储能电站必须能够次秒级响应、部分荷电状态和多次充放电循环。储能电站可以提供有功和无功功率，成为最有益的输电支持资源。输电支持通常放电时间为1-20秒。图2.13表现储能电站在几秒之内响应电压骤降和三相不平衡。储能通过快速充放电抑制电压骤降和三相不平衡带来的振荡。储能响应需要非常快速和高功率，所需电量较少。
技术要求：储能电站容量为10-100MW，持续放电时间为5秒-2小时，年最小运行次数为20-100次
解读：应用场景受限，具体价值和收益难以评估。
2.4、配电基础设施服务
2.4.1、延缓输电设施升级和配电网电压支撑
延缓配电设施升级为使用储能电站延缓或避免配电设施升级，同时保证足够容量满足全部负荷需求。延缓升级可以为替换变电站中老旧或过载配电变压器或者重新铺设更重的配电线路。
变压器扩容为了满足未来15-20年负荷增长。新设备在大部分生命周期内其利用率比较低。储能电站可削减峰值负荷延长设备寿命。如果储能电站为集装箱式，可移动到其他需要升级的变电站，使投资最大化。
该服务可以降低实际负荷不如预期增长风险。储能电站不仅延缓了升级决策时间点，也提供时间以评估负荷是否如预期增长，该窗口期为2-3年。
众所周知，配电系统中绝大部分节点最大负荷，出现在每年的几天的几个小时。储能电站可以有效削减其峰值，为电网带来显著收益。此外，储能还可为配电线路提供电压支撑。通常电网通过调节变电站的调节器和电容器实现稳定电压的目的。在径向长线路中存在大型负荷如电弧焊或分布式光伏系统情况下会产生电压波动，可通过储能电站有功出力解决。图2.14表现了储能延缓输配设施升级应用。
技术要求：储能电站容量为500kW-10MW，持续放电时间为1-4小时，年最小运行次数为50-100次
解读：在城市中心区域等配网扩容升级困难的地方，随着电动汽车等发展负荷增长较快，储能延缓配网设施升级和应对电动汽车充电是一种有效的解决方案。
2.5、消费侧能源管理服务
2.5.1、电能质量
电能质量服务为使用储能电站平抑电网短时间电能质量波动，保护用户侧负荷。较差电能质量主要包括1)电压波动，2)频率波动，3)低功率因数，4)谐波，5)持续时间几秒-几分钟的供电中断。
储能提高电能质量的放电时间为几秒到几分钟。储能电站在线检测电网电能质量和充放电平滑出现的波动。图2.15上图显示了50V电压骤升，下图储能吸收了骤升的50V保证480电压稳定。电能质量对需要保护敏感设备非常重要。
技术要求：储能电站容量为100kW-10MW，持续放电时间为10秒-15分钟，年最小运行次数为10-200次
解读：在芯片制造、精密机床加工等对电能质量要求较高的行业，储能改善电能质量是良好的解决方案且收益良好。
2.5.2、供电可靠性
储能电站可在电网断电的情况下有效地支撑消费者负荷。电网断电后，储能电站支撑客户侧负荷孤网运行，直至电网恢复后切换到电网供应。储能电量相对于负荷大小决定了放电时间。如果储能电站配备了柴油发电机，可长时间支持负荷。
储能电站可为消费者拥有与控制。另一种模式是储能电站为公共事业部门拥有，作为需求侧可调度资源服务消费者需求，同时为电网提供需量削减服务。
解读：数据中心、大型赛事和会议中心等场景对供电可靠性要求较高，储能作为备用电源是主流的解决方案。
2.5.3、削峰填谷
削峰填谷为消费者利用储能电站降低其用能成本。储能电站在谷电价时段充电，在峰电价时段使用。削峰填谷跟批发电能时移类似，差别为用户侧削峰填谷是基于零售电价，而批发电能时移是基于批发电价。这类服务的最大放电时间要基于分时电价时刻表。
技术要求：储能电站容量为1kW-1MW，持续放电时间为1-6小时，年最小运行次数为50-250次
解读：基于分时电价的削峰填谷是国内储能只要商业模式，但是其收益取决于峰谷电价差和储能系统成本。随着电力市场改革，储能运营商期待更高的价格波动以获取更多收益。基于美国电力市场分析，即使存在电力现货市场，储能靠电量服务依然难以实现较好收益。储能电站的电量有限和功率灵活调节的特性决定了，储能只有参与多种服务充分发挥其功率调节和电量转移的能力，才能获取良好的收益。
