中國儲能網訊：2020年7月25-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會聯合江蘇省電機工程學會可再生能源專委會、國網江蘇省電力公司電力科學研究院、國網江蘇綜合能源服務有限公司、中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司等單位共同主辦的“第四屆全國電網側暨用戶側儲能技術應用高層研討會”在南京召開。
25日下午，廣州智光儲能科技有限公司技術總監(jiān)在會上分享了主題報告《用戶側儲能電站投資與建設要點分析》，以下是整理后的演講速記：
各位領導，各位專家，大家下午好！我今天跟大家分享的內容是《用戶側儲能電站投資與建設要點分析》。前邊已經有多位電網專家、還有電科院的官博士講到儲能有關的標準，已經講了很多了，所以我這里就不再講標準了，重點介紹一下儲能電站的投資與建設要點分析。
我們都知道，我們國家的電網是世界上最強大的，一方面連接著最復雜、最龐大的電源，一方面連接著最復雜、最龐大的負荷。負荷的種類和需求千差萬別，其中包括圖中24小時X365天連續(xù)生產的工廠，還有8小時×5天的工廠，還有大中小型工業(yè)園區(qū)以及工商業(yè)和居民住宅等等，早期的電源主要集中在火電和水電，后來由于風電和光伏的不斷接入，不斷刷新并挑戰(zhàn)電網的調節(jié)能力，電網夾在中間需要對電源和負荷進行平衡。隨著新能源電站越來越多的接入，這個平衡越來越難，電網為了應對這種挑戰(zhàn)采取了一些措施，一方面在電源點進行電量電費的計量、一次調頻、二次調頻、深度調峰、調停備用、發(fā)電權交易、AGC等等一系列的手段，不乏經濟手段與行政手段并用；另一方面對于用戶側平衡的手段就比較簡單，主要是電量電費、容量電費、需量電費、無功電費、削峰填谷等等，主要還是以經濟手段為主。
因為電源側新能源滲透率不斷增加，用戶側分布式電源和用電負載的變化，對電網帶來一些新的挑戰(zhàn)，電網需要對此進行平衡，電網的壓力非常大：為了給新能源讓路，促進新能源消納率、棄電率成為電網公司的一個考核指標，造成一味地壓低火電出力，但是火電是可靠電源，火電被壓了之后，電網的安全性面臨較大的壓力，因為對于用戶側的負荷是不能進行控制的，所以需要慢慢開放一些電力市場。
基于以上的分析，我們認為用戶側儲能的存在是有非常重大意義的。我印象中是在2018年的時候，有電網公司的專家第一次提出把用戶側的儲能起了一個名字叫“峰谷套利”，這個名字我聽得很不舒服，怎么搞我們做用戶側儲能好像在不當得利一樣，實際上我們把儲能建在用戶側，是平衡了電源和負荷的，是對電網安全做了貢獻的，應該稱作“峰谷撬利”，后邊我會做分析。
首先，用戶側儲能的建設是符合國家降低企業(yè)電費成本的政策，扶持企業(yè)發(fā)展的這么一個戰(zhàn)略需求的；第二，用戶側儲能可以推進電力現貨交易市場建設，符合國家電力市場化改革的方向；第三，用戶側儲能建設，更靠近負荷中心，這種可調率、響應速度以及精度均高于常規(guī)的電源；第四，我們認為肯定可以一定程度上緩解電力調峰的壓力，緩解每年夏季，尤其像江蘇和浙江等省份“迎峰度夏”的壓力，保證電網安全運行，并且在一些大城市可以提高電網和電力設備使用壽命，這個經濟性是非常高的；第五，對于新能源接入，新能源滲透率越來越高——現在部分省份已經超過30%，江蘇光伏已經超過15%的裝機量，緩解新能源滲透率增加帶來火電調峰的壓力，減少新能源棄風棄電。比如用戶側建了越來越多的儲能電站以后，可以提升在”三北地區(qū)“新能源消納能力。這是我們認為用戶側儲能建設的價值和意義。
第二部分，可能就偏向具體化的一些分析，從用戶側儲能項目投資分析。
用戶側儲能投資分析，因為儲能目前來說成本還是比較高的，所以我們首先要選擇投資區(qū)域，什么區(qū)域的峰谷電價足以支撐用戶側儲能建設？所以首先得調取用戶側儲能峰谷電價的信息，包括一般工商業(yè)和大工業(yè)的電價，不同接入電壓等，我們要進行評估。前幾年和很多客戶交流，有人說峰谷電價差達到7毛錢的時候用戶側儲能就可以做，是不是這樣呢？我們還要看投資成本，目前用戶側儲能系統的設備成本基本上維持在1400~1600元kWh(不含工程)，當然有些廠家可能會更低，前一段時間還有人問我1100能不能做？反正我們可能做不了，當然這里的原因比較多。
