，但对于垂直整合的公用事业，这样做是为了利用第三方的专业知识。这些增强服务日益成为价值栈的一部分。重要的是不要忘记，后台储能可以通过参与需求管理程序和本地灵活性市场来支持网格。