如何将储能系统作为虚拟输电设施拓展电网容量？

在2019年，一些行业人士仍在对各种规模和用途的储能系统在电网中发挥的作用进行辩论和探讨。而在一年之后，储能系统集成商Fluence公司开始推进电池储能系统作为“虚拟输电”资产在电力市场中的部署，如今多家电网运营商也在积极推进部署总装机容量超过1GW电池储能项目。

将电池储能系统作为虚拟输电设施仍然是澳大利亚电网的一个十分重要的新应用。电网规模储能系统将为电网规划者和监管者提供了关键资源，用于提高澳大利亚国家电力市场(NEM)现有州际输电线路的进出口容量，增加价值，并提高电力市场的整体弹性。在维多利亚州西北部等可再生能源热点地区、新南威尔士州中西部，以及昆士兰北部拟建的可再生能源区，虚拟输电资产将有助于缓解电网拥塞，增加互连容量，从而实现更多的太阳能发电设施和风力发电设施部署。

虚拟输电的定义

虚拟输电是指采用专门部署的电池储能系统系统代替输电线路，以提供容量、服务和功能的组合，从而实现比传统电力解决方案更大的价值。虚拟输电项目可以采取单一资产串联部署的能源资产组合(作为“虚拟输电线路”)的形式来模拟电网的电力线路，或者作为电力系统的资产组合。关键是电网需要这样的电池储能系统来提供：

•如果输电线路在运行中经常达到极限容量，则可以部署电池储能系统以在拥塞的电力线路下游提供电力。这可以使电网管理其峰值负载，同时推迟或避免升级和新建电力线路。

•可以将电池储能系统作为额外的输电容量进行部署，从而增加现有电力线路的容量。部署在战略性位置的电池储能系统可以提供充足电力，以确保电网在紧急情况下(例如电力线路跳闸时)稳定运行。

•可以在配电层面上部署电池储能系统，以支持部署更多的间歇性分布式发电资源(如住宅太阳能)。电池储能系统可以部署在电网上，提供有功功率和无功功率，以管理“电压刚度”。

•最后，电池储能系统可以在输电层面提供诸如频率响应或其他可靠性标准之类的功能，类似于爱尔兰的电网运营商正在采购的“快速频率响应”或“合成惯性”服务，以提高总体输电可靠性。

虚拟输电技术在全球电力市场的应用

德国、哥伦比亚和智利等国监管机构正在研究和开发虚拟输电技术，以解决主要输电网络的拥塞问题，在这些电力线路上，或者大量可再生能源发电所产生的电力超过电力线路承载的容量，或者存在大量的输电拥塞问题。这两种情况都需要“重新布局”， 因此需要一方面削减发电量，另一方面提高发电量，以确保供需平衡。通过增加虚拟输电资产来管理突发事件(发电量过大或电力需求处在高峰/低谷)，电网运营商可以避免开启或关闭传统发电设施额外成本，并使电力系统的运行更优化。

德国监管机构已经批准部署三个大型电池储能系统，这三个项目正进入采购阶段，分别是装机容量各为100MW两个电池储能系统和一个装机容量为250MW的电池储能系统。哥伦比亚正在招标采购两个装机容量分别为50MW的电池储能系统，而智利监管机构正在审核总装机容量为500MW的一些项目部署计划。

而在美国，加州、美国中西部地区和西南部地区的电力监管机构正在对储能系统进行评估，将其作为一项输电资产。美国联邦能源监管委员会(FERC)正在推广同一主题的监管程序。总的来说，明确确定电池储能资产的监管结构将允许输电公司拥有和运营这些储能资产以提供电网服务，使其能够推迟并可能避免对电力线路进行成本高昂且耗时的升级。

总之，一些国家已经部署了一些虚拟输电项目，以满足关键需求。

与输电基础设施项目建设时间通常为5～10年时间相比，澳大利亚的储能部署进展也很快。澳大利亚的监管机构正在继续评估基于电池储能系统的选项，以在各州之间的电网增加更多的容量，与传统基础设施相比，能够以更具扩展性的方式进行部署。

去年，作为昆士兰–新南威尔士州互联电网升级的一种选择，基于电池储能系统的资产首次被视为澳大利亚国家电力市场(NEM)的输电流程下替代传统电力基础设施的非电网替代品。

而在今年，考虑将类似的非电网升级方案纳入2020年综合系统计划，这是澳大利亚能源市场组织展望2040年的战略路线图。这些方案将提供一种方法，并在1～2年内为澳大利亚的电网增加新的容量，将分阶段加强这些关键输电设施，确保适应澳大利亚发电结构的持续变化，并增加适当的容量。

责任编辑：肖舟