台区下储能方案.doc

配电网台区下储能并网运行与需求响应方案

一．方案背景

近年来，随着台区周边负荷的迅速增长,原有台区变压器容量已不能满足现有负荷用电需求，在用电高峰时造成三相电流增大，用电负荷接近甚至超过变压器额定容量，造成台区变压器过载运行，从而导致了频繁停电、低电压、客户投诉等问题频繁发生。

数据显示，2024年夏季重过载台区共计2.01万个，10次以上台区2251个，涉及居民用户263.90万户，工商业34.89户；持续最大时间13小时，最大过载率21%。其中重载、过载及超载台区投诉比例远超非重过载普通台区，具体全省2024年夏季话务数据情况如下：

2024年6月15日—9月15日全省话务情况

台区数量

话务量

投诉量

单台区话务比例

单台区话务投诉量比列

全省

442205

241802

3237

0.55

0.007

重载

19383

17199

330

0.89

0.017

过载

4476

3835

79

0.86

0.018

超载

1258

1046

24

0.83

0.019

非重过载普通台区

417088

219722

2804

0.53

0.007

全省因台区重过载所造成的不良影响涉及包含郑州、平顶山、南阳等18个市区。给用户夏季用电带来了不良体验，从而造成其投诉比列的显著增加。从发生过载和重过载的台区数量以及影响居民生活和工商业生产经营的数量来看，尤以周口市的形势最为严峻。此外，针对台区重过载所发生的时间段进行数据分析，发现其主要集中在12点午高峰和18点晚高峰这两个时段。

二．可选方案内容

针对我省台区过载的严峻形势，为保证居民生活和企业生产经营安全正常运转以及台区的稳定运行，制定了以下三种解决方案：

方案一：增强用户侧管理，实行有序用电和需求响应等措施。分析台区过载时段可以发现，过载发生呈现明显时段属性，集中发生在午高峰和午高峰。正对这一特征，可以实施差异化的峰谷电价，引导居民错峰用电，并对参与需求响应的电力用户进行补贴，在提高用户收益的同时确保电网安全可靠运行。

方案二：增加变压器及进线容量。随着台区下用电需求的增大，根据此前用电规模设计安装的变压器电容已经不能满足生活和生产经营需要，必须在原有的基础上增加容量和进线来扩大电容量，从而从根本上解决负荷过载的问题。

方案三：增加台区下储能。通过建立台区配备储能设施，可以在用电负荷低谷时充电，在用电尖峰或台区过载时放电以降低负荷尖峰，平滑负荷波动，提高电能质量；在电网故障等紧急事件下，可以向重要负荷供电，提高电网可靠性指标，实现经济性和安全性的双赢。

三．不同方案局限性分析

以上解决方案分别从用户侧、设备本身的角度提出，但在实施过程中可能存在以下问题：

针对方案1，用户侧调动复杂，奖励或补贴政策激励性低，数额较小难以调动用户积极性。人们的生活作息习惯的一旦形成就很难以改变，因此引导居民有序用电存在一定挑战。参与需求响应的奖励和补贴政策的需由政府制定、审批、通过并发布实施，存在较长的周期性并且激励性低。且单个居民参与需求响应存在规模小的特征，相应获取的补贴数额也会比较小，从而对用户可能不具有很强的吸引力。

针对方案2，增加变压器容量投入过高，或需整体进行改造。增加变压器容量和进线是在原有设备基础上的改造。然而，新旧设备可能存在功能特性不匹配的问题，可能导致整体的“大换血”，也可能由于城市、农村建设发展等原因，无法在原有通道上进行改造，从而大幅提高了建设成本。

针对方案3，并网储能推广面临经济性挑战。成本过高是限制储能设施建设的主要难题。由于不同应用场合对产品的性能、寿命、可靠性要求不同，对关键材料的规格要求也不同，进而存在成本制约。制造工艺的复杂性将增加成本下降的难度。此外，能量转换效率会影响用户的运营成本，降低客户使用价值。建立储能设施需要从成本付出和收益实现两方面进行双重考量。

四．方案3研究内容与难点

研究内容1：台区用户负荷行为特征分析与过载预测研究

研究内容2：综合考虑经济性与可靠性的台区储能选址定容决策研究

研究内容3：面向电能质量提升的台区储能多时间尺度最优运行决策研究

研究内容4：多台区并网储能耦合互动与协同运行决策研究

难点1：储能选址定容的非凸非线性组合优化方法

难点2：考虑经济性、安全性与电能质量等多目标的台区储能运行决策方法

难点3：多台区储能的集中式与分布式协同运行策略

五．技术经济性分析

1、储能可有效改善重载过载的台区筛选

台区下储能解决变压器过载问题的核心是降低负荷峰值时期变压器的穿越功率，在台区下通过储能满足部分负荷的功率与能量需求。从一整天的充电、放电循环来看，应当衡量在24小时的循环时间内，低谷时段的充电量能否满足高峰时段的放电量。

如下图所示，假设黑色实线是周负荷曲线，水平的黑色横线为变压器容量，储能系统在负荷低谷时刻，最大能够补充