分時電價機(jī)制調(diào)整對儲能的影響

在我國新型電力系統(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。國家鼓勵支持市場進(jìn)行儲能項目建設(shè)，據(jù)不完全統(tǒng)計，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)的全國多個省市出臺了具體的儲能補(bǔ)貼政策，明確規(guī)定了儲能補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和限額。

比如上海對于備案且建成投運(yùn)的用戶側(cè)儲能、分布式光儲、充換儲整體化等項目時長不低于2小時的，按照儲能設(shè)施裝機(jī)規(guī)模給予200元/千瓦時的補(bǔ)助，單個項目的補(bǔ)助不超過500萬元。常州1MW以上的新型儲能電站可按放電量獲得不超過0.3元/kWh的獎勵，連續(xù)獎勵不超過2年等等。

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

圖1 上海分時電價政策圖

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分時電價調(diào)整后上海儲能項目投資回收期分析

根據(jù)圖1，上海本次分時電價的調(diào)整，使儲能項目每天具備兩充兩放的條件，并且加大了峰谷電價差，儲能套利空間加大，這將大大縮短儲能項目的投資的回報期。我們以一個5MW/10MWh的儲能項目為例來計算。以大工業(yè)儲能項目為例，根據(jù)上海市分時電價的時段，每天執(zhí)行兩充兩放，如圖所2示，電價以10kV用戶為例，具體電價以實際為準(zhǔn)，圖2電價數(shù)據(jù)僅供參考。

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

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

圖2 上海儲能項目兩充兩放示意圖

根據(jù)以上充放電策略，以鋰電池90%DOD（放電深度）、85%充放電效率來計算，每年執(zhí)行330個自然日的充放電循環(huán)，5MW/10MWh儲能項目每年峰谷電價差套利空間約為290萬元，考慮儲能放電削峰可能導(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次計算(數(shù)據(jù)可達(dá)10000次以上)，項目可運(yùn)行9.1年。

結(jié)合近期大型儲能項目中標(biāo)價格，儲能項目EPC總承包成本約為1700元/kWh，項目的初始投資約為1700萬元，減去上海的儲能補(bǔ)貼，初始投資為1500萬元，按照每年1%的維護(hù)成本，3%的衰減折舊率計算，投資回收期約為5.6年，相比之前動輒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，相信隨著儲能在電網(wǎng)中的重要性凸顯，儲能項目的投資回收期會越來越短。

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儲能電站運(yùn)維

在儲能行業(yè)前景一片大好的同時，儲能電站的安全運(yùn)維也至關(guān)重要。GB/T 42288-2022 《電化學(xué)儲能電站安全規(guī)程》對儲能電站的監(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)視報警、控制調(diào)節(jié)、自診斷及自恢復(fù)等功能，應(yīng)具備手動控制和自動控制方式，自動控制功能可投退?！侗本┦行滦蛢δ茈娬具\(yùn)行監(jiān)督管理辦法（試行）》文件明確：要求大、中型儲能電站應(yīng)建立狀態(tài)運(yùn)行及預(yù)警預(yù)測平臺，小型儲能電站應(yīng)實現(xiàn)狀態(tài)運(yùn)行監(jiān)測，實時監(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）、儲能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷進(jìn)行實時監(jiān)測和優(yōu)化控制策略，保護(hù)微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)運(yùn)行安全，實現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲資源之間的靈活互動，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)通過測控單元與儲能裝置、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)行實時信息的采集和處理，實時采集模擬量、開關(guān)量。

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

3.2 監(jiān)視報警

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)具有事故報警和預(yù)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(hù)裝置動作信號；預(yù)告報警包括一般設(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，保障儲能系統(tǒng)運(yùn)行安全。

圖2 儲能系統(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，包括儲能系統(tǒng)主要儲能裝機(jī)容量、充放電策略設(shè)置、單次充放電量與時間、SOC曲線、收益及儲能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，手動和自動控制，控制調(diào)節(jié)對象包括直流開關(guān)、各電壓等級的電動操作開關(guān)、主要設(shè)備的啟動退出、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

3.4 光伏運(yùn)行監(jiān)控

監(jiān)測企業(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)計以及光伏發(fā)電功率控制。

圖4 光伏運(yùn)行監(jiān)測

3.5 儲能管理

監(jiān)測儲能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(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、儲能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)分時電價波動及企業(yè)峰谷特點設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電模式，實現(xiàn)削峰填谷，風(fēng)骨套利，降低企業(yè)用電成本。

圖5 儲能管理

3.6 充電樁監(jiān)測

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

監(jiān)測微電網(wǎng)重要回路的電壓波動與閃變、電壓暫升/暫降、短時中斷情況，實時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，予以報警和記錄，必要時采取自動恢復(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)測產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、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)動下，儲能行業(yè)未來將會得到越來越多的政策支持，本次上海市分時電價機(jī)制的調(diào)整也正是基于上海電網(wǎng)負(fù)荷的特點做出的調(diào)整，加大峰谷套利空間以促使新能源，特別是儲能行業(yè)的發(fā)展，可以想象未來也會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)測系統(tǒng)對儲能電站進(jìn)行監(jiān)視、預(yù)警和充放電策略控制，保障安全生產(chǎn)的前提下使儲能項目的收益較大化。