儲能：東風已至，破浪在即

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定  201801

       今年的各省工作報告已經陸續發布，新能源是各省能源工作的重點，從(cong) 目前31個(ge) 省（區、市）相繼公布的2022年經濟增長數據來看，一些提前布局新能源產(chan) 業(ye) 的省市紛紛交出不錯的成績單，新能源成為(wei) 當地GDP增速的重要拉動力量，比如福建寧德、江蘇常州、江西宜春等。近期各地紛紛出台利好新能源政策，包括分布式光伏、風電和儲(chu) 能等進一步獲得政策支持，讓一直處於(yu) 熱門賽道的新能源包括儲(chu) 能、分布式光伏等相關(guan) 行業(ye) 更增加不少熱度。作為(wei) 保障電網安全、提高輸配用電效率的重要手段之一，儲(chu) 能行業(ye) 接下來無疑會(hui) 加速發展。

1 相關(guan) 政策

       2022年11月，國家能源局發布《電力現貨市場基本規則（征求意見稿）》,明確提出做好調頻、備用等輔助服務市場與(yu) 現貨市場的銜接，推動儲(chu) 能、分布式發電、負荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網等新興(xing) 市場主體(ti) 參與(yu) 交易等。

       2023年1月28日，常州出台了《關(guan) 於(yu) 加快新能源之都建設的實施意見》和《推進新能源之都建設政策措施》，圍繞產(chan) 業(ye) 發展、技術創新、推廣應用、生態營造四個(ge) 方麵，製定出促進新能源產(chan) 業(ye) 發展的十條重磅政策，涵蓋了多項獎勵措施，其中1MW以上的新型儲(chu) 能電站可按放電量獲得不超過0.3元/kWh的獎勵，連續獎勵不超過2年，在此之前全國已有32個(ge) 地區明確提出儲(chu) 能補貼。

       2023年1月28日，內(nei) 蒙古自治區人民發布《關(guan) 於(yu) 印發自治區2023年堅持穩中快進穩中優(you) 進推動產(chan) 業(ye) 高質量發展政策清單的通知》，通知指出：支持新增源網荷儲(chu) 一體(ti) 化項目增配新能源規模，支持工業(ye) 園區燃煤自備電廠可再生能源替代，鼓勵燃煤機組靈活性改造，鼓勵自建、購買(mai) 儲(chu) 能或調峰能力配建新能源項目。

       2023年1月20日，山東(dong) 省人民辦公廳印發了《山東(dong) 省建設綠色低碳高質量發展先行區2023年重點工作任務》，提出要加快提升電力係統調節能力，省能源局牽頭年底全省建成抽水蓄能400萬(wan) 千瓦左右，新型儲(chu) 能規模達到200萬(wan) 千瓦以上。

2 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。

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

3 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。

3.1 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

3.2 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

3.3 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

3.4 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

3.5 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

3.6 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。

3.7 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。

3.8 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。

4 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。

5 結束語

       在雙碳目標以及電網運行安全要求驅動下，儲(chu) 能行業(ye) 未來將會(hui) 得到越來越多的政策支持，可以想象未來也會(hui) 有越來越多的資本投入促使行業(ye) 迅速發展，從(cong) 而提高電網運行安全，提升電能使用效率。但是微電網係統，特別是儲(chu) 能電站的運行安全不容忽視，需要嚴(yan) 格按照標準，建立微電網能量監測係統對儲(chu) 能電站進行監視、預警和控製，保障安全生產(chan) 。

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 开云体育手机下载教程，主要研究方向為(wei) 儲(chu) 能電站運維係統。