分時(shí)電價(jià)機(jī)制調(diào)整對(duì)儲(chǔ)能的影響

在我國(guó)新型電力系統(tǒng)中，新能源裝機(jī)容量逐年提高，但是新能源比如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電是不穩(wěn)定的能源，所以要維持電網(wǎng)穩(wěn)定，促使新能源發(fā)電的消納，儲(chǔ)能將成為至關(guān)重要的一環(huán)，是分布式光伏、風(fēng)電等新能源消納以及電網(wǎng)安全的必要保障，也是削峰填谷、平滑負(fù)荷的合理手段。國(guó)家鼓勵(lì)支持市場(chǎng)進(jìn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，已有包括浙江、上海、廣東、江蘇、安徽、湖南、四川、陜西、山西、青海、重慶在內(nèi)的全國(guó)多個(gè)省市出臺(tái)了具體的儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策，明確規(guī)定了儲(chǔ)能補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和限額。

比如上海對(duì)于備案且建成投運(yùn)的用戶側(cè)儲(chǔ)能、分布式光儲(chǔ)、充換儲(chǔ)整體化等項(xiàng)目時(shí)長(zhǎng)不低于2小時(shí)的，按照儲(chǔ)能設(shè)施裝機(jī)規(guī)模給予200元/千瓦時(shí)的補(bǔ)助，單個(gè)項(xiàng)目的補(bǔ)助不超過500萬元。常州1MW以上的新型儲(chǔ)能電站可按放電量獲得不超過0.3元/kWh的獎(jiǎng)勵(lì)，連續(xù)獎(jiǎng)勵(lì)不超過2年等等。

此次上海出臺(tái)的分時(shí)電價(jià)機(jī)制拉大了峰谷電價(jià)差，加上電費(fèi)補(bǔ)貼，這將大幅縮短儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資回收期，工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目變的有利可圖，這將鼓勵(lì)資本進(jìn)入，行業(yè)形成良性循環(huán)。以新的上海分時(shí)電價(jià)政策為例。

圖1 上海分時(shí)電價(jià)政策圖

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分時(shí)電價(jià)調(diào)整后上海儲(chǔ)能項(xiàng)目投資回收期分析

根據(jù)圖1，上海本次分時(shí)電價(jià)的調(diào)整，使儲(chǔ)能項(xiàng)目每天具備兩充兩放的條件，并且加大了峰谷電價(jià)差，儲(chǔ)能套利空間加大，這將大大縮短儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資的回報(bào)期。我們以一個(gè)5MW/10MWh的儲(chǔ)能項(xiàng)目為例來計(jì)算。以大工業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，根據(jù)上海市分時(shí)電價(jià)的時(shí)段，每天執(zhí)行兩充兩放，如圖所2示，電價(jià)以10kV用戶為例，具體電價(jià)以實(shí)際為準(zhǔn)，圖2電價(jià)數(shù)據(jù)僅供參考。

在7-9月夏季時(shí)段，每天凌晨在300低谷時(shí)執(zhí)行充電，在1200峰時(shí)段(7-8月執(zhí)行尖峰時(shí)段)放電；然后在1500平時(shí)段充電，在1900峰時(shí)段放電。

在除7-9月非夏季時(shí)段，每天凌晨在300低谷時(shí)執(zhí)行充電，在800峰時(shí)段放電；然后在1100平時(shí)段充電，在1900峰時(shí)段(1月、12月為尖峰時(shí)段)放電。

圖2 上海儲(chǔ)能項(xiàng)目?jī)沙鋬煞攀疽鈭D

根據(jù)以上充放電策略，以鋰電池90%DOD（放電深度）、85%充放電效率來計(jì)算，每年執(zhí)行330個(gè)自然日的充放電循環(huán)，5MW/10MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目每年峰谷電價(jià)差套利空間約為290萬元，考慮儲(chǔ)能放電削峰可能導(dǎo)致的企業(yè)基礎(chǔ)電費(fèi)降低的情況，按照每年300萬元，電池充放循環(huán)壽命6000次計(jì)算(數(shù)據(jù)可達(dá)10000次以上)，項(xiàng)目可運(yùn)行9.1年。

結(jié)合近期大型儲(chǔ)能項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格，儲(chǔ)能項(xiàng)目EPC總承包成本約為1700元/kWh，項(xiàng)目的初始投資約為1700萬元，減去上海的儲(chǔ)能補(bǔ)貼，初始投資為1500萬元，按照每年1%的維護(hù)成本，3%的衰減折舊率計(jì)算，投資回收期約為5.6年，相比之前動(dòng)輒8-10年的投資回收期，已經(jīng)大大縮短，再則鋰電池成本也在不斷降低，循環(huán)壽命則在提高，相信隨著儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的重要性凸顯，儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資回收期會(huì)越來越短。

