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电网互连规则改革如何释放储能系统的优势
发布时间:2022-06-01    文章来源:    浏览次数:120

电网互连规则改革如何释放储能系统的优势

美国部署的储能系统正在以惊人的速度增长。但对储能系统的需求远远大于部署能力,而获得电网连接的权利往往是储能开发商面临的最大的障碍。正如行业媒体在今年3月报道的那样,一个多方利益相关者项目旨在纠正这一点。领导实施该项目的美国州际可再生能源委员会公关总监GwenBrown进一步详细解释了这一点。
  
  储能项目中涉及的一些最复杂的工作发生在幕后,甚至在项目施工和现场安装开始之前
  
  储能系统是向采用更多可再生能源的电网转型的关键部分。储能系统可以存储太阳能和风电等分布式能源(DER)产生的间歇性电力,并在最需要时使用。
  
  然而,储能系统的许多更具价值的特性在当今的配电网中并不容易被利用。这是因为美国大多数州级互连规则(管理以及是否允许分布式能源连接到电网的规则)尚未更新,以最大限度地提高客户灵活性,并确保电网持续安全可靠运行的方式采用储能系统。
  
  例如,一些具有电池储能系统的分布式能源(DER)不会将任何电力送回电网;另一些储能系统的设计可以使它们提供给电网的电力不会超过某个水平(有限的输出系统),或者只在一天中的特定时间输出。然而,大多数电网互连程序使用过时的经验法则来评估电池储能系统对电网的影响,而这些经验法则没有考虑到这些能力。
  
  这一障碍以及其他技术和监管障碍使电网互连过程对储能部署构成挑战,减缓了市场增长,阻碍了开发商以满足气候和清洁能源目标所需的速度部署这些储能系统的能力。
  
  针对监管机构和公用事业公司的一套新的可行建议旨在改变这种状况。该项目团队由美国州际可再生能源委员会(IREC)领导,并得到美国能源部太阳能技术办公室的支持,包括美国电力研究院(EPRI)、美国太阳能产业协会(SEIA)、加州太阳能和储能协会(CALSSA)、公用事业厂商新罕布什尔州电力合作公司(NHEC)和太平洋天然气和电力公司,以及SMW律师事务所。
  
  新工具包提供储能系统电网互连解决方案
  
  《储能系统和太阳能+储能项目与电网互连的工具包和指南》为配电网中储能系统和太阳能+储能项目电网互连的八个关键监管和技术障碍提供了经过审查的、基于共识的解决方案。它基于一年多的研究和分析,包括公用事业监管机构可以借鉴的模型语言,以更新美国各州和市场的州互连规则。
  
  采用这些推荐的解决方案对有多少分布式能源(DER)(例如住宅和商业太阳能发电系统)可以添加到电网产生重大影响。例如,工具包的原始研究发现,当使用储能系统来控制分布式能源(DER)的能源输出时,电网可以承载更多的可再生能源容量。在最明显的情况下,建模和仿真研究发现,使用储能系统来限制分布式能源(DER)不导出(工具包提供指导的问题之一)可以使电网上的可用的可再生能源的装机容量翻倍。
  
  本文概述了该工具包和指南解决的挑战及其建议的解决方案。
  
  更新互连程序以包括储能系统
  
  在配电网互连储能系统的最基本障碍之一是,许多互连规则没有提及储能系统或指定现有规则和相关文件如何应用于储能系统。
  
  互连规则需要明确说明该程序适用于新的独立部署储能系统或与其他发电设施(例如太阳能发电系统)配套部署储能系统的互连。他们还应该定义电池储能系统和启用储能系统的独特运营能力所需的相关术语(例如,“非出口”、“有限出口”和“运营计划”等),以及使用相关的要求设备和功能。相关的电网互连文件,如申请表、互连协议等,也需要相应更新。该工具包和指南的第二章就监管机构和公用事业公司如何做出这些改变提供了指导。
  
