储能与供电可靠性

如今的储能系统配备了充足的直流电池，在某些场景下也具备出色的保供能力。

无缝保供还是有缝保供

保供的目的是让负荷在任何情况下都能用上电，而不考虑电的来源。

通常，电由电网输送。若电网故障停电，就需要其他临时供电手段，直到大电网恢复供电。

在大电网停电与临时保供衔接时，负荷是持续用电还是短暂停电，这就区分出了无缝保供和有缝保供。

比如双电源供电的负荷场景，通常在低压侧配置ATS自动转换开关。正常情况下，两路电源同时运行，而非一用一备。

负荷分段运行，两路电源各带一部分，负荷间可通过开关实现共母，这个开关可以是ATS。

当一路电源停电时，主变二次进线开关欠压脱扣，ATS自动转换开关启动，将停电的负荷转移至另一路电源，实现保供。

不过，ATS是机械结构，且需配合停电主变二次进线开关分闸，所以从停电、脱扣到启动的过程难以保证无缝衔接。

要实现无缝切换，既需要开关快速切换，也需要备用电源在线，因此无缝切换比有缝切换难度更大。

比如一些重要负荷配置了UPS不间断电源，其供电电路是从电网到UPS，再由UPS到负荷。

目前，在类似UPS这类不间断电源上已实现无缝切换。这是因为这类设备为负荷提供的交流电，并非直接取自电网，而是经过整流再逆变后的交流电。

并且，中间的直流环节连接了电池组。当交流侧停电时，直流侧的电池组仍可通过逆变器向负荷供电。

但这仅适用于小负载。对于储能这类容量较大的设备，要在任意时刻、任何场景下实现完全无缝切换并不容易，因为储能与负荷多为并联关系。

紧急时刻由储能提供备电时，不仅要求储能设备从电流源转为电压源，还需使储能与负荷构成的供用电小系统与上级系统物理分离，以避免倒送电引发安全事故。

考虑到如此多的要素，储能实现无缝切换存在一定难度。

并离网切换的不确定性

一个正常运行的微电网系统，配置了光储元素，平时基本处于并网运行状态。

而离网运行分为计划性离网和非计划性离网。

前者是有准备的离网，后者则是大电网突然掉电后的离网。

计划性离网会预留充足的准备时间，一切就绪后才会断开微电网开关实现离网；而非计划性离网需要快速响应，大电网突然停电时很难保证准备妥当。

这里面涉及到很多因素，比如微网与主网的开关何时分离，储能变流器何时转换运行状态，变成电压源的储能能否快速匹配上微网内负荷的有功和无功功率需求，等等因素都可能制约某次非计划性离网的失败，需要重新启动微电网。

因此，这种结构下的非计划性离网难以实现无缝切换，有缝在所难免。不过，在需要保供的场景中，储能仍能发挥重要作用。尤其在某些场景下，用储能设备替代传统保供电源颇具前景。

内燃机式备用电源的替代

一些场景中的重要负荷需要双路供电，但并非所有负荷都需要保供，申请两路电源不太划算。

因此，为这些重要负荷单独配备备用电源时，柴油发电机组是不错的选择。

以一个供电系统为例，重要负荷采用双路供电，一路是常规配网系统，另一路是柴油机支路。

这两路电源相互独立，负荷只能由其中一路供电。

当电网停电时，开关会切换到柴油机支路。由于油机很少处于热备状态，且切换需要时间，柴油机启动发电带载的过程中必然会出现间隙，重要负荷会经历短暂停电。

我国供电可靠性较高，油机的使用率较低，大部分时间处于备用状态。但为确保其可用性，仍需定期维护。 如果将这路电源替换为储能，会有怎样的变化呢？

同样存在供电间隙的情况下，储能无需快速响应。平时，储能可接入原配电系统进行削峰填谷，还能吸收多余的光伏电量，提高消纳率。

一旦需要保供，重要负荷的供电回路可切换至储能，由储能继续承担保供任务。

这样做能提高设备使用率并带来回报，但要考虑储能电池组的预留电量是否满足保供需求，需从经济和安全方面进行考量。

同理，铁塔公司为基站配置的电池组、数据中心为服务器配置的电池组，可在设计时增加一定的容量裕量，提高设备使用率以增加收益。

数据中心的电池组主要用于为柴油机启动争取时间，预留足够启动电量后，剩余电量可用于转移电量，进行价差套利。

多级保供的可能

可见，用储能作为备用电源进行保供是可行的。与柴油发电机不同，储能在无供电故障时也会参与系统运行。

由于保供需求难以预测，当保供时刻到来时，电池组剩余电量能维持的保供时长也不确定。

未来，重要负荷保供或许会形成内部静止储能一级保供、外部动态储能二级保供的模式。

当一级保供余量不足时，可以提前邀约二级保供。

这些动态储能可以是大型电源车，也可以是分散的电动车。按需付费比购置保供设备却闲置更划算。

这需要观念上的转变，我们需要的不是一台柴油发电机，而是为重要负荷提供稳定电力的环境。

至此，关于表后光储在一些场景中的应用分析告一段落。

过去单纯的自发自用、削峰填谷模式在当前价格环境下难以持续，但光储出色的调节能力使其在某些场景中仍能发挥重要作用。

我们应努力挖掘光储在电能量可控转移、调节量现货止损或套利、跨空间源荷匹配以及容量和电能质量等方面的应用，使其功能与应用场景相匹配。