环球热推荐：构建新型配电网 储能如何发力？

当前，我国新型配电网的建设已经进入快速和高质量发展的轨道，但仍然面临分布式能源间歇性、负荷需求不确定性、系统故障随机性等因素的挑战。储能是提高配电系统灵活性，实现配电网调节平衡、自愈控制的关键手段。

配电网从“无源”到“有源”

(相关资料图)

随着“双碳”目标推进，越来越多分布式电源接入大电网，配电网形态及功率流向发生变化，从“无源单向”转变为“有源双向”。其中的“源”主要指分布式电源，一般包括分布式光伏发电、小水电、分散式风电、小型燃气轮机、储能、电动汽车充电设施（V2G）等。

在今年4月举行的“权威部门话开局”系列主题新闻发布会上，国家能源局介绍，能源行业将全面推进能源高质量发展，在加快推进能源消费方式变革方面，重点实现能源结构、能源系统和形态以及能源空间布局三方面的转变，国家还将加快发展分布式能源、沿海核电、海上风电，实现能源“从远方来”与“从身边来”协同发展。

可以想见，随着上述“源”的种类和数量不断增加，配电系统将迎来变化，其中有两个变化值得关注。

第一，大量的增值电源、增值储能等分布式电容进入配电系统，各种间歇性、随机性、模糊性的情况将出现。如在交通领域，随着分布式电容的快速发展，电动汽车、地铁等终端能源电气化率将逐年递增。

第二，大量的电力数据包括电子数据、电动车数据等都将通过配电网络连接。配电系统将由单一的供电角色转变为供电兼互联网信息基础的数据平台，形成包括可再生能源的消纳支撑平台、多元海量信息集成的数据平台、多利益主体参与的交易平台、电气化交通发展的支撑与服务平台等多个平台。

同时，分布式电源的接入，让配电网系统运行中的不确定因素显著增加。中国工程院院士、天津大学教授王成山指出，用户需求是配电网形态发展的主要驱动力，未来配电网智能服务平台将提供绿色、智能、可定制的供电服务，这对配电网的安全稳定运行提出了更高要求。

储能如何支撑新型配电网？

在众多提高配电系统灵活性的手段中，储能是重要的调节手段，为配电网引入储能，有助于保障新能源健康发展和电力系统稳定运行。

王成山院士指出，新型配电系统形态具有低碳化、分布化、去中心化、数字化的特点，最大限度追求新能源与负荷分层分区平衡，储能系统是源荷平衡的重要支撑。

去中心化是配电系统形态和机制的重大变革，电力电子装备将是未来配电网架变革的颠覆性技术。采用柔性智能化配电装备，通过分层、分区高度自治的蜂巢状结构（微电网、CELL），高度互联、灵活重构、闭环运行，将大大优化网络结构与运行方式，加强分区自治能力，最大限度实现可再生能源与负荷就地平衡，避免大数据集中上传，实现分层分区优化。

数字化是配电系统高效可靠运行的重要手段。未来的配电系统包含分布式电源、直流交互式微电网、电动汽车充电桩等，传感单元越来越多，可以实现配电网络全覆盖。储能将在新型配电系统中发挥重要支撑作用。

王成山院士以天津北辰产城融合示范区为例指出，该示范区以四端口柔性多状态开关为枢纽，建成由4条10千伏线路构成的交直流环网。天津北辰产城融合示范区柔性配电网，解决了线路负荷分布不均问题，提高了供电可靠性，分布式能源消纳率达到100%。

随着风电、光伏等可再生能源大规模并网，配电网的稳定性面临挑战。共享储能以电网为纽带，将独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源进行全网优化配置，交由电网进行统一协调，推动源网荷各端储能能力全面释放，提升配电系统的稳定性，推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变。

2021年7月，国家发展改革委、国家能源局《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确“鼓励探索建设共享储能”。

共享储能在新型配电网建设中发挥的重要作用在福建泉州的共享储能项目中得到了积极印证。福建省泉州市南安市翔云镇是典型的高比例分布式光伏电源接入乡镇，截至2022年年底，该镇超过三分之二的公用变压器台区接入了分布式光伏电源。分布式光伏发电并网容量持续增长，对电网安全稳定运行的影响有所增加。针对这一问题，2022年6月，国网福建电力在翔云镇翔云村、金安村试点建设台区组共享储能型微电网，为翔云台区5号、6号配电变压器和金安台区2号、4号配电变压器配置了一套储能供电系统和电池管理系统装置。共享储能型微电网运行以来，试点区域的分布式光伏发电实现就地消纳率100%。台区组共享储能型微电网解决了山区乡村的分布式光伏发电就地消纳问题。

国网湖南电力储能工程研究中心主任徐志强认为，新型电力系统宜优先发展电网侧独立共享储能，提高系统灵活调节能力。上海市政协委员、寰泰能源股份有限公司董事长南逸认为，通过储能装备“共享化”，可以进一步提高储能设备利用率。

储能助力微电网充放自如

本世纪初，为协调大电网与分布式电源的矛盾，充分挖掘分布式能源的价值和效益，业内人士提出可以将分布式电源及负荷一起作为配电网的一个单一可控的子系统，这就是微电网。

微电网既可以作为一个小型电网自主运行，也可以并网成为配电网的一部分，能实现并网与离网模式的平滑切换，协调大电网与分布式电源的技术矛盾，减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击，为用户提供优质可靠的电力供应。

国家电网《新型电力系统行动方案（2021-2030）》指出，在电网发展方式上，由以大电网为主，向大电网、微电网、局部直流电网融合发展转变。微电网将成为解决分布式能源并网问题的有力手段，是新型配电系统的重要构成单元。

微电网内部分布式电源以清洁能源为主，或采取以能源综合利用为目标的发电形式。微电网内的新能源系统可在并网运行时发电，储能系统也可在并网运行时进行充电和放电，与公网进行电能交换，减少大规模分布式电源接入对电网造成的冲击，实现配电网自愈控制。

微电网在新型配电系统中的关键作用在实践中得到印证。

河北雄安王家寨智能微电网工程按照“1+3+N”模式，打造1个全绿电示范村，设置3个层级（村级、邻里级、家庭级）微电网，安装光伏座椅、智能垃圾箱、压电步道、直流智慧灯杆等N个创新元素，建设了绿色智能微电网。针对“煤改电”负荷突增引起馈线功率越限问题，该工程通过用户侧热泵集群和微电网智能管控，实现联络线功率精准控制，大幅降低电网改造投资成本，提高能源利用效率和供电可靠性。

在河北省石家庄市平山县营里乡，光伏发电项目的大规模接入，导致上级变压器反向负载率超过92%，变压器的稳定性和安全性受到严重威胁。随后，河北平山营里建设新型配电网示范工程，采用“具备虚拟转动惯量的新型配电网”，解决了光伏消纳难题，同时提升了区域频率、惯量主动支撑能力。该工程创新应用自带惯量的构网型控制技术，解决光伏发电随机性、间歇性、波动性等问题，实现对电网的主动感知、主动响应和主动支撑，推动清洁能源安全可靠替代，同时进一步提高当地新能源消纳能力和局域电网供电质量。该工程投运后，每年将为当地增加10%～20%的光伏收益。

王成山院士认为，在储能的支撑下，微电网可以实现对分布式电源的有效集成管理，减少分布式电源的波动影响，实现配电网的自愈控制，充分发挥分布式电源的优势。

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