第二，一定要考慮系統損耗和運維成本，包括電池系統的衰減，這個的影響可能會使測算收益打7/8折，到底打幾折，根據儲能系統所選擇的集成方式、優(yōu)化設計和運維水平等有很大的關系。
第三，電池全生命周期循環(huán)壽命，上午很多專家也提過，電池的壽命有一些電池廠家宣稱可以做到10000次循環(huán)壽命，但是我知道行業(yè)里面最多的是存在于4000—6000次循環(huán)壽命，在這么低的壽命里面，怎么尋求更高的利潤？
第四個，關注峰谷價差和電價變動，政策上把峰谷電價差稍微調小一點點，都可能對電站經濟性造成極大的影響。這些是峰谷電價差方面的影響。
我們還得關心客戶類型選擇。一定要注意選擇客戶類型，上面圖片展示的，第一個是一個標準的商業(yè)配變24小時（96點）負荷曲線，這個可以通過供電局可以調取到。第二個是工廠配的24小時負荷曲線，可以看出是24小時連續(xù)生產的一個企業(yè)，比如說像陶瓷、鋼鐵、水泥、化工等這種24小時連續(xù)運行的。第三個是一個工業(yè)配電一周的負荷曲線，因為它是周末不生產的，周末只保留很少的負荷電源，所以我們在選擇客戶的時候注意優(yōu)先選擇的最好是365天或330天以上都生產的客戶。
第二點，講一下生產工藝的調整對用戶側儲能電站建設的影響。我大概十多年前我是做工業(yè)客戶，傳統工業(yè)用電這一塊的，客戶的工藝調整對用電的空間和時間變化巨大，也會對儲能電站的投資帶來很大影響。比如說陶瓷廠，由于峰谷電價差的問題，很多客戶把燒結工藝調整到晚上低谷電價時間段進行，對工藝工序進行調整，就大幅壓縮了儲能建設的規(guī)?？臻g，甚至不再適合建設用戶側儲能電站。當然還有一些其他的因素，這里不展開介紹了。
第三部分，重點關注政策導向。
政策導向對儲能電站的影響是致命性的，可能現在看著峰谷電價差高，適合做儲能，但是一定要分析這個地區(qū)的市場，是市場行為大于政策，還是政策大于市場？比如說最近討論比較激烈的，廣東的火電調頻市場，可能前期還比較好，突然之間7月份發(fā)布一個政策，收益可能要砍半，降到40%左右了，這種就是典型的政策干預大于市場的。而我們要選的就是市場大于政策的。
還有包括容量電費和需量電費的計算方法，還有今年在山東、河南、江蘇、浙江等省份已經開展的一些需求側的響應，這種需求側的響應對儲能電站建設是有利的，通過儲能可以削減容量電費。還有是靈活調峰，國家允許用戶側儲能電站參與市場靈活調峰。
第三部分，重點介紹一下儲能電站的建設要點。
從以下三個方面來分析：
第一個是接入方法，接入方法很常規(guī)，做電力系統一般會想到一個客戶一臺變壓器配一套儲能系統比較簡單，就地集中接入，一臺配變這種效果非常好的，因為是建在配變的下端，不存在容量的影響?？墒峭覀兘佑|到的客戶是有多臺配電的，往往是直接并聯接入，這就存在一個問題：大量的電力電子儲能PCS直接并聯接入，由于交流側直接并聯，系統中各個環(huán)節(jié)存在雜散的電容（共模電容），進而有電磁干擾，會對電池壽命、效率和PCS及儲能系統的穩(wěn)定性造成很大的影響，這種方式還是要慎重考慮，因為儲能系統的穩(wěn)定性跟投資收益密切相關的。
既然存在這種情況，又有人提出來第三種解決方案，通過雙分裂變壓器接入，即多臺儲能通過一臺變壓器接入到配電側。新問題是既然配了變壓器，為什么不把它直接配到高壓側呢——10kV這一側？但是配到10kV高壓側之后，會是這種情況，會對客戶配變的容量費帶來一些影響，所以在進行多配變集中接入的時候，一定要把客戶的容量費改為需量費，不然的話會增加很大的運維成本，這個成本是很高的，甚至可能決定一個項目的投資成敗。
容量既然都能夠做到MW級，不妨可以考慮采用高壓的直接接入方案即高壓集中接入，直接把儲能系統接在高壓側，而不需要變壓器，可以完美解決變壓器容量費的問題。
第二個是功率和容量的選擇，我們一定要調取客戶現場功率變化曲線，來截取更經濟的儲能系統配的功率。像第一張圖是一個800的變壓器，但是大部分的負荷是維持在350區(qū)間的，所以這個項目的儲能系統配比是不能超過350的，超過350這個儲能系統的經濟性會受到影響。