  储能系统可以为电网提供很多服务,但才开始在电网的互连规则中得到认可
  
  互连规则需要承认电池储能系统对输出电力的控制
  
  电池储能系统向电网输出电力是其最有价值的特征之一。这是因为输出电力是储能系统将如何影响电网运营以及是否可以在无需升级配电系统的情况下实现互连的主要因素。
  
  互连规则未能识别这一功能的一个原因是,对于可用于控制受限的电力系统中的电力输出的方法缺乏共识。为了让储能系统连接到电网,公用事业公司需要知道其输出电力的控制方法是安全可靠的,但公用事业公司单独审查每个储能系统是不切实际的。
  
  该工具包和指南的第三章提供了互连客户和公用事业公司都可以信任和依赖的可接受方法的指导。有了这样的指导,可以更新互连规则,以指定可接受的储能系统输出电力控制方法。这为解决储能系统互连过程中的另一个关键挑战铺平了道路:如何评估储能系统对电网的影响。
  
  由于大多数互连程序的起草没有考虑电力输出的控制,因此还需要更新它们所需的审查流程,以指定如何审查限制和非输出项目。该工具包还提供了有关公用事业公司如何适当评估这些系统的影响的指导,而不是依赖于高估储能系统对电网影响但不准确的操作假设。
  
  了解意外的电力输出
  
  解锁电池储能系统功能的另一个障碍是对意外的电力输出影响的担忧。意外输出是指当负载突然下降时(例如当家庭的电热水器关闭),在输出控制系统响应该限制或停止输出的信号之前无意中从可再生能源发电设施输出的电力。
  
  到目前为止,对于来自受限和非电力输出系统的意外电力输出(例如可能影响电能质量的电压或扰动)对电网的影响一直缺乏明确性。当储能系统请求互连时,这使得公用事业公司更难评估此类影响。
  
  为工具包和指南进行的原始研究阐明了意外的电力输出对电网的影响,以及在评估出口控制的电池储能系统时应如何考虑这些影响。
  
  正如工具包和指南所解释的那样,“对于城市馈线和农村馈线的时间序列分析是通过太阳能发电系统的电力输出和沿馈线分布的储能系统输出电力进行的,以了解最糟糕情况影响的范围。该研究测量了电力控制系统的响应时间(用于控制电池储能系统的电力输出),以了解市场上可用产品阻止意外输出的速度有多快。
  
  该研究还表明,如果可再生能源受出口控制,馈线可以承载更多的可再生能源容量。虽然对城市和农村的电力线路评估都支持这一发现,但可以部署多少储能系统将取决于电力线路特征以及可再生能源的位置和规模。
  
  改善电池储能系统与电网数据、设计变更选项、标准调整等的互连
  
  该工具包详细解决了储能系统互连的一些障碍,并提供了用于合并推荐解决方案的模型规则语言。这些包括:
  
  •需要提高配电网设备和限制的透明度,以使项目开发商能够选择合适的位置或系统设计,以避免需要昂贵的配电系统升级。
  
  •需要允许项目开发人员修改其储能系统设计的途径,以避免电网升级的需要。目前,开发人员必须放弃他们在互连队列中的位置才能进行设计更改。
  
  •需要将互连标准(如IEEE1547TM标准套件)纳入州互连规则。这些标准有助于确保设备安全可靠地互连,并使公用事业公司能够信任电网上的设备性能,而无需定制审查流程(第VIII章)。
  
  •缺乏明确的运行时间表评估规则和流程,其中电池储能系统按预定时间表运行,包括电力输入和输出量以及何时发生输入或输出。
  
  这些问题中的每一个都代表了改进互连过程的重要一步,以便储能系统的独特特性可以支持向更清洁的电网转型。
  
  储能互连改革才刚刚开始
  
  储能系统与太阳能+储能项目互连的工具包和指南提供了以前无法获得的关于如何改进储能系统互连过程的见解。它为监管机构和公用事业公司提供可操作的解决方案,使储能互连更加高效,并在电网上启用更多分布式能源。

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