儲能的作用及盈利模式分析

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

儲(chu) 能的作用及盈利模式分析

       在新型電力係統中，儲(chu) 能將成為(wei) 至關(guan) 重要的一環，是分布式光伏、風電等新能源消納以及電網安全的必要保障，在電源側(ce) 、電網側(ce) 、用戶側(ce) 都會(hui) 得到廣泛的應用。《電力現貨市場基本規則（征求意見稿）》以及各地出台的扶持政策給儲(chu) 能商業(ye) 模式拓展帶來了新的曙光，電力現貨市場將加大峰穀套利空間，加上電費補貼，這將大幅縮短儲(chu) 能項目的投資回收期。根據測算，電改前儲(chu) 能項目的投資回報期在8-10年；電改加上地方電費補貼後，部分地區每天可實現兩(liang) 充兩(liang) 放，儲(chu) 能項目投資回報期縮短為(wei) 4-6年，商業(ye) 儲(chu) 能變的有利可圖，這將鼓勵資本進入，行業(ye) 形成良性循環。

       儲(chu) 能在不同環節存在多種盈利模式，儲(chu) 能盈利模式主要有以下幾種：幫助發、輸、配各環節電力運營商以及終端用戶降本增效；延緩基礎設施投資；通過峰穀價(jia) 差套利、參與(yu) 虛擬電廠需求響應等輔助服務市場、容量租賃、電力現貨市場等方式。

1 電源側(ce)

       電力調峰：通過儲(chu) 能的方式實現用電負荷的削峰填穀，即發電廠在用電負荷低穀時段對電池充電，在用電負荷高峰時段將存儲(chu) 的電量釋放。

       提供容量：通過儲(chu) 能提供發電容量以應對發電尖峰負荷，提升傳(chuan) 統發電機組的運行效率。

       可再生能源並網：在風、光電站配置儲(chu) 能，基於(yu) 電站出力預測和儲(chu) 能充放電調度，對隨機性、間歇性和波動性的可再生能源發電出力進行平滑控製，滿足並網要求。

       可再生能源發電調峰：將可再生能源的棄風棄光電量存儲(chu) 後再移至其他時段進行並網，提高可再生能源利用率。

       盈利方式：提升發電效率以增加收入；減少棄風棄光，提升發電效率；峰穀價(jia) 差套利。

2 輔助服務

       調頻：頻率的變化會(hui) 對發電及用電設備的安全高效運行及壽命產(chan) 生影響，因此頻率調節至關(guan) 重要。電化學儲(chu) 能調頻速度快，可以靈活地在充放電狀態之間轉換，因而成為(wei) 優(you) 質的調頻資源。

       虛擬電廠：通過虛擬電廠的需求響應為(wei) 電網尖峰時段提供應急容量，針對突發情況時為(wei) 保障電能質量和係統安全穩定運行而預留的有功功率儲(chu) 備。

       黑啟動：發生重大係統故障或全係統範圍停電時，在沒有電網支持的情況下重啟無自啟動能力的發電機組，逐漸擴大係統恢複範圍，終實現整個(ge) 係統的恢複。

       盈利方式：參與(yu) 電力市場，市場化收入。

3 電網側(ce)

       緩解電網阻塞：將儲(chu) 能係統安裝在線路上遊，當發生線路阻塞時可以將無法輸送的電能儲(chu) 存到儲(chu) 能設備中，等到線路負荷小於(yu) 線路容量時，儲(chu) 能係統再向線路放電。

       延緩輸配電設備擴容升級：在負荷接近設備容量的輸配電係統內(nei) ，可以利用儲(chu) 能係統通過較小的裝機容量有效提高電網的輸配電能力，從(cong) 而延緩新建輸配電設施，降低成本。

       盈利方式：提升輸配電效率，延緩投資。

4 用戶側(ce)

       容量管理：工業(ye) 用戶可以利用儲(chu) 能係統在用電低穀時儲(chu) 能，在高峰負荷時放電，從(cong) 而降低整體(ti) 負荷，達到降低容量電費的目的。

       容量租賃：儲(chu) 能電站租賃給新能源服務商，目前國內(nei) 的儲(chu) 能容量租賃費用範圍在300 - 350元/kW·年，具體(ti) 定價(jia) 由儲(chu) 能電站與(yu) 新能源電站的項目收益相互協商，而後雙方簽訂長期租賃協議。

       電力自發自用：安裝光伏的家庭和工商業(ye) 用戶通過配置儲(chu) 能可以更好地利用光伏電力，提高自發自用水平，降低用電成本。

       峰穀價(jia) 差套利：在實施峰穀電價(jia) 的電力市場中，通過低電價(jia) 時給儲(chu) 能係統充電，高電價(jia) 時儲(chu) 能係統放電，實現峰穀電價(jia) 差套利，降低用電成本。

