中國儲能網(wǎng)訊：一貫有之的電能質(zhì)量問題，因為供電線路過長、線徑較細再結(jié)合農(nóng)村負荷的季節(jié)和晝夜波動，導致供電電壓偏差一直是個大問題。
越來越多的屋頂光伏接入不僅帶來了消納問題，也會加劇電壓偏差、三相不平衡以及臺區(qū)的功率因數(shù)問題。
國家倡導的電動汽車鄉(xiāng)村推廣，充電基礎設施先行，更加無序的負荷對整個臺區(qū)容量提出了更高的要求。
智能配電網(wǎng)的建設就是要從根源上解決這些問題，但一味地投入重資產(chǎn)擴大規(guī)模和容量不僅需要一定建設周期，而且往往最終設備使用率不高，反而還會增加輸配電價，事與愿違。
于是乎與主網(wǎng)一樣，在繼續(xù)加大容量建設外，選擇一些柔性可調(diào)度的響應資源同樣是個不錯的方法。
而儲能作為這方面優(yōu)秀的代表立刻就會被納入考慮范疇，不論是市場還是電網(wǎng)，都對其予以了大量的關(guān)注，各地也有不少類似的示范項目。
不過區(qū)別于源側(cè)、主網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的儲能，只需要提供充放功率即可。臺區(qū)因為所面臨多重問題，需要儲能可以多做一些工作。
對于放置于此的儲能，臺區(qū)可能會抱有更多的希望，也就是更多的要求。
變流器的拓撲結(jié)構(gòu)
一個完整的儲能設備，主要包含PCS雙向變流器，電池組，EMS能量管理系統(tǒng)，BMS電池管理系統(tǒng)以及其他配套設施。
其與電網(wǎng)交互的部分在于前置的PCS雙向變流器。
一般應用于其他場景的儲能設備，變流器內(nèi)部電力電子的拓撲結(jié)構(gòu)多采用三相三線制的全橋結(jié)構(gòu)，簡化來看就是每相橋臂上下各2組開關(guān)管，一共6組。
三相三線制拓撲
這樣的結(jié)構(gòu)再配合內(nèi)部的整流逆變控制算法就可以實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的充電與放電。
不過在這種結(jié)構(gòu)下，儲能并網(wǎng)運行時，三相的電流是平衡的，也就是說功率是均分的。比如儲能系統(tǒng)目前是以30kW的功率在放電，那么A/B/C三相均分這些功率，每相都是10kW。
這種結(jié)構(gòu)和控制策略下，儲能系統(tǒng)無法對單相的潮流進行單獨的響應。
農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)二次側(cè)存在大量的單相負載，而且光伏等“新負荷”單個系統(tǒng)容量較小，也多以單相接入。
所以臺區(qū)存在的部分電能質(zhì)量甚至是消納問題可能發(fā)生于某一相，而并非是三相同時發(fā)生，故而臺區(qū)希望下轄輔助設備具備單相的調(diào)節(jié)能力。
三相四線制拓撲
區(qū)別于三相的全橋模式，三相四線制即增加N相上下橋臂可能更適合此類場景，可以做單相的充放電控制。
這樣設備能夠提供的功能就更加靈活，符合臺區(qū)當前的現(xiàn)狀以及對于問題解決的期待。
臺區(qū)儲能的接入
儲能在低壓側(cè)接入臺區(qū)，所以物理上的接入點要么是配電箱中預留的斷路器，要么是再從變壓器低壓側(cè)引線接入。
電纜接入儲能設備后，儲能即可以進行正常的充放電操作，這一點和工商業(yè)儲能一致。
但放置于臺區(qū)的儲能設備可不是簡單地根據(jù)預設好的程序定點充電、定點放電。
