【科普】调峰--储能电站在电力系统中的作用

2018年11月19日，平顶山市首个电网侧储能项目——趔山储能电站已成功并网，标志着电网侧储能项目技术应用在平顶山正式落地。该项目位于110千伏趔山变电站内，功率为4.8兆瓦、电池容量为4.8兆瓦时，采用全预制舱式布置，选用磷酸铁锂电池，通过10千伏电缆线路接入电网侧。趔山储能电站将作为平顶山电网侧的“充电宝”，可以为电网运行提供调峰、黑启动、需求响应等多种服务，有效实现电网削峰填谷，缓解高峰供电压力，促进新能源消纳，为电网安全稳定运行提供了新的途径。

本系列文章将详细分析储能电站在电力系统中的各个作用，本文主要讨论调峰的作用。

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电力系统为什么需要调峰？

电力系统主要由发电侧和用电侧组成的。我国的发电侧有水力发电，火力发电，核能发电，以及太阳能、风力等新能源发电等等，用电侧主要是工厂、企业、商场、家庭等等。还有一部分设施，既可以用电也可以发电，这个就是储能电站。发电侧和用电侧不一定是平衡的，工厂、企业等负荷一般是白天用电多，晚上少，家庭负荷一般是白天用电少，晚上多，但总体说来，白天是用电高峰，晚上是用电低谷。而水力发电、火力发电、核能发电一般都是大型发电机组，设备一旦开动就不能随便停下来，太阳能、风力等新能源是根据环境和气候来发电的，发电不稳定，随时都有变化。因此需要在负荷高峰的时候，增加发电机的出力；在负荷低谷的时候，减少发电机出力，甚至停掉某些机组。电力系统中有些发电机是专门用来进行调峰的，称为调峰机组。

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电力系统有哪些调峰方式？

根据电力系统要求，调峰设置应该在负荷低时能消纳电网多余的电能，在负荷高峰时能增加电能供应，设施应该具备灵活、启动快等特点，目前可供电力系统调峰的电源有:

（1）抽水储能机组调峰。抽水蓄能电站有上下两个有一定高度落差的水库，在电力负荷低谷时的抽水至上游水库，在电力负荷高峰期再放水至下游水库发电。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。抽水蓄能优点是技术成熟可靠，容量很大，可以消峰填谷，设备投资不大，效率通常为70%-85%，缺点是选址比较困难，占地面积大。

（2）发电机组调峰。包括燃煤火电机组和燃气轮机组，机组负荷特性可调，在负荷高峰时提高输出功率，在负荷低谷时降低输出功率。发电机组调峰的优点是占地面积小，初期投资少，效率高，缺点是火力发电厂响应较慢，从锅炉起炉到汽轮机并网发电时间较长，负荷低谷时不能消纳电网电量。

（3）储能电站调峰。发电企业、售电企业、电力用户、电储能企业等投资建设电储能设施，可以在发电侧建设的电储能设施，或作为独立主体参与辅助服务市场交易；或者在用户侧建设的电储能设施，可视为分布式电源就近向电力用户出售，作为独立市场主体，深度调峰。储能电站调峰占地面积少，消峰填谷效果明显，反应时间快，缺点是前期投资大，蓄电池寿命短。

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储能电站如何参与调峰？

国家鼓励在集中式新能源发电基地配置电储能设施，参与调峰辅助服务，10MW以上的电储能设施，接受电力调度机构统一调度，建设在发电厂的储能设施(储电、电供热储能)，可与发电厂联合参与调峰，也可以独立主体参与调峰。其中，建设在风光电站的电储能设施，优先考虑风光电站使用后，富裕能力可参与辅助服务市场，用户侧储能设施（储电、电供热储能）仅可参与深度调峰与启停调峰。建设在发电厂的储能设施，放电电量按照发电厂相关合同电价结算，用户侧储能设施，按市场规则自行购买电量，放电时，可就近向电力用户出售电力获得收益，充放电4小时以上的电储能装置参与发电侧启停调峰，视为一台最低稳燃功率相当的火电机组启停调峰。

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储能电站参与调峰投资收益计算