【关键词】分布式储能技术；配电网；削峰填谷；应用研究

引言

分布式储能系统具有灵活部署、快速响应、双向调节的特点，在负荷低谷时储存电能，在负荷高峰时释放电能，实现了负荷的时空转移，可以有效平衡电力供需，提高配电网运行效率和稳定性[1]。因此，研究分布式储能技术在配电网削峰填谷方面的作用具有重要的现实意义和理论意义。

一、分布式储能技术与配电网削峰填谷概述

（一）分布式储能技术内涵

分布式储能技术指的是在用户侧或者靠近配电网的位置安装的小规模储能装置，这些装置既可以单独工作，也可以通过通讯网络与配电网展开互动。比较常见的分布式储能手段包含电池储能、超级电容储能以及飞轮储能等等。其中，电池储能现在应用最广，锂电池的能量密度比较高，寿命也比较长，慢慢变成分布式储能方面的主流品种；铅酸电池因为成本较低、技术成熟等原因，在一些比较看重成本的地方还有一定的使用范围。超级电容储能具备功率密度大、充放电速度较快、循环使用寿命较长等特性，适合用于短时间内高功率输出的场合，例如电动汽车的迅速启动和制动能量回收等场景。飞轮储能依靠高速转动的飞轮将电能变成机械能储存起来，但能量密度比较低，现在主要用于不间断电源等领域。

（二）配电网削峰填谷的重要性

配电网削峰填谷的根本目的在于通过调节电力的供需关系，使电网的负荷曲线变得较为平缓，削减峰谷差异，其达成有着诸多重要的意义。从电网运行角度而言，削峰填谷能够减轻电网设备的负荷压力，延长设备的使用寿命，缩减设备的维修费用和降低故障发生率[2]。而且，均衡的负荷有益于提升电网的电压稳定度与频率稳定度，缩减电压起伏和频率误差给用户设备带来的影响，保证电力供应的品质和可靠程度。从能源利用角度来说，削峰填谷能提升电力资源的利用效率，防止在用电高峰时发电设备超负荷运转造成能源浪费，也能避免在用电低谷时发电设备出力不够引发能源闲置。削峰填谷有益于推动可再生能源的利用，减轻可再生能源间歇性、波动性给电网带来的压力，促使能源结构朝着可优化、可持续方向发展。

（三）配电网削峰填谷的现状与挑战

尽管削峰填谷对配电网的运营发展意义重大，但在现实应用过程中依旧遭遇很多难题。一方面，传统削峰填谷手段本身有局限性，发电侧调度调节要受到发电机组自身特性制约，无法实现快速准确地调节负荷。例如，大型火电机组开停机需花较多时间，调节速度较慢，无法立刻回应负荷突然转变；而水电机组，调节速度虽快，但是它的调节能力受到水汽情况季节变化影响。另一方面，需求侧管理的推进也遇到很多困难，由于用户对待分时电价的反应并不灵敏，用电习惯比较顽固，缺少有效的激励机制等因素，所以需求侧管理的结果常不尽人意。随着可再生能源在配电网中大规模接入，其间歇性和波动性给削峰填谷带来新的挑战。可再生能源的发电功率受自然条件影响较大，如太阳能发电晚上无法发电，风力发电受风速变化影响不稳定等，这就导致电网负荷预测更加困难。

二、分布式储能技术应用于配电网削峰填谷的原理与优势

（一）应用原理

分布式储能系统在配电网削峰填谷的应用原理主要是依靠电能的储存和释放，如图1所示。

在负荷低谷时段，当电网的发电功率大于用电功率时，分布式储能系统就会利用充电过程把多余的电能储存起来，此时储能装置充当用电负载的角色，从电网吸取电能，并将电能转变成化学能或者机械能等形式加以储存。在负荷高峰时段，当电网的发电功率不能满足用电功率需求的时候，分布式储能系统就会采用放电过程把储存的电能释放到电网当中，此时储能装置就成了一个电源，给电网供应电能，以此来填补电网的供电缺口。经过这样的充放电过程的反复循环，分布式储能系统便完成了负荷的时空转移，将高峰时段的负荷转移到了低谷时段，从而达到了削峰填谷的目的[3]。