因為本身放置于公網(wǎng)側(cè)的設備沒有類似工商業(yè)用戶那樣確定的峰平谷電價時段，所以其充放電狀態(tài)依循的依據(jù)是當前可以電網(wǎng)臺區(qū)的潮流情況。
故而一定會有臺區(qū)變壓器二次側(cè)的各相電壓和電流信號要采集并送至儲能的EMS能量管理系統(tǒng)來作為運行依據(jù)。
電壓信號采集較為方便，直接從母線上引出即可，電流需要加裝互感器，所以臺區(qū)配電箱內(nèi)要留有相應空間?；蛘邚陀门_區(qū)內(nèi)無功補償設備互感器或者考核表互感器，如果地方電網(wǎng)允許的話。
上面提到的是電氣結(jié)構(gòu)的接入，而真正意義上的接入系統(tǒng)不僅體現(xiàn)在電力系統(tǒng)層面，還有配套的信息系統(tǒng)層面。
所以臺區(qū)儲能的運行數(shù)據(jù)也需要一并接入到電網(wǎng)的中控系統(tǒng)中，至于具體是哪個位置，數(shù)據(jù)留在生產(chǎn)大區(qū)的哪一級還要看項目規(guī)劃。
也有臺區(qū)配置了近年來來電網(wǎng)廣泛部署的融合終端，所以也有可能通過通信線纜接入到融合終端，進行數(shù)據(jù)和指令的上下行。
必要時刻，中控系統(tǒng)可以遠程調(diào)用儲能設備，接管運行控制。
總之，在電氣結(jié)構(gòu)接入層面，儲能不僅需要接入臺區(qū)低壓側(cè)母線，也需要將低壓側(cè)主進線的電氣參數(shù)采集至儲能內(nèi)EMS能源管理系統(tǒng)。
在信息架構(gòu)層面，儲能各相運行遙測信息，關(guān)鍵狀態(tài)的遙信信息都需要同步至電網(wǎng)中控系統(tǒng)，必要時刻接受電網(wǎng)調(diào)度所下達的遙控和遙調(diào)信息，調(diào)整自身運行狀態(tài)。
臺區(qū)儲能的運行
電氣和采集信號的物理連接都具備的條件下，我們可以分析儲能可能存在的幾種運行狀態(tài)。
從根上講，儲能無非運行在充電還是放電的狀態(tài)，不過充放電具體的功率值，以及對應的功率因數(shù)都是可以調(diào)節(jié)的范圍。
而以三相四線制形式接網(wǎng)的儲能系統(tǒng)可以對單相進行控制，所以對于儲能下達控制指令，只需要下達有功功率和無功功率的數(shù)值，但要是帶正負號的數(shù)值，用以表明是充電還是放電。
至于具體怎么下達，下達多少那要看當時的電氣環(huán)境以及需要解決的問題了。
區(qū)別于工商業(yè)儲能項目，臺區(qū)儲能項目因為暫時沒有價格信號，所以更多的是用在維持電能質(zhì)量，時移多余新能源以及臨時緩解變壓器過載等方面。
電壓偏差
上文已經(jīng)分析過農(nóng)網(wǎng)末端電壓忽高忽低的原因，這與變電站10kV出線的電壓高低有很大關(guān)系。
儲能設備既可充當負荷又可以充當電源的特性，讓其在維持臺區(qū)二次側(cè)的電壓上面有會有一定的作用。
例如，一個末端臺區(qū)，因為前端臺區(qū)的電流已經(jīng)引起了線路上的壓降，到達末端時可能電壓相較于變電站出口側(cè)已經(jīng)有不小的偏差。
而此時，儲能作放電狀態(tài)，相當于暫時替遠方大電網(wǎng)向臺區(qū)下級之路負荷進行供電，一定程度上可緩解末端臺區(qū)的電壓偏差。
不過也只限于臺區(qū)二次側(cè)的電壓，如果以此為出發(fā)點，直到用戶末端因為線路線徑和長度而引起的供電末端電壓偏差，那么就算臺區(qū)儲能也無能為力。
所以從變電站出口→臺區(qū)→用戶入戶端，臺區(qū)儲能可以通過充放電來調(diào)整臺區(qū)這一級的電壓，但本身因為受限于功率以及調(diào)節(jié)前的電壓水平，故能力有限。
