中国储能网讯：中国电力科学研究院配电所主任、博士吴鸣在参加8月25日在江苏无锡举行的首届全国用户侧储能细分市场开发与应用高层研讨会上,就“储能技术与主动配电网”发表演讲。在演讲中，吴鸣指出了目前我国传统配电网所面临的五大挑战。
挑战之一是不断提高的供电可靠性。我国智能电网发展的速度和投资规模稳居全球第一，但我国心城市的供电可靠性在全世界范围内并不处于领先水平，根本原因是我国网架结构的投资在“十二五”期间甚至是“十一五”间都在输电侧，由于相应配套技术和装备都没有成熟配套上，导致我国家配电可靠性水平与国际大都市比较相对较差。
挑战之二是不断要求提高电能利用效率。我国现在也是一个用能和能耗大国，关于节能减排需求也特别大。但是我国电能应用效率在全球来说也不是很高，无论是发电侧还是用户侧节能都有很大提升空间。
挑战之三是需要不断提高电网资产利用率。我国配电网的主要设备运行效率不高，从样本区域来看总体效率在0.3左右。美国配电网整个系统即使在未来十年没有大规模投资的前提下，基本上也能做到0.4以上。我国尤其是农网改造提升以后，在人口稀少、负荷极度分散的区域设备轻载现象十分严重。但是这没办法因为我们要完成社会责任，所以对于电网的系统投资一直在增大。
挑战之四是我国需要主动应对大规模分布式电源的接入。包括前些年在西北开展的风电、光伏扶贫以来，尤其是在安徽、河南、江西等地大量的分布式光伏无序接入，以及在江苏、浙江分布式光伏园区的大规模接入以后，对配电网的影响和挑战十分巨大。
挑战之五是需要主动应对大量电动汽车充电站桩。充电站和充电桩接入以后，极大加剧了电网负荷峰谷差，也加大了配电系统的负担，尤其是不可确定的充电的机器也影响了配网控制的难度。
演讲全文如下：
吴鸣：关于储能在配用电用户侧领域的需求，我先梳理一下配网和储能的关系。
首先，近年来整个电网的快速发展也伴随着工业化进程迎来第三次工业革命，能源、环境的可持续发展以及智能电网已经成为新能源革命的推手，同时近年来 “互联网+”的概念越来越热门，这一切都使储能技术引入电网成为了一种可能。下面我分两个部分讲一下目前传统配电网所面临的挑战，以及讲一下未来配电网对发展的需求。
挑战之一是不断提高的供电可靠性。我国智能电网发展的速度和投资规模是稳居全球第一的，但是我国核心城市的供电可靠性在全世界并不处于领先水平，根本原因就是我们网架结构的投资在 “十二五”期间甚至是“十一五”期间都在输电侧，由于相应配套技术和装备都没有成熟配套上，导致我国配电可靠性水平跟国际大都市相比较差。
挑战之二是不断要求提高的电能利用效率。我们国家现在也是一个用能和能耗大国，关于节能减排需求也特别大，但是我们电能应用效率在全球来说也不是很高，无论是发电侧还是用户侧节能的提升都有很大的空间。
挑战之三是需要不断提高电网资产利用率。我国配电网的主要设备运行效率不高，从样本区域来看总体效率在0.3左右。美国配电网整个系统即使在未来近十年没有大规模投资的前提下，他们基本上能做到0.4以上，我们国家尤其是农网改造提升以后，在人口稀少、负荷极度分散区域设备的轻载现象就更加严重了。但是这没办法因为我们要完成社会责任，所以对于电网的系统投资一直在增大，但是我们社会的利用效率包括社会各界对电网公司诟病比较大的地方就是电网资产的利用率极低，这个原因我后面讲是为什么。
挑战之四是需要主动应对大规模分布式电源的接入，包括前几年的风电在西北光伏扶贫开展以来，尤其是在安徽、河南、江西等地大量的分布式光伏无序接入以及在江苏浙江分布式光伏园区产业的大规模接入以后，其实对配电网的影响和挑战还是极大的。
挑战之五是需要主动应对大量电动汽车充电站桩接入。大量电动汽车充电站桩接入以后，极大加剧了电网负荷峰谷差，也加大了配电系统的负担，尤其是不可确定的充电的机器也影响了配网控制的难度。
