近日，一则消息引发了市场对台区储能的关注——国内规模最大台区分布式储能项目投运。据悉，该项目总共部署安装149套台区分布式储能设备，合计规模约14.1MW/30.0MWh。台区储能伴随着新型电力系统的发展而出现，并将在新型电力系统的建设中发挥重要作用。01.什么是台区储能？要了解什么是台区储能？首先需要了解什么是台区。大陆电力系统的基本架构主要由发电、输电、变电、配电、用电等5个环节组成，其中配电是在电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节，配电网即是配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。在配电网中，变压器的主要作用是将电网中传送的高电压电能转换成电压更低的电能，以适应用户使用。台区就是指电力系统中一台变压器的供电范围或区域。台区储能即是指安装在配电台区，用于动态扩容、平抑负荷波动和平滑台区内新能源发电输出的储能系统，可以使整个台区变为一个稳定的负荷或电源，提升电能质量和电网安全。
（图片来源：固德威光伏社区）
02.
台区问题现状
随着经济社会的快速发展，大陆配电网负荷急剧上升，部分区域负荷密集，台区变压器规划的容量无法满足用电负荷的激增；部分制茶、制烟等农村地区与新能源汽车的大力发展，负荷呈现很强的季节性和周期性波动特征，峰谷负荷差加剧；大量光伏等新能源的接入因其固有的波动性和不可控性导致其大规模并网时会使潮流分布发生变化甚至潮流反向,对电网的安全稳定运行也带来挑战。
激增的用电负荷以及配电网络的多样性导致，目前台区配电主要存在如下痛点：
①低压配电台区供电电能质量和供电可靠性对居民正常生产和生活产生直接影响，是当前用电投诉的重点。
②在改善低压配电台区供电电能质量方面，有功功率和无功功率分布均能对节点电压造成比较显著影响，严重时导致电压越限、增加线路损耗，单相负荷分布不合理会造成台区三相不平衡，严重时影响用电安全、降低功率因数。
③在提升低压配电台区供电可靠性方面，低压用户间歇性用电、季节性用电特征明显，易造成配变短时重过载，给配变安全运行带来隐患。
在碳达峰、碳中和背景下，分布式光伏发电、储能等资源迅猛增长，潮流双向流动的不确定性提高，配电网运行管控面临新的挑战。
储能系统与传统治理方案对比如下表，储能系统相比较具有明显优势与特点，是长效治理的优选方案。
03.
针对台区痛点的创新解决方案
针对前述的一系列台区问题，市面上存在一些传统的单一问题解决方案。然而，随着新型电力系统和新能源的不断发展，同一台区下可能持续涌现不同的痛点问题，传统的单一解决方案显现出一定的局限性。接下来，我们将着重探讨台区储能是如何有效解决这一问题的！
交互示意图
处理高低电压的原理是通过 EMS 算法自动决策，利用储能及时向电网放电或存电，以实现电网平衡；
处理三相不平衡的原理是通过 EMS 算法自动决策，利用储能控制单相的放电或存电，以实现电网平衡；
处理无功的原理是通过 EMS 算法自动决策，利用储能及时响应，控制 PCS 进行无功输出（包括容性无功和感性无功的控制）；
……
综合而言，台区储能在治理台区问题时离不开三个重要组件：台区 EMS、PCS 和电池。
台区储能关键组件 1：
台区 EMS
要实现台区储能的全自动解决方案，必不可少的是台区 EMS 设备的支持，其功能需求包括：
毫秒级采集台区电力数据，并通过算法进行分析；
在触发阈值的情况下，控制 PCS 设备进行生产工作；
根据当前台区业务的变化情况，合理进行备电/备容的调整；
实时监控台区储能设备的整体运行情况，以确保设备长期稳定运行。
台区储能EMS架构图
台区储能关键组件 2：
三相四线 PCS
实施台区治理时，PCS 必须支持三相四线制，除此之外，还需具备其他功能，包括：
兼容三相四线制；
实现无功输出功能；
提供迅速的 AC 到 DC 与 DC 到 AC 的调节能力等。
04.
台区储能系统价值
1.保障电网安全运行。提高电网的电能质量，增强供电系统的可靠性，降低系统故障的概率。
2.提升新能源消纳。可配套新能源光伏系统接入，提高光伏自发自用率，将负荷用不完的光伏电能用蓄电池储存，在负荷高峰时释放储存的电能，优化光伏输出曲线，将电网无法消纳的部分能量先储存起来，在其他时段并网，减少因弃光限电造成的浪费。
3.提高电网经济性投资。在配电变压器不增容的情况下，较好地应对季节性、时段性重过载，延缓对线路和变压器的投资、延缓配网扩容升级，提升电网投资经济性。
4.其他社会效益。在主电网出现突发故障或停电检修时，可离网运行、黑启动，保证负载正常运行。
尤其在分布式光伏装机迅猛增长而消纳不足的地区，利用台区储能系统解决方案促进消纳，成为一条可以探索的路径。目前，已有多地陆续公布了最新的分布式光伏可开放容量。据统计，全国有超过150个地区分布式光伏已无新增接入空间。
就运行策略来看，台区储能主要是抵消中午光伏峰值发电的时段，减少光伏发电对台区电压的抬升和电网的冲击；放电时间设置在光伏不足负荷攀升阶段，抵消台区范围内负荷攀升的影响，
从调度主体来看，单个台区的储能设备目前不需要接受电网调度，可以自行掌握充放电；多个台区的情况下则需要统一交给电网调度充放电时间和次数。
05.
政策利好台区储能发展
目前，国家已有政策明确支持电网功能替代性储能发展：《“十四五”新型储能发展实施方案》强调在电网关键节点配置储能，提高安全运行水平，延缓输变电设施投资，探索储能设施成本收益纳入输配电价。电网侧储能布局主要场景之一是电网薄弱区域，如供电能力不足的偏远地区或未覆盖地区。《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》提出引导分布式新能源合理配建或共享新型储能，提升新能源替代能力，促进消纳。在关键节点和末端布局新型储能，增强电网调节能力和稳定性。
此外，不少地方政府已发文鼓励建设台区储能缓解分布式消纳压力。
2023年8月26日，安徽省能源局下发《关于进一步推进分布式光伏规范有序发展的通知》，其中指出，鼓励分布式光伏投资企业、电网企业综合考虑分布式光伏开发规模、负荷特性等因素，探索在消纳困难变电站(台区)集中配置或租赁独立储能设施，承诺配储的项目优先接入消纳。
2023年8月23日，湖北省能源局印发《关于加强分布式光伏发电项目全过程管理的通知》，通知中也提出，各地应引导在消纳困难台区共建共享独立储能，由分布式光伏开发企业租赁或购买储能容量，不增加电网企业新能源消纳压力。
此前，2023年5月30日，河南省发改委发布关于征求对《关于促进分布式光伏发电行业健康可持续发展的通知(征求意见稿)》，其中也指出，鼓励光伏开发企业、设备生产企业等各类市场主体创新开发“社区储能”、"台区储能"等场景，由户用光伏等分布式光伏项目租赁共享，提升就地消纳水平。
06.
多个项目落地
2023年大陆已有多个台区储能项目备案，主要分布在山东、浙江、河南、福建等地。此外，2024年4月陕西省149套台区分布式储能设备建成投运，是大陆规模最大台区分布式储能项目。
来源|储能科普、EESA储能云、英博电气、物盾科技等