對于從臺區(qū)至用戶側(cè)的供電線路電壓，臺區(qū)儲能也只是鞭長莫及，所以對于真正末端的供電電壓，臺區(qū)儲能會提供一定的幫助，但具體是否可以完全解決問題，應該結(jié)合具體臺區(qū)情況一事一議。
不過有了中間這樣一個緩沖資源，也算是好事，如果有臺區(qū)常年的運行數(shù)據(jù)，那么在配置儲能前做一些模擬測算，應該還是可以獲取不錯的效果。
三相不平衡
首先明確一個概念，在臺區(qū)二次側(cè)線路上的三相不平衡是物理存在的，這取決于每相線路上負載的情況。
但在變壓器二次側(cè)，不論是儲能設備，還是專門解決三相不平衡的其它輔助設備，是可以通過調(diào)節(jié)自身運行來治理接入點前端的三相不平衡的。
如圖，不增加任何措施，線路上的三相電流不平衡會直接傳導至變壓器二次側(cè)，但儲能接入后，因為接入點匯集了線路上和儲能支路上的潮流，故前端部分的電氣參數(shù)將會改變。
而三相四線制的儲能設備可以單相控制充放電大小，理論上可以設定好標準，在電流極其不平衡時對單相進行操作，使得三相之間的電流能夠趨于一種相對平衡的狀態(tài)。
所以所謂的治理三相不平衡更多指的是治理變壓器二次側(cè)的三相不平衡，而并非線路上的不平衡。
長期監(jiān)測下，一個變電站出線側(cè)所帶的全部臺區(qū)，如果三相不平衡的發(fā)生都集中在一相上，那或許該統(tǒng)籌考慮是否對某些臺區(qū)負荷進行換相。
如果說整個10kV線路A相電流顯著高于B相和C相，那么可以考慮選擇同樣低壓380V線路A相電流重載的臺區(qū)，將該相負載與其它相互換（末端如果有三相負載需要同步調(diào)整避免反轉(zhuǎn)）。
故，儲能的單相控制可以解決臺區(qū)變壓器二次側(cè)的三相電流不平衡，而更高電壓等級線路的三相不平衡還是要依靠合理的規(guī)劃或者局部的換相。
功率因數(shù)
臺區(qū)因為配電箱里都配置了無功補償設備，所以正常情況下，考核表功率因數(shù)問題不大。
但因為負荷線路上接入了不小容量的光伏導致有些時刻，臺區(qū)供電功率受光伏功率擠壓而變小，進而臺區(qū)功率因數(shù)降低。
這個現(xiàn)象和工商業(yè)用戶分布式光伏接入后產(chǎn)生的功率因數(shù)異常問題一致，都是計量點有功的降低所導致的功率因數(shù)異常。
而配置的無功補償設備因為采集點就在變壓器二次側(cè)主進線處，故會發(fā)生功率因數(shù)低，但電容器不投切等現(xiàn)象。
臺區(qū)儲能可以根據(jù)指令進行無功的輸入和輸出，也就是可以根據(jù)無功值的調(diào)整來呈現(xiàn)容性或者感性。
而其電力電子設備的性質(zhì)也可以當做SVG類設備處理，極小的無功需量亦可以滿足，當然其也可以臨時充電以增加計量點處的有功供應來調(diào)整功率因數(shù)。
畢竟，功率因數(shù)低時，多是光伏大發(fā)時刻，此時充電不僅可以兼顧功率因數(shù)，也可以進行消納。
消納
市場上對于臺區(qū)儲能應用的呼聲更多來自于農(nóng)網(wǎng)光伏的消納，很多地區(qū)午間開始拉閘限電，不過限制的是光伏發(fā)電。
這足以證明了該地區(qū)光伏的滲透率，開始影響更高電壓等級的系統(tǒng)潮流，而考量一個地區(qū)的消納能力和未來接入能力還是要看當?shù)胤此碗娛欠駮＜爸骶W(wǎng)的運行。
白天通過儲能存儲多余的光伏電量，夜晚再放電，這個道理順理成章，不過難點不在技術(shù)上，難點在于這樣的一存一放所適配的電價在哪里？
