2.3.3 磷酸铁锂储能系统用户侧应用

用户侧/微电网储能主要用于促进分布式电源的灵活高效应用，实现对负荷的高可靠供给，并利用峰谷差套利，容量在百千瓦到十兆瓦级。主要的应用模式有：①提高供电可靠性；②保证电能质量；③平抑新能源出力波动；④多种能源互补应用；⑤需求侧响应；⑥峰谷差套利。

用户侧的储能电站可以应用到工商业储能、海岛储能、家用储能、军方储能、偏远地区储能、社区储能、数据中心、校园微网、电动汽车充电站和其他方面。由于市场环境、政策机制、可再生能源以及分布式能源的渗透程度、发展目标等不同，不同的国家对储能的定位、储能发展路径、支持力度和方式不同，也就造成了分布式储能的应用重点、收益来源、模式以及经济性等存在差异。部分国家分布式储能项目主要应用分布见表2-5。

（1）中国

以工业峰谷电价差普遍在0.7元左右的江苏、广东等经济条件好、优质客户较多的区域为主，项目普遍采用能源管理合同的方式，投资回收期通常在7年以上。主要参与主体包括浙江南都电源动力股份有限公司、江苏中天科技股份有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司等储能系统供应商，为用户提供从产品供应到运维的一揽子服务。

（2）美国

在美国，加利福尼亚州是分布式储能应用的代表。加利福尼亚州工商业用户的需量电价高、屋顶光伏渗透率超过20%，以及当地政府为储能项目提供的初装补贴等成为推动用户侧电池储能安装和模式成型的关键因素。通过借鉴原有分布式光伏的推广模式，分布式储能项目呈现出“租赁”“收益共享”等多元化模式发展路径。另外，近年来，分布式储能聚合模式试验项目也开始在美国得到试验。美国分布式储能市场中参与主体较多，提供的服务也较为多元化，除了常规的储能产品供应、安装及运维等服务，还提供包括贷款、融资、储能资产管理、软件管理与控制等增值服务。

（3）德国

德国在实施创新电池储能商业模式方面处于领跑者的地位。基于区块链、电力系统2.0（其中一个要素是聚合）等理念，德国成为第一个创建社区储能商业模式以及将储能纳入电费套餐模式的国家。从分布式储能的市场参与主体构成来看，德国本地小型家用储能系统供应商较多，家用储能的市场份额主要集中在Sonnen、LG化学、E3/DC、Senec、Solarwatt、Varta等厂商手中。根据EUPD的数据，2017年这些公司的市场份额占家用储能市场总额的80%。德国以外的厂商中，除了LG化学，比亚迪股份有限公司、沃太能源股份有限公司、特斯拉也占据一定的家用储能市场份额。

（4）澳大利亚

澳大利亚的商业模式与德国类似。户用储能，主要是小型光储混合系统在分布式储能市场占据绝对优势地位。由于各州的电价水平、FIT机制、光照条件的不同等，使得家用光储系统的投资回收期在7～12年不等。目前，澳大利亚的分布式储能系统安装商为用户提供的电池产品主要是锂离子电池产品，包括Alpha-ESS、LG化学、Tesla Powerwall 2、Enphase AC Battery、Sonnen Batteries、Pylontech等电池品牌。逆变器产品包括Redback、Sungrow、SolaX和Goodwe等品牌。可以看出，澳大利亚用户侧储能市场主要被澳大利亚以外的品牌占据。在澳大利亚，分布式储能项目（主要是家用光储系统）的收益来源较为简单，主要是自发自用光伏电力，节约电费开支，在阿德莱德、堪培拉等个别州/地区，可获得一定的初装补贴，在墨尔本、阿德莱德等地，还有望参与澳大利亚公用事业公司AGL等主导的“虚拟电厂”计划，获得额外收益。

近两年，储能集装箱开始走入越来越多的场景，如大数据中心、石油平台、油库、煤矿等，超大“充电宝”成为工业界的能量之源。

（1）海上石油平台

国轩高科控股子公司上海国轩舞洋船舶科技有限公司获得国家重点研发计划智能电网技术与装备重点专项2018项目配套的1790kWh集装箱式储能电站订单。

该项目为“海上多平台互联电力系统的可靠运行关键技术”，由中海油研究总院牵头申报，是中海油系统利用大容量储能技术提高电网稳定性的创新实践，填补了当前大容量储能技术在中海油系统内应用的空白。

海上油田电网为典型的孤岛电网，与陆地电网没有电气连接。同时海上油田电网电源容量小，负荷容量大，大负荷启动瞬间以及电网故障会造成较大的频率波动。为保证 N -1故障情况下电网稳定性，相对少量的储能即可有效提升电力系统调频性能，保持频率稳定。

在微电网与主电网连接，并网运行时，其电能质量必须符合国家相关标准，即功率因数、电压不对称、电流谐波畸变率、电压闪降等参数需达到相应值。微电网受本身能源特性影响，使其在无储能系统的情况下无法保证电能质量，特别是电压稳定性。储能系统通过对系统中的储能变流器控制，起到了稳定电能输出、调节储能系统向微电网输出的有功、无功功率和解决电压骤降/跌落问题的作用。储能系统一方面提升了微电网的电能质量，另一方面为微电网提供部分谐波治理功能。在微电网中，储能系统可以在负荷低谷时存储分布式能源发出的多余电能，在负荷用电高峰时释放电能，从而调节负荷需求。作为微电网中的能量缓冲环节，储能系统是不可缺少的，其在满足峰值负荷用电的同时，可以降低发电机组或变压器所需容量。

储能技术的主要应用方向有：①风力发电与光伏发电互补系统形成的局域网；②风力发电和光伏发电系统的并网电能质量调整；③通信系统中作为不间断电源和应急电能系统；④大规模电力存储和负荷调峰；⑤电动汽车储能装置；⑥国家重要部门的大型后备电源等。

通常来说，微电网的一般结构由能源流和信息流相互融合而成，分为分布式能源、储能装置、电能变换装置、保护装置和微电网能源管理系统，也可根据实际应用情况进行增减。相对于大电网，微电网表现为单一的受控单元，它可以保证用户电能的质量和供电安全，同时也是智能电网及能源互联网的重要组成部分。在微电网运行中，有两种运行模式：并网运行模式和孤岛运行模式。并网运行模式是在外部无故障时，微电网与外部电网处于连接的状态：孤岛运行模式是当外部电网发生故障或者电能质量较差时，微电网通过快速开关可以切断与外电网的连接，进入独立运行的状态，保证微电网内部重要负荷的供电可靠性。在微电网孤岛运行模式时，能量来源于分布式能源和储能电池，当分布式能源的出力小于负荷需求时，就会存在一定的功率缺额，解决功率缺额的方法就是在微电网系统中配备一定容量的储能设备。

（2）阿里措勤县微电网项目

2014年11月11日，国家电网公司对口援建的措勤县微电网示范工程建成投产，该工程集合水电、光伏发电、风电、电池储能、柴油应急发电并网运行，智能调度。其装机量达1400kW，并且建成的三条电源进线、四条负荷出线的10kV电网初步形成了检测灵活、供电可靠的县域电网，辐射了县城四条街道和周边村镇的4000多用户。并且，该电网是当时西藏远离大电网中最先进的县域智能微电网（见图2-28）。