总结一下，现在我们的配电网主要是应对这五大挑战。我们需要不断提升电网可靠性、提高电能利用效率、电网资产利用率、应对大规模分布式电源接入，以及应对大量电动汽车充电站接入。我们把这五大挑战梳理一下就是三个核心问题：就是能量的时空不匹配，技术发展和经济发展的水平不匹配，以及供给需求不匹配，也就是说这三个不匹配给配网规划运行带来了极大的挑战。这个不匹配的方法是什么呢？其实也是我们配网研究一直在思考的三个问题。
第二，目前我国主动配电网或者未来智能配电网的发展需求。很显然，国网公司的配电网发展主题就是“可靠、高效、绿色”。针对这三个主题第一要解决的就是分布式电源与储能的大规模接入，这是我们列的时间进度表，现在看来基本上分布式能源微网渗透率跟远景展望是基本契合的。在“十二五”我们通过基本分布式电源的接入解决了分布式电源的关键问题，从“十二五”中间的过渡期间把微网储能的相关标准再逐步完善，同时让分布电电源、微网也可以为大电网提供更全面的辅助服务。到了2015年以后，在某些区域分布式能源的渗透率就开始逐步提升。在“十三五”末我们觉得可能分散式智能微网系统就会是配网主要模式，成为一个智能电网的应用，应该说到2020年是可以实现规模化、商业化和市场运行，这就是我们国家未来配电网发展的趋势，这个趋势是“十二五”的时候展望的，现在看来到2020年结束的时候应该这个趋势基本上是能够实现的。
第二个趋势就是现在比较热的，一二次能源的综合利用多能互补的概念，目前在学界和电网公司研究界也比较热。多能互补要解决的问题其实跟上一个问题不一样，多能互补最核心的问题是要解决能效提升。下一个阶段就是能源互联网阶段，也是在“十二五”末、“十三五”初的时候提出的能源互联网概念，国网公司的刘总（刘振亚）也提出了全球能源互联网概念，其实都是通过先进的电力电子技术和信息技术融合大量的可再生能源发电装置和储能装置实现信息流、能量流的互相共联网络。我们觉得未来能源互联网的着力点一定还是在配电网上，去年国务院也发布了《推进“互联网+”行动指导意见》也是认为通过互联网模式可以加强分布式能源网络的建设，提高可再生能源的占比，促进能源利用的结构优化、加快发电设施、用电设施和智能电网的提升，这就是我们对“能源互联网+”的探索。
还有一个概念是未来要建智慧城市，智慧城市的核心部分是智能电网，智慧城市的智能电网也是指未来主要的配电网，配电网里面促进城市能源发展关键也是分布式清洁能源高效利用和用户互动有效提升以及促进电动汽车的应用，保证我们智慧城市的能量优化配，这就是解决未来配电网的发展展望的模式。到这里我们就知道无论是过去配电网的发展还是未来微电网的发展，这种能量的优化利用和调节一直是一个重要发展的基线。
这里我想补充两个案例，右侧这个数字大家应该知道，6.30是今年很多光伏企业人比较敏感的数字，因为6.30前后就决定了一个企业利润的高低。左侧是去年马克斯提出的能源墙Powerwall概念，当时认为Powerwall是能量型产品，可以和电动汽车、特斯拉、光伏结合，可以为储能提出一个大规模广泛应用空间，但是当时我觉得这个不可行，这个项目到年底特斯拉就宣布停产了。
右边这个数字是什么意思呢？我们很多电网公司员工今年都为630在加班，630之前并网和630之后并网的光伏补贴价格差到一毛四分钱。630工作做完以后很多人说接下来就要迎峰度夏了，但是630完成以后很多人发现今年的迎峰度夏形式好像很轻松就过去了，我们分析由于大量分布式光伏在630之前并网导致峰值负荷的没有，但是在局部尤其是高负荷地区，江浙主要是工业园区，安徽主要是农村空调使用，都没有成为局域配电网的问题。我想说明储能想脱离电网构成一个小型供电网络的生命力其实是不强的，但是随着分布式电源我们一直讲分布式电源渗透率提高，但是以630为界让电网公司切切实实感受到了分布式电源的大规模接入已经影一到电网公司的运营和应对措施改变了，随着大量分布式光伏接入以后、渗透率提升以后迎峰度夏的问题在630这个点得到了解决。
