分布式储能

随着泛在电力物联网的深化建设以及储能技术的不断进步，未来配电网中分布式储能将会呈现爆发式增长。但是如何在项目规划中充分体现分布式储能的评估价值是现有研究中较少关注的方向。本报告将从配置多大容量、何种类型的储能实现收益最大化、基于所处的市场环境，储能系统该参与哪些功能应用、各功能收益如何计算、为了最大化收益，储能系统所需采用的控制策略、盈利能力如何评价等5个方面展开介绍，最后介绍评估平台设计的思路。

在分布式储能孤岛直流微电网系统中，针对传统下垂控制策略无法实现荷电状态均衡、功率分配不精确和母线电压跌落的问题，提出了一种自适应下垂控制策略。首先将双曲正切函数与荷电状态相结合，利用双曲正切函数的特性，限制下垂系数的范围并且快速进行调整。然后通过调节补偿量，使下垂系数对应的电压相等，设计了功率分配的补偿策略。最后计算线缆阻抗，设计了二次母线电压补偿策略。Simulink仿真实验结果表明，所提控制策略可以实现荷电状态的均衡和功率的精确分配，并且使母线电压能够准确维持在额定值。

研制新型逆变器，实现光伏、储能一体化逆变，减少并网点。增加智能控制模块，实现充电接口预留，对分布式电源远程实时监测和控制。我们提出一种基于大数据、边缘计算等技术的高效分布式储能控制系统，通过研究设备终端和中台系统，电动汽车增加储能容量，实现收益再扩大。 电价激励推动分布式能源参与负荷调控，做到分布式能源可测、可调、可控和投资最少的情况下，提高配电网对光伏并网的消纳能力，达到提升电网的运行质量的目的。

随着“双碳”目标的提出，未来配电网中会面临极高比例的光伏等新能源接入，电压越限、潮流返送等问题频繁发生。在充分利用配电网已有调压手段和无功补偿的基础上，由于分布式光伏装机容量太大无法就地消纳，光伏大功率返送导致节点电压越上限。针对此问题，提出了一种基于矩差分析的分布式储能优化配置方法。提出了光伏矩和负荷矩的概念，进而提出了矩差的概念，对矩差和节点电压之间的关系进行了公式推导和理论分析，得出了配电网节点电压与矩差之间的关联关系，并详细阐述了光伏矩和负荷矩的计算方法。在此基础上，提出了一种基于矩差分析的配电网储能优化配置方法，以发生光伏返送时保证配电网所有节点不发生电压越上限为目标。IEEE 33节点配电网系统算例表明，与传统的智能优化算法相比，所提方法直接确定储能安装位置，计算效率高，计算结果准确，工程实用性强。

双碳目标下，建立新型电力系统是中国深化能源结构改革的重大战略方针。为了实现以上战略目标，国家与地方政府相继颁布了多项提高可再生能源发电占比、强化光伏产业及用户侧应用的相关规定，而如何应对分布式可再生能源快速发展和高比例接入是电力系统需要应对的挑战。光储直柔建筑是以直流配电为基础，集成可再生能源发电以及分布式储能的新型建筑。在以太阳能光伏和储能电池为主的分布式电源以及电动汽车大比例接入建筑的趋势背景下，直流配电系统可通过减少交直流变换环节降低能量损失，以实现可再生能源本地消纳的形式减少电网供电压力。因此，光储直柔建筑能有效提升系统能量使用和管控效率，并提高建筑微电网的供电安全性与可靠性。该应用可作为一种以净零能耗为目标的全新适宜技术，实现建筑节能和减排，以及城市可持续发展的长远战略目标。近年来在全国各地政府的支持下，更多的光储直柔建筑项目开始投建并逐步进入运行阶段，为这项初生的技术注入了强劲的活力。中国光储直柔工程应用案例调研报告采用分析结合案例调研的方法，旨在多方面的介绍这一工程技术在中国的应用基础，发展现状，内在驱动力和技术障碍，以及未来发展方向。报告正文共四个章节，章节一对相关政策基础和工程标准现状做了总结。章节二描述了目前的六十余项光储直柔项目的调研结果，分析应用特征与技术现状，并对技术特点与不足进行了总结与评价。针对工程利益主体所关心内容进行分析，总结出了技术发展的优势和劣势，更重要的是根据述求归纳政策引导方向，这部分内容体现在章节三中。章节四为本报告结论，讨论了中国光储直柔工程应用特点以及引导该技术发展的政策方向。该报告不仅是对中国光储直柔建筑技术应用的阶段性总结，同时也是对该领域不同工程技术的调研与适用性分析，结论可为意向建设光储直柔项目的同行提供参考。

新型电力系统下，传统的源随荷动逐步向源网荷储互动转化。电动汽车作为全社会最大规模的分布式储能、灵活性调节资源，互动潜力多大？能为电网提供什么辅助服务？怎么提供辅助服务？能否帮助新能源消纳？ 报告聚焦车网互动，分享车网为什么要互动，并从调峰、调频、促进新能源消纳等角度评估规模化电动汽车参与电网互动的潜力，探讨了车网如何互动，剖析车网互动关键技术，并介绍了国内外车网互动的典型实践案例，最后对未来规模化电动汽车发展与电网互动的趋势进行了展望，让电动汽车成为真正的新能源汽车，为实现双碳目标发挥积极作用。

随着能源-交通-电力融合发展，光储充一体化电站成为了城市电网中分布式储能应用的新业态，被纳入国家“十四五”重点示范。然而，光伏发电和电动汽车充放电负荷的随机性导致储能系统运行场景复杂化，亟需规范光储充一体化电站运行场景下储能系统的测试方法，确保储能系统的安全可靠运行。国网上海电科院牵头开展了相关研究，并编制了IEEE P2836“光储充电站的储能系统性能测试规范”，填补了该领域技术标准空白。

工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用，其特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心均较近可有效提升清洁能源的消纳率，减少电能的传输的损耗，适用于商业楼宇、工业园区等用电大户。工商业储能系统的主要目的是“削峰平谷”，优化电力资源配置和合理使用，并利用电网峰谷差价实现套利。

为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性，并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit, ESU)的荷电状态(state of charge, SOC)均衡，提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine, VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先，将VDCM技术应用到储能侧控制中，利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后，利用电枢回路方程输出特性，并根据储能系统能量分配需求，动态设计虚拟电枢电阻，使其可随SOC在规定界限内自适应变化，实时调整各变换器的输出功率，并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等，从而补偿线路阻抗的不匹配度，实现各ESU的SOC均衡。此外，采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息，增强系统的可扩展性。最后，搭建光伏多储能直流微电网系统模型，仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。

用户侧分布式储能具备优化用户电力负荷曲线和协调消纳系统侧可再生能源发电的能力。提出一种基于动态电价机制的配电系统用户侧分布式储能电能交易策略。首先，该策略在充分考虑新能源出力和用户电能需求不确定性的基础上，构建用户侧分布式储能和配电系统的日前电能调度模型；然后，根据动态电价机制对用户侧分布式储能调度计划和系统侧可再生能源消纳水平的影响，建立基于主从博弈的配电网运营商和用户侧储能运营商的电能交易模型，并采用启发式算法获取博弈模型的均衡解；最后，通过算例验证了所提电能交易策略可有效提升配电网运营商的经济效益与新能源消纳水平，并降低用户侧的运行成本。