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儲(chǔ)能電站運(yùn)維

在儲(chǔ)能行業(yè)前景一片大好的同時(shí)，儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)維也至關(guān)重要。GB/T 42288-2022 《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》對(duì)儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)有明確要求，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集處理、監(jiān)視報(bào)警、控制調(diào)節(jié)、自診斷及自恢復(fù)等功能，應(yīng)具備手動(dòng)控制和自動(dòng)控制方式，自動(dòng)控制功能可投退。《北京市新型儲(chǔ)能電站運(yùn)行監(jiān)督管理辦法（試行）》文件明確：要求大、中型儲(chǔ)能電站應(yīng)建立狀態(tài)運(yùn)行及預(yù)警預(yù)測(cè)平臺(tái)，小型儲(chǔ)能電站應(yīng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行工況。

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)微電網(wǎng)的源（市電、分布式光伏、微型風(fēng)機(jī)）、網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)）、荷（固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷）、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制策略，保護(hù)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)，增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和收益較大化，提升微電網(wǎng)運(yùn)行安全，降低運(yùn)維成本。

3.1 數(shù)據(jù)采集及處理

系統(tǒng)通過測(cè)控單元與儲(chǔ)能裝置、電池管理系統(tǒng)(BMS)、汽車充電樁、風(fēng)機(jī)逆變器、光伏逆變器進(jìn)行實(shí)時(shí)信息的采集和處理，實(shí)時(shí)采集模擬量、開關(guān)量。

圖1 企業(yè)微電網(wǎng)光伏、儲(chǔ)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

3.2 監(jiān)視報(bào)警

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)具有事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)；預(yù)告報(bào)警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)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(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全。

圖2 儲(chǔ)能系統(tǒng)告警記錄

3.3 運(yùn)行監(jiān)控

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是儲(chǔ)能系統(tǒng)與運(yùn)行人員聯(lián)系的主要方式，系統(tǒng)可提供重要參數(shù)的顯示和必要操作，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)主要儲(chǔ)能裝機(jī)容量、充放電策略設(shè)置、單次充放電量與時(shí)間、SOC曲線、收益及儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，手動(dòng)和自動(dòng)控制，控制調(diào)節(jié)對(duì)象包括直流開關(guān)、各電壓等級(jí)的電動(dòng)操作開關(guān)、主要設(shè)備的啟動(dòng)退出、PCS功率設(shè)定、裝置運(yùn)行參數(shù)設(shè)定等。

圖3 企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

3.4 光伏運(yùn)行監(jiān)控

監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。

圖4 光伏運(yùn)行監(jiān)測(cè)

3.5 儲(chǔ)能管理

監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)分時(shí)電價(jià)波動(dòng)及企業(yè)峰谷特點(diǎn)設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電模式，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，風(fēng)骨套利，降低企業(yè)用電成本。

圖5 儲(chǔ)能管理

3.6 充電樁監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)具備和企業(yè)充電樁系統(tǒng)或設(shè)備的軟件接口，充電樁數(shù)據(jù)接入微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，監(jiān)測(cè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化控制和調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。

3.7 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)重要回路的電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫升/暫降、短時(shí)中斷情況，實(shí)時(shí)記錄事件并故障錄波，為電能質(zhì)量分析與治理提供數(shù)據(jù)來源。及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。

3.8 自診斷和自恢復(fù)

系統(tǒng)具備在線診斷能力，對(duì)系統(tǒng)自身的軟硬件運(yùn)行狀況進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，予以報(bào)警和記錄，必要時(shí)采取自動(dòng)恢復(fù)措施。

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微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)硬件設(shè)備

除了微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)軟件外，還具備現(xiàn)場(chǎng)傳感器、智能網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，還包括了高低壓配電綜合保護(hù)和監(jiān)測(cè)產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量治理、新能源充電樁、電氣消防類解決方案等，可以為企業(yè)微電網(wǎng)數(shù)字化提供一站式服務(wù)能力。

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結(jié)束語

在新能源裝機(jī)容量逐年增加以及電網(wǎng)運(yùn)行安全要求驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能行業(yè)未來將會(huì)得到越來越多的政策支持，本次上海市分時(shí)電價(jià)機(jī)制的調(diào)整也正是基于上海電網(wǎng)負(fù)荷的特點(diǎn)做出的調(diào)整，加大峰谷套利空間以促使新能源，特別是儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展，可以想象未來也會(huì)有越來越多的資本投入促使行業(yè)迅速發(fā)展，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行安全，提升電能使用效率。但是微電網(wǎng)系統(tǒng)，特別是儲(chǔ)能電站的運(yùn)行安全不容忽視，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，建立微電網(wǎng)能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能電站進(jìn)行監(jiān)視、預(yù)警和充放電策略控制，保障安全生產(chǎn)的前提下使儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益較大化。