反过来想分布式电源接入已经开始对电网的能量运行产生影响，所以这样的话我们就可以得到一个结论就是说我们需要来应对间歇性的不稳定电流，因为它已经开始影响到电网的流动和能量控制。所以我们得出一个结论，储能是未来电网的不可或缺的组成部分和关键发展要素，这里我想补充一下，欧美的电力市场规定电网公司是不能投资储能的，所以我们国家发改委和能源局也规定电网公司不能投资储能，如果想投资只能以示范工程形式，虽然我个人认为如果想打开储能市场缺口的话，（电网公司）应该可以投资储能，这样储能的春天可能马上就会到来。
我想先给大家共享一下配电网对于储能的认识和定位。我知道今天在座的有很多储能厂家做化学储能和分布式储能，我们还是要界定清楚储能和电网的关系，或者能支撑电网的作用，主要是三个层面：第一是解决电能质量问题；第二是提供备用电力，比如一些变电站或者需要高可靠性的配用电源；第三是基于能量管理，比如现在常见的微网并网或者需要进行分布能源消纳。储能产业的发展我觉得还是需要做一个细分，我们的产业定位是解决电网里面的哪一个问题，这样可能对企业的发展或者说产品的销售才会有更好的支撑，重点是这三大类。同时在座的各位厂家、各位专家也知道储能的响应时间不一样，但是储能的响应时间其实跟电子的响应时间也有关系，就是不要一味的说电池每一个都能干什么事情，其实有的时候应用会适得其反或者根本就起不到预想的效果，还是要响应时间水平结合电网公司或者说系统的需要做合理的配置。
这张图是我们对储能定位的思考，我觉得储能第一需要模组化的设计，这是必须的。储能现在也在定各种各样的标准，如果没有模组化设计不会是一个工业化产品。第二是能灵活适应各种场合需要，进行合理配置。第三是可靠安全，这个厂家是关键。第四是能够实现同步，所谓同步就是能快速应对电网各种需求，不光是储能电池本体要发展，跟电网接口也要发展，这是外圈。内圈五个是电源、信息、能量、控制和保护。电源是什么？储能也是一种配网，电源的本体形式肯定要做好。信息包括大家说的电网信息，今年国网公司和清华大学合作也想在配网中基于云平台采集到每一个电芯的数据都要做到，对于电网的管理也是未来的趋势就是要做好保护和控制和能量优化调查。我们配网和微网对储能定位就是这样一个模式，同时我们也在研究储能典型建设模式，这里面包括用户侧户用单点的并网，这个也是今年国网营销部想在尝试推的，可能在每家每户装一个五千瓦时的储能看看当电网需要的时候能不能做一个互动，基于能源互联网模式大家都在探索着。第二个是楼宇小区的并网，还是集中在微网群虚拟电厂这也是储能应用最顶级场景以及相关技术装备，通过这些点的研究和配置以后形成一个储能典型的建设模式，希望各位同事和储能厂家可以好好研究一下，我也很期待和各位厂家进行探讨。
下面介绍现状、问题和改善措施以及优化配置。我发现优缺点在“十二五”期间也没有大的变化，可能在压缩储能上有些突破但是没有改变目前储能技术的大局，好像目前我们做配网工程和调研的时候基本上还是老问题，但是在厂家有的已经出现突破。储能技术的发展到今天应该说能够基本满足电力系统需求，但是这些需求到底怎么跟电力系统结合是我们电网公司和各个厂家之间需要进一步详细探讨的问题。