工商業(yè)儲能和戶用儲能有明確的峰谷電價，而且設備接在表后，配套光伏的自用電量收益和余量上網(wǎng)收購價格也是很清晰的，所以很容易算一筆經(jīng)濟賬。
而電源側(cè)儲能和風光等場站同期建設，其主要作用在于在現(xiàn)貨市場價格較低的時候存儲能量，然后在相對價格較高的時候參與交易釋放電量以求得一部分電能的價差套利。
當然其可存可放的特性配合不確定的風光電源也可以提高整個場站申報發(fā)電量的準確性，何況還可以很大限度地協(xié)助場站緩解限電等政策性措施，就算收益不可觀但還是可算的。
獨立儲能更不消說，容量補償或者是容量租賃有一部分穩(wěn)定的收入，而要么運行在現(xiàn)貨市場去進行價差套利，要么參與調(diào)峰或者調(diào)頻類的輔助服務市場。依然是可以計算的。
但唯獨臺區(qū)儲能，暫時看不到所謂的交易對手方，如果想要利用儲能來消納本地光伏，那么暫時看不到任何價格信號，所轉(zhuǎn)移的電量怎么來核算我的價值？
而如果讓諸多臺區(qū)儲能聚合成一個更大的儲能集合體，像獨立儲能那樣去參與現(xiàn)貨市場，可見的是盈利不會很大（畢竟沒有容量租賃或者容量補償跟隨），而且現(xiàn)貨市場價格信號的充放電指引不一定匹配當下臺區(qū)的供需。
這也就存在一個既要消納又要獲利的矛盾點，前者是需求但沒有輔導價格，后者有價格但不一定匹配供需。
簡而言之，消納這事儲能完全可以做，但做完的價值如何體現(xiàn)，也就是如何定價。按照目前的計量規(guī)則和各類項目政策來看，在沒有專門政策出臺的條件下，根本沒有任何經(jīng)濟信號可言。
余量上網(wǎng)的光伏已經(jīng)被電網(wǎng)公司按照燃煤標桿電價統(tǒng)一收購了，臨時存起來，晚上再放出去，要知道目標對象可都是價格相對較低的居民和農(nóng)業(yè)用戶。
這個目錄電價與標桿電價之差本就不高，如果以此為套利空間的話，儲能項目不會有任何興趣。
不過不可否認，技術(shù)上儲能解決一些消納問題有這個能力的。
軟增容
臺區(qū)如果遇到負荷同步率高的時刻，可能會存在臨時過載的現(xiàn)象。
雖說現(xiàn)在的變壓器都可以過載運行一段時間，但畢竟不是長久之計。而且為了全年極少時刻發(fā)生的過載而去加大容量顯然也不那么經(jīng)濟。
所以臺區(qū)儲能在這些時刻進行放電可以充當軟增容的作用，類似一些獨立電動汽車充電站的增容選項，通過配儲來提高谷段充電能力。
不過人家畢竟有充電服務費保底，而臺區(qū)這方面的作用依然難以價值量化并進行價格兌現(xiàn)。
小結(jié)
總之，面對臺區(qū)的一些問題，儲能確實有能力提供一些助力，或是徹底解決問題，或是稍微緩解現(xiàn)狀，從技術(shù)的角度上看沒有任何問題。
只不過要區(qū)分一下運行的發(fā)起方，或者是內(nèi)嵌好策略，根據(jù)采集到的臺區(qū)實際情況進行自調(diào)度。
或者是為了維系更大范圍的系統(tǒng)安全和消納，而接受上級運營商聚合資源，集中調(diào)度。
作為臺區(qū)，自然希望儲能設備的投入來幫自己解決掉一些長期存在甚至未來將至的問題。
但一個好的模式不僅在于的技術(shù)的應用，更在于市場的推廣，而沒有明確收益方案的項目，也只能一直是科技項目或者示范工程，難以達到其與另外儲能應用相媲美的地步。
臺區(qū)與儲能（上）和（中）兩篇文章，分別從臺區(qū)的角度提出擬解決的問題，又從儲能的角度響應可以提供的方案。
但更重要的是如何給臺區(qū)儲能找到市場可行性，找到收益的出路，而一些暫存的技術(shù)難點，標準化問題都會隨著市場玩家的進入而逐步統(tǒng)一。
