中國儲能網(wǎng)訊：工商業(yè)儲能系統(tǒng)作為一種靈活、高效的能源管理手段，正逐漸受到廣泛關(guān)注。然而，要準(zhǔn)確評估工商業(yè)儲能系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性，對其效率進(jìn)行精確計算和分析至關(guān)重要。
一、工商業(yè)儲能系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理
工商業(yè)儲能系統(tǒng)通常由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS）、控制系統(tǒng)以及相關(guān)的電氣設(shè)備組成。
其工作原理是在電力低谷時段儲存電能，在高峰時段釋放電能，以實(shí)現(xiàn)電力的削峰填谷、需求響應(yīng)以及提高供電可靠性等目標(biāo)。
二、工商業(yè)儲能系統(tǒng)效率影響因素
1. 電池性能：電池的類型（如鋰離子電池、鉛酸電池等）、質(zhì)量、容量、充放電深度以及循環(huán)壽命等都會直接影響儲能系統(tǒng)的效率。高性能的電池通常具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率和更低的自放電率。
2. 充放電策略：合理的充放電策略對于提高儲能系統(tǒng)效率至關(guān)重要。例如，選擇合適的充電電流和電壓、放電截止電壓等，可以減少能量損耗。
3.電力轉(zhuǎn)換效率：PCS在電能轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生一定的損失，其效率直接影響儲能系統(tǒng)的整體效率；隨著技術(shù)的發(fā)展，PCS的效率不斷提高，但仍存在提升空間。
4. 溫度：環(huán)境溫度對電池性能和效率有顯著影響。過高或過低的溫度都會降低電池的充放電效率，甚至可能影響電池的壽命。
5. 能量管理系統(tǒng)（EMS）：高效的 EMS 能夠優(yōu)化電池的使用，實(shí)現(xiàn)能量的合理分配和調(diào)度，從而提高整個儲能系統(tǒng)的效率。
6. 電池老化：隨著使用時間的增長，電池會逐漸老化，內(nèi)阻增加，容量下降，導(dǎo)致充放電效率降低。
7. 系統(tǒng)損耗：包括線路損耗、功率轉(zhuǎn)換設(shè)備（如逆變器、充電器等）的損耗等。優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和合理的線路設(shè)計可以減少這些損耗。
三、儲能系統(tǒng)效率
1.綜合效率
儲能電站的綜合效率定義為評價周期內(nèi)，儲能電站生產(chǎn)運(yùn)行過程中上網(wǎng)電量與下網(wǎng)電量的比值，即：綜合效率=評價周期內(nèi)儲能電站向電網(wǎng)輸送的電量總和÷儲能電站從電網(wǎng)接受的電量總和。
2.充電效率
交流側(cè)初始充電量=（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）÷電池系統(tǒng)充電效率÷儲能變流器整流效率÷電力線路效率÷變壓器效率+輔助設(shè)備功耗。
充電效率=（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）÷交流側(cè)初始充電量。
3.放電效率
交流側(cè)初始放電量=（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）×電池系統(tǒng)充電效率×儲能變流器逆變效率×電力線路效率×變壓器效率-輔助設(shè)備功耗。
放電效率=交流側(cè)初始放電量÷（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）。
四、效率計算分析
電池效率電池效率是儲能系統(tǒng)中最關(guān)鍵的因素之一。根據(jù)《GB/T 36276-2018 電力儲能用鋰離子電池》中電池簇性能要求可知，電池簇在（25±5）℃及額定功率條件下初始能量效率不應(yīng)小于92%，而根據(jù)最新《GB/T 36276-2023 電力儲能用鋰離子電池》中電池簇性能要求可知，電池簇在（25±5）℃及額定功率條件下初始能量效率不應(yīng)小于95%；
考慮上述效率要求為初始效率，綜合儲能系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行以及市場產(chǎn)品發(fā)展情況，暫按電池系統(tǒng)效率為93%（雙向）。
功率變換系統(tǒng)效率功率變換系統(tǒng)效率包括整流效率和逆變效率。根據(jù)市場PCS生產(chǎn)情況，一般取98.5%（單向）。
電力線路效率
電力線路在傳輸電流時會產(chǎn)生熱量損失。因工商業(yè)儲能一體柜集成度較高，直流側(cè)線路損耗可忽略不計，PCS交流側(cè)-變壓器交流側(cè)因考慮現(xiàn)場實(shí)際情況不同，損耗也有所不同，具體以實(shí)際損耗計算；本次暫按單向效率約為99%，考慮雙向損失，電力線路效率約為98.01%。
變壓器效率
目前工商業(yè)儲能一體柜主要應(yīng)用低壓接入方案，一體柜PCS出線接入廠區(qū)已有變壓器低壓母線，暫不考慮獨(dú)立高壓變壓器損耗效率。
輔助系統(tǒng)耗電
儲能電站在運(yùn)行時需要一定的輔助設(shè)備，如安防系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等。這些設(shè)備的耗電量占儲能電站總能耗的較大比重。特別是在特定環(huán)境下，由于環(huán)境溫度的變化，空調(diào)系統(tǒng)的耗電量也會相應(yīng)增加。
五、實(shí)例分析
以某工商業(yè)儲能項(xiàng)目為例，其配置規(guī)模為1MW/2MWh，放電深度按90%設(shè)計，主要耗電設(shè)備包括安防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等。儲能系統(tǒng)利用電價差實(shí)現(xiàn)峰谷套利，兩充兩放循環(huán)，0.5C充放電，滿功率兩小時充放完成；單系統(tǒng)輔助耗電量平均運(yùn)行功率約1.5kW/h。
儲能系統(tǒng)充電效率
交流側(cè)初始充電量=（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）÷電池系統(tǒng)充電效率÷儲能變流器整流效率÷交流線路效率+輔助設(shè)備功耗（充電2小時過程內(nèi)輔助系統(tǒng)功耗）
=2000×0.9÷96.44%÷98.5%÷99%+（1.5×10）×2=1944.01kWh。
儲能系統(tǒng)交流側(cè)充電效率=（2000×0.9）÷1944.01=92.59%。
儲能系統(tǒng)放電效率（考慮單次放電）
交流側(cè)初始放電量=（系統(tǒng)額定容量×充放電深度）×電池系統(tǒng)充電效率×儲能變流器整流效率×交流線路效率-輔助設(shè)備功耗（充電2小時過程內(nèi)輔助系統(tǒng)功耗=2000×0.9×96.44%×98.5%×99%-(1.5×10) × 2=1662.78kWh。
儲能系統(tǒng)交流側(cè)充電效率=1662.78÷（2000×0.9）=92.38%。
綜合效率計算在評價周期為1天，每天循環(huán)2次（充電4h，放電4h，不考慮待機(jī)）的情況下；
儲能電站的日綜合效率計算如下：日綜合效率=日放電量\日充電量={2×(2000×0.9×96.44%×98.5%×99%-(1.5×10)×2)÷{2×(2000*0.9÷96.44%÷98.5%÷99%+(1.5×10×2)}=85.53%。
實(shí)際應(yīng)用中不同應(yīng)用場景及工作模式下評價周期內(nèi)數(shù)據(jù)會存在部分偏差，在項(xiàng)目測算中需考慮不同工作環(huán)境狀態(tài)以及儲能裝置情況進(jìn)行合理分析。
