分布式电能存储技术应用前景与挑战

1 分布式电能存储技术的特点及发展情况

分布式电能存储设备的功率从几千瓦至几兆瓦不等，储能容量一般小于10MW·h，多接入中低压配电网或用户侧。从能量储存形式看，分布式电能存储技术可分为机械储能、电磁储能、化学储能等。若按照能量存储和释放的外部特征划分，又可分为功率型和能量型2种。前者适用于短时间内对功率需求较高的场合，如改善电能质量、提供快速功率支撑等;后者适用于对能量需求较高的场合，需要储能设备提供较长时间的电能支撑。功率型储能响应迅速、功率密度较大，包括超级电容、飞轮储能、超导储能等。能量型储能具有较高的能量存储密度，充放电时间较长，包括压缩空气储能、钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池等。各种分布式电能存储技术的发展水平不同，成本也有明显差异，在效率、寿命、功率/能量密度等方面具有不同特点。采用混合储能形式，将不同性能的储能系统进行组合，可充分发挥不同储能技术的优势，以满足功率和能量等多方面的需求，这将是未来分布式电能存储技术的发展和应用的趋势之一。

2 分布式电能存储系统的应用场景

分布式电能存储系统(DESS)的应用涉及配用电系统中的各个环节，与大规模、集中式的储能电站相比，分布式电能存储系统对接入位置的环境条件限制较少，接入电网的方式更加灵活，在配电网、微电网、分布式电源侧，以及用户侧都可以发挥独特的作用。

2.1 在配电系统中的应用

参与系统调峰。利用分布式电能存储系统在高峰负荷时放电，在低谷负荷时充电，可有效实现负荷的削峰填谷。其效果可体现在如下3个方面：

① 缓解电网功率阻塞;

② 延缓配电网升级改造;

③ 降低网络能量损耗。

参与系统频率调节。分布式电能存储系统具有响应速度快、输出功率控制精度高等特点，十分符合电网调频的需求。与传统调频电源相比，分布式电能存储系统具有较为明显的技术优势。随着分布式电能存储系统成本的下降，在调频服务中也将逐渐显现出其经济性。

参与系统或馈线级调压。大量分布式电源在配电系统中接入，将直接改变配电网中功率的流动规律，造成一些节点电压的升高。利用分布式电能存储系统有功功率的调节能力，可以有效缓解分布式电源接入后的节点电压升高问题，提高配电网对分布式电源接纳能力。

2.2 在改善分布式电源运行特性方面的应用

平滑分布式电源的功率波动。将分布式电能存储系统与光伏发电、风电等波动性分布式电源紧密配合，利用储能的快速充放电特性平抑这些电源的快速波动，可在一定时间尺度上(分钟至小时级)实现输出功率的平滑，显著提高这些电源的功率输出品质，降低其对系统的影响。

实现分布式电源端节点电压控制。将分布式电源直接与储能系统相配合，对分布式电源的端电压实现有效控制，在馈线中一定比例的分布式电源上采用这样的手段，完全可以克服馈线节点电压升高问题。该方案不会随分布式电源的接入改变系统运行或控制策略，能够实现“即插即用”。