       盈利方式：降低容量電費，節約用電成本，峰穀價(jia) 差套利。

儲(chu) 能電站運維

       在儲(chu) 能行業(ye) 前景一片大好的同時，儲(chu) 能電站的安全運維也至關(guan) 重要，電池熱失控仍是需要重點關(guan) 注的問題。GB/T 42288-2022 《電化學儲(chu) 能電站安全規程》對儲(chu) 能電站的監控係統有明確要求，監控係統應具備數據采集處理、監視報警、控製調節、自診斷及自恢複等功能，應具備手動控製和自動控製方式，自動控製功能可投退。2022年10月北京市城市管理委員會(hui) 對《北京市新型儲(chu) 能電站運行監督管理辦法（試行）》公開征求意見，文件明確：要求大、中型儲(chu) 能電站應建立狀態運行及預警預測平台，小型儲(chu) 能電站應實現狀態運行監測，實時監控係統運行工況。

       Acrel-2000MG微電網能量管理係統能夠對企業(ye) 微電網的源（市電、分布式光伏、微型風機）、網（企業(ye) 內(nei) 部配電網）、荷（固定負荷和可調負荷）、儲(chu) 能係統、新能源汽車充電負荷進行實時監測和優(you) 化控製，保護微電網儲(chu) 能係統運行安全，實現不同目標下源網荷儲(chu) 資源之間的靈活互動，增加多策略控製下係統的穩定運行。同時促進新能源消納、合理削峰填穀，減少電網建設投資，提升微電網運行安全，降低運行成本。

1 數據采集及處理

       係統通過測控單元與(yu) 儲(chu) 能裝置、電池管理係統(BMS)、汽車充電樁、風機逆變器、光伏逆變器進行實時信息的采集和處理，實時采集模擬量、開關(guan) 量。

圖1 企業(ye) 微電網光伏、儲(chu) 能數據統計

2 監視報警

       微電網能量管理係統應具有事故報警和預告報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態異常信息或電芯過壓、電芯欠壓、電池簇過壓告警、電池簇欠壓告警等，保障儲(chu) 能係統運行安全。

圖2 儲(chu) 能係統告警記錄

3 運行監控

       微電網能量管理係統是儲(chu) 能係統與(yu) 運行人員聯係的主要方式，係統可提供重要參數的顯示和必要操作，包括儲(chu) 能係統主要儲(chu) 能裝機容量、單次充放電量與(yu) 時間、SOC曲線、收益及儲(chu) 能係統運行狀態參數，手動和自動控製，控製調節對象包括直流開關(guan) 、各電壓等級的電動操作開關(guan) 、主要設備的啟動退出、PCS功率設定、裝置運行參數設定等。

圖3 企業(ye) 微電網運行監測

4 光伏運行監控

       監測企業(ye) 分布式光伏電站運行情況，包括逆變器運行數據、光伏發電效率分析、發電量及收益統計以及光伏發電功率控製。

圖4 光伏運行監測

5 儲(chu) 能管理

       監測儲(chu) 能係統、電池管理係統(BMS)和儲(chu) 能變流器(PCS)運行，包括運行模式、功率控製模式，功率、電壓、電流、頻率等預定值信息、儲(chu) 能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據企業(ye) 峰穀特點和電價(jia) 波動設置儲(chu) 能係統的充放電策略，控製儲(chu) 能係統充放電模式，實現削峰填穀，降低企業(ye) 用電成本。

圖5 儲(chu) 能管理

6 充電樁監測 

       係統具備和企業(ye) 充電樁係統或設備的軟件接口，充電樁數據接入微電網能量管理係統進行集中監控，監測充電樁的運行狀態，根據企業(ye) 負荷率變化控製和調節充電樁的充電功率，使企業(ye) 微電網穩定安全運行。

7 電能質量監測

       監測微電網重要回路的電壓波動與(yu) 閃變、電壓暫升/暫降、短時中斷情況，實時記錄事件並故障錄波，為(wei) 電能質量分析與(yu) 治理提供數據來源。及時采取相應的措施提高配電係統的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發生。

8 自診斷和自恢複

       係統具備在線診斷能力，對係統自身的軟硬件運行狀況進行診斷，發現異常時，予以報警和記錄，必要時采取自動恢複措施。

微電網數字化係統硬件設備

       除了微電網能量管理係統軟件外，還具備現場傳(chuan) 感器、智能網關(guan) 等設備，還包括了高低壓配電綜合保護和監測產(chan) 品、電能質量在線監測裝置、電能質量治理、新能源充電樁、電氣消防類解決(jue) 方案等，可以為(wei) 企業(ye) 微電網數字化提供一站式服務能力。

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 微電網能量管理係統。