在過(guò)去三年中，美國(guó)的電力行業(yè)已經(jīng)在電網(wǎng)中安裝了約700MW的電站級(jí)大型電池。截至2017年10月，這些電池約占美國(guó)電站級(jí)大型項(xiàng)目發(fā)電容量的0.06%。儲(chǔ)能電池的成本由哪些要素構(gòu)成?儲(chǔ)能電池在電網(wǎng)中發(fā)揮了哪些作用?讓我們一起來(lái)看看吧!

美國(guó)能源信息署(EIA)發(fā)布的2016年“年度發(fā)電機(jī)報(bào)告”中涵蓋了有關(guān)電池容量，充放電速率，存儲(chǔ)技術(shù)類型，無(wú)功功率額定值，存儲(chǔ)技術(shù)類型和預(yù)期使用情況等儲(chǔ)能情況的詳細(xì)信息。

與其他儲(chǔ)能技術(shù)一樣，儲(chǔ)能電池可以在不同的時(shí)間分別作為能源供應(yīng)商和消費(fèi)者，從而形成成本與收入相結(jié)合的獨(dú)特運(yùn)營(yíng)模式，并與其他發(fā)電技術(shù)進(jìn)行直接比較。

是否建設(shè)新電廠取決于其最初的建設(shè)成本和持續(xù)運(yùn)營(yíng)成本。盡管儲(chǔ)能電池項(xiàng)目的平均建設(shè)成本相對(duì)較低，但它們不是獨(dú)立的電源，必須購(gòu)買其他發(fā)電機(jī)組為其充電，以及還要考慮充放電過(guò)程中的電能損失。

電池成本還取決于電池的技術(shù)特性，例如發(fā)電容量，這對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)可以從兩個(gè)方面來(lái)描述：

1.功率容量或額定容量：以MW為單位，是電池可持續(xù)發(fā)電的最大瞬時(shí)功率，即通常意義上的發(fā)電機(jī)功率;

2.能量容量：以MWh為單位，電池可充放總電能。

電池的持續(xù)放電時(shí)間是其能量容量與其功率容量的比例。短時(shí)間的供能電池設(shè)計(jì)是為了在很短的時(shí)間內(nèi)提供電能，通常在幾分鐘到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，而且每MW的建設(shè)成本通常較低。長(zhǎng)時(shí)間的供能電池可以提供幾個(gè)小時(shí)的功率，每MW的成本也相對(duì)較高。

在收入方面，由于儲(chǔ)能電池的最佳性能受充電時(shí)間和循環(huán)次數(shù)的限制，電池的容量因數(shù)相對(duì)較低。不過(guò)，可以利用儲(chǔ)能電池的某些獨(dú)特性能，并將這些性能進(jìn)行整合，從而提高經(jīng)濟(jì)效益

美國(guó)各地在建和計(jì)劃建設(shè)的儲(chǔ)能電池容量

儲(chǔ)能電池在電網(wǎng)中發(fā)揮的作用包括：

1.維持電網(wǎng)供需平衡：儲(chǔ)能電池可以在多個(gè)時(shí)間尺度上(按秒、分、或小時(shí))來(lái)維持電網(wǎng)供需平衡。可快速充電的儲(chǔ)能電池特別適合為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，如電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)等。

2.借助為電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)會(huì)進(jìn)行價(jià)格套利：儲(chǔ)能電池可以為電網(wǎng)調(diào)峰，使日負(fù)荷曲線趨于平緩，并通過(guò)在較低價(jià)格(或負(fù)價(jià)格)期間購(gòu)買電能充電，之后在價(jià)格較高期間銷售電能，將部分電力需求從高峰時(shí)段轉(zhuǎn)移至其他時(shí)段，從而減少電網(wǎng)供電成本以及電網(wǎng)備用機(jī)組容量，進(jìn)而從整體上使電價(jià)水平較低。

3.儲(chǔ)存及調(diào)整可再生能源發(fā)電：儲(chǔ)能電池可以減少可再生能源的浪費(fèi)，儲(chǔ)存過(guò)剩的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電，并在需要時(shí)將電能提供給電網(wǎng)或本地負(fù)載，這樣可以減少由于風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)剩引起的批發(fā)市場(chǎng)負(fù)電價(jià)情況，以及在晚間用電高峰期出現(xiàn)的電價(jià)上漲情況。將儲(chǔ)能電池配置到太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，可以使經(jīng)營(yíng)者更有預(yù)見(jiàn)性地統(tǒng)籌發(fā)電供電。

4.推遲電網(wǎng)大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施投資：隨著電力需求的不斷增長(zhǎng)，部分地區(qū)可能需要擴(kuò)建電網(wǎng)，如升級(jí)變電站或建設(shè)額外的輸配電線路，以滿足負(fù)荷側(cè)的需求，這將花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)美元。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)在電網(wǎng)關(guān)鍵位置安裝儲(chǔ)能電池解決，既可以減少電網(wǎng)投資成本，也可以滿足電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)的需求，同時(shí)推遲電網(wǎng)大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施投資。

5.降低終端用戶的用電費(fèi)用：工、商業(yè)等大用戶電力消費(fèi)者可以通過(guò)在電力需求高峰時(shí)使用儲(chǔ)能電池來(lái)降低他們的電力需求費(fèi)用。

6.作為備用電源：儲(chǔ)能電池可以在停電期間為配電網(wǎng)、企業(yè)或家庭等用戶提供備用電能，以維持供電可靠性。儲(chǔ)能電池作為高級(jí)微電網(wǎng)配置的一部分，當(dāng)微電網(wǎng)與電網(wǎng)部分隔離或臨時(shí)隔離形成孤島時(shí)，儲(chǔ)能電池可幫助其保持電能供應(yīng)。