下面讲一下储能并网存在的问题。目前我们国家新能源开发格局在输电侧新能源接入以大规模集中式为主，在配电侧现在看来发展规模已经远远超出我们的预期，远超出国家能源局预期，国家能源局电力司、新能源司大量文件中间甚至都有冲突的问题，这样造成了大量分布式能源并网成为了不可阻挡的趋势。我们国网公司有一个风光储的工程，总部领导对它的定义是非常先进、非常高效，但是储能是亏本的，所以我觉得在输电侧建设大规模储能的模式，至少从两大电网公司目前来看不会再出现，我觉得输电侧建立大规模储能的机会不多。但是在配网侧刚才前面说由于输配电改革和售电市场放开以及配网增量开放可能储能会成为一个比较有前途的产业，储能系统大家应该关注一下在配网中的应用。在接触配电网以后储能更多是担负削峰填谷，至于微网，我们国家没有储能就没有微网，欧美微网是以天然气为主，我国863工程等都选择配储能。
储能接入以后对并网的电能质量就不详细讲了，基本上单台多台以后谐波的问题，当然这不是储能本体的是接入技术对谐波的影响，包括对配网特性的影响目前还是存在，尤其是大规模的分布式电源接入以后和储能装置之间谐波的交互影响，包括一些谐振现象也是目前在很多工程里面都已经出现。储能对保护的影响是比较大的，光伏我们知道作为接入以后逆变器是一个柔性的装置，但是储能装置是具有大规模的发电规模，对配网保护、配置影响跟光伏相比也是我们目前正在研究的新课题，因为储能的能量有存储空间，他可以有短时间内释放出大能量，这跟光伏不太一样，所以这也是需要大家关注的，这个地方我就不详细介绍了。
储能对并网的改善措施一个是电能质量，针对储能并网产生的谐波问题，其实我们电能质量治理装置可以和储能PCS装置结合起来，让多种变电装置的复用造成了储能在配网中功能扩大，可能对储能市场是比较利好的消息。下面讲一下储能的优化配置，目前储能接入配电系统主要影响是三个方面，这方面我也想总结一下，一方面是目前储能能接多少还是受电网现有容量的限制，还有就是电能质量要求，因为储能也是通过变电装置接入到电网里面去，如果储能装置无序反复充放电其实对电网的影响是很大的。第三就是在电网中配备储能的技术经济考虑，我觉得限制可能是这三点，一是能不能接，二是接了以后起什么影响，三是技术性和经济性接入之后有多强，这是从配网侧对储能接入的考虑，包括提供功率主动调节、实现配网优化都是可以做到的。
下面我想做一个简单的总结。随着分布式电源的广泛应用、电动汽车不断推广使得未来配电系统对储能的需求越来越大。第二是储能技术对于解决电力系统的供电压力、改善电力系统稳定性、提高供电质量提供了新的思路和有效技术支持。储能技术在配电网中的应用能够为电网运营商级用户带来诸多效益，成本暂时阻碍了发展和推广，但是大规模储能技术的应用还是有需求的，我觉得储能在配网中的场景其实还是很广泛的。
有一个小的展望，储能系统功能由单一需要向多元化发展。不要仅仅是一个能量的充放，可能要把电能质量的治理和可靠性提升都融合到系统治理里面去，单一的储能元件难以满足电力系统对于储能要求。储能技术中各种形式能量的相互转换非常重要，必须解决大容量快速的转换问题，储能技术应用场合多样性及多元储能系统协调控制的问题是我们需要研究的，在未来的研究也是尤为重要的。储能在配网也就是三点，第一是储能肯定要实现分布式能源的最大化利用，尽量要满足电网和分布式电源的吸纳度，第二是实现能量多维度最优化配置，第三是能够达到网损最小，因为储能是能够实现网损最小的，然后能保证关键负荷持续供电同时能够压缩一般负荷的供电时间。总结一下就是开源、稳网和保荷，我觉得这是对储能定位作用。我们储能系统的电力电子化发展也是很重要，未来储能肯定是要与电网同步功能、实现一定的阻尼调节，把储能设计好对电网就有很大的支撑，当然包括惯性和模块化设计，同时要能主动与配电网结合实现交互、群控和智能，我觉得这是电力电子对储能的支持。未来储能发展重要的是在装置层面、控制学和设计上要有一个优化设置，能够构成一个完美系统配置一个合理的软件构成一个储能系统领先的解决方案，这是在配网中对于储能的需求。
