储能装置延缓电网升级的分析计算方法

当电网某一线路负荷超过其容量时，则需要对电网进行升级或者增建，传统的措施包括升级或者增建变电站变压器、输配电线路等。传统的电网规划或电网升级扩建成本很高，尤其是在拥挤的城市区域。在储能技术不断成熟以及装置成本持续降低的前提下，面对负荷增长将要超过配电线路负载能力时，以下情况电力公司可考虑利用安装在过负荷节点的较小容量的储能装置来延缓输配电网升级所带来的较大的资金投入，延缓配网升级：

1）过负荷情况较少出现并且过负荷只是发生在某天的几个小时内；

2）所供负荷增长缓慢；

3）传统的升级方法行不通，比如无线路走廊，考虑环境和美观因素等不能敷设线路。

配电网升级资金昂贵，小容量的储能系统可以延缓相对较大的投资，“杠杆”作用很明显。储能系统一旦形成规模效应，可以通过储能系统提高发电和输配电环节的设备利用率，减少相应的电源和电网建设费用。这将彻底改变现有电力系统的建设模式，促进其从外延扩张型向内涵增效型转变。

下面将就储能系统延缓电网建设的年限进行分析计算。

进行电网建设需要考虑负荷的增长，假设负荷的年度增长率为τ，负荷的不断增长，导致其上级网络要扩大供电容量或增加供电设备，其中包括：增加配电变压器、改建或扩建线路。在配电站中配置储能系统在负荷低谷时储能，在负荷高峰时放电进行削峰，可以满足负荷的供应。假设储能系统的削峰率为λ，则配置储能系统能延缓电网的升级改造的年份可由下式确定：

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式中 ΔN———配置储能系统所延缓电网建设的年数。

根据上海市的统计数据，2010年上海市负荷年增长率为9.07%，上海市“十二五”规划报告中给出2015年上海市年用电量增长率是6.37%，电力的年增长率是6.34%；而2020年上海市年用电量增长率是2.32%，电力的年增长率是3.04%。由此可见上海市负荷的年增长率是逐年下降的，这里分别取不同的负荷增长率及储能系统的削峰率来分析计算，计算结果见表5-1。

由表中的数据可以看出，随着上海市储能系统投入的增大以及电力增长逐渐放缓的趋势，储能系统在延缓电网建设方面的效果将愈加明显。

根据上面的分析计算，可以看出，在负荷增长较快，而储能系统配置容量偏低时，储能系统延缓电网建设的年限很有限，但相比于电网建设的速度，仍然有时间上的优势。当负荷增长趋于饱和，而储能系统的配置容量增加后，储能系统在延缓电网建设方面的作用就会愈加显著。由此可以看出，储能系统随着技术的发展成熟，造价的逐年减少，储能系统将成为延缓电网建设、平衡系统峰荷的有效措施。

表5-1 配置储能系统延缓电网建设的年数