2.5.4、需量电费管理
储能电站可用于在电网规定的峰值时刻削减容量，降低总体用能成本。为了避免需量电费，用户负荷必须能在特定时间段降低。很多情况下，在需量电价应用时段需量收费价格每15分钟设定一个。
需量电费的确定是基于每个月峰值负荷阶段最大负荷量确定。有些额外需量收费分为两种，一种针对冬季周末早上或晚上关键时间点部分负荷需求，另一种针对负荷或工厂需求量为基础的峰值需量。
工厂可通过降低需求容量，避免进入更高收费容量等级。电价表中需量收费分为电量价格和容量价格，其中电量价格单位为$/kWh，而容量收费单位为$/kW。此外，容量价格每月重新设定，所以容量价格也为每月$/kWh。
储能电站在没有或较低需量价格时充电，在需量价格高时放电使用，降低用户需量电费。储能电站放电时间是基于具体价格表。图2.16为工厂削减需量电费例子。工厂用户夜间电价低时，以1MW充电，而在需量电费比较高的12:00-17:00时以1MW放电，削减工厂容量1MW。
尽管这种服务有明显收益，但是储能电站设计、采购、效率损耗等因素都能影响用户收益，特别是峰值负荷较小的用户。
图2.17显示峰值负荷阈值在每月周一下午高峰负荷确定。这一阈值为该月标准，负荷必须低于阈值才能避免需量罚款。
技术要求：储能电站容量为50kW-10MW，持续放电时间为1-4小时，年最小运行次数为50-500次
解读：储能需量管理是充分利用其功率调节能力的应用场景之一，也是国内外表后储能主流的商业模式，其综合收益较好。但是储能需量管理收益跟用户负荷曲线密切相关，只有负荷波动较大且峰值负荷持续时间较短的客户，其储能削减峰值负荷收益才能比较高。美国领先分布式储能企业的商业模式是用户需量管理结合基于分时电价削峰填谷的用户合同能源管理模式，结合分布式储能集群参与发电或电网服务获取额外增值收益。
2.6、组合服务—应用例子组合
储能电站均可应用到上述服务中，但很少单一服务能够产生足够收益，弥补其投资。然而，储能电站可以参与多种服务，获取多项收益，提高其经济性。储能电站可同时参与哪些服务取决于其位于电网中位置和所使用储能技术。然而，在监管和运维限制下，储能多服务过程必须谨慎设计和具体分析。
加州公共事业委员会储能行动R1012007中，一系列储能应用案例得到研究。如表2中所示，加州公共事业委员会将采用三个基本例子。与输电线相连接的储能电站，在ISOs的监管下可提供电网相关的辅助服务和电量市场竞价。此外，储能可作为调峰容量提供商供应系统容量。与配电线相连接的储能电站可帮助解决区域特定变电站问题(解决电压问题、缓解设施升级等)，同时为电网提供辅助服务。消费侧储能电站，可削减用户峰值负荷、节省电费同时提高电能质量和供电可靠性。
解读：储能参与多种服务是使其多种价值变现的重要途径。美国加州储能参与多种电力服务获得公共事业委员会的认可，是促进储能行业发展的重要政策。储能参与用户侧和电网多种服务，可以通过多种模式实现。电网、储能运营商、用户等三方可以组合出多种产权模式和储能系统控制协议，实现成本分担和收益共享。美国常用的商业模式有两种，其一为储能运营商投资或运营商与用户共同投资，通过用户侧需量管理结合削峰填谷的合同能源管理方式分享收益，运营商保留储能系统控制权，实现分布式储能集群与发电企业或单独参与电力市场交易，获取额外收益，并将收益与用户合理分享。另一模式为电网运营商投资储能，用户提供场地，储能为用户服务同时参与电力市场交易，收益双方共享。此外，还有电网、储能运营商、用户三方产权共用模式等。综上所述，通过有效产权模式和系统控制协议，储能电站同时参与用户和电网服务，实现其多重价值转化有效收益。这样是能源市场中大型能源集团或电网运营商越来越关注用户侧储能的原因，也是未来储能行业发蓬勃发展的主要驱动力。