這是24小時負荷曲線，還要截取一周的負荷曲線。像這個項目，周末停止生產的現場，一年大概有100多天都不運行的，這種現場是不適合配儲能的。
365天的負荷現場，因為夏季溫度比較高，開空調，還有一些制冷設備、制熱設備等等，夏季負荷會相對高一些，但是往往情況下我是不推薦我們的合作伙伴拿著一個月的數據就來做分析，因為可能采集的是冬季，也可能是夏季的數據，但是萬一這個客戶在冬季要加熱，夏季要制冷，采集一個月的數據是不適合拿來做分析的，最好是采集一年365天功率數據來做分析。
這張圖是不同容量配配變的負荷曲線，我們基本上都是按照最小功率去配，這樣可以保證我們的經濟性達到最佳。
還有峰谷平運行時間長短，我們可以根據客戶所在地的峰谷平電價來做，因為我們是在做所謂的“峰谷套利”，建議叫“峰谷撬利”，最終主要還是要靠峰谷電價獲得成本回收和收益，所以我們優(yōu)先選擇根據客戶現場的峰谷時間段來選擇容量。
第三部分，我講一下效率選擇，很多不搞電力電子研究的人對這一塊可能有一些誤解，說PCS效率現在都是98%、99%。但是我是做十幾年電力系統產品，從應用到研發(fā)都在做。這一塊有很多專家，包括我們的同行都容易搞混，電力電子有一個最佳效率和最大功率效率，就是滿負荷效率，還有一個是平均效率。但實際上像最佳效率，大部分的儲能PCS都能做到99%以上，但是在做用戶側的時候大部分都是維持在最大功率運行的，所以最大功率、滿負荷的PCS的效率才是我們關注的要點。
關于效率的第二個關注點，講一下變壓器，變壓器的效率這一塊比較亂，效率在98—99%之間，因為有干變、油變，還有單繞組、雙繞組、多繞組等，還有用全銅、全鋁、合金的變壓器，硅鋼片有有取向和無取向等等，都會對變壓器的效率造成一定的影響，所以在選擇變壓器的時候一定要明確我們到底是選擇何種形式的變壓器。因為現在最高效率的變壓器是用合金材質做的非晶合金的變壓器。
效率第三點，我講一下線路損耗，我們做電氣的人都知道，線路損耗等于I平方R，又等于I乘以U，所以要提高效率，一方面要降低電流，減少電阻，另一方面是要提高電壓，減少電流，實際工程上能做的就是降低電流，提高電壓這兩種手段。
第四點，電芯并聯損耗，實際上這個是行業(yè)里面很多人都已經認可的一個觀點。因為每個電芯都是一個能量體，電芯端電壓和內阻是不相同的，當把電芯，或者電池簇、電池pack并聯起來以后，本身內部就形成環(huán)流，有一個內部自放電的過程，因為電芯直接并聯之后帶來的這些損耗在系統設計過程中是很難避免的，除非完全避免電芯的并聯。所以我們在這一塊提升效率的時候，優(yōu)先去選沒有電芯并聯的儲能系統。
關于效率的經濟性比較，我拿兩種儲能產品對比，一種是低壓的630kW的儲能系統組成5MW，一種是單機5MW的高壓儲能系統，做一個對比。要求續(xù)航時間，也就是放出電量的時間都是3小時，來計算配比電池容量。額定功率都是5MW，放電時間都是3小時，DOD都是90%，但是電池容量會存在比較大的區(qū)別。低壓的方案，因為受效率等各方面的影響，低壓方案配的電池容量會偏高一些，電池容量會直接影響到一次投資，最終影響投資收益。通過這張表大家可以看到高壓方案裝的電池容量小，反而獲得的收益會更高一些。
這些數據是初始的，有的設備剛投運，只是幾個月甚至半年時間的值，但是時間長了以后變化就比較大。今天上午平高的白總也介紹過儲能系統衰減是過快的，在他們已經建成已有的電站里面是存在這個問題的，怎樣避免電池的衰減呢？實際上電芯的容量衰減是遵循一個曲線的，這是現在電池廠家能夠提供出來電池的衰減曲線。但是我們作為儲能系統的集成廠家來說，努力要做的是讓我們儲能系統容量衰減值無限接近甚至于完全貼合于電芯衰減曲線，我們一直在往著這個方向去努力。
實際上，儲能系統的投資建設，受到不同因素的影響，投資回收期存在較大差異，這些因素直接導致目前國內已經建成的儲能電站是否成功。只能說誰做誰知道：誰建設，誰投資，誰知道這個事情的實際效果怎么樣。
最后一點，因為以上的原因存在，實際上我們還需要進行一個優(yōu)化設計，比如說為了在進行容改需之后，儲能系統一定要對接入的電網容量進行實時的監(jiān)測。這里是畫的一個監(jiān)測的圖，避免客戶現場用電最大容量超過容改需的臨界值。
最后按照慣例介紹一下智光儲能，廣州智光儲能科技有限公司是2018年成立，是上市公司智光電氣的全資子公司，最早是智光電氣的一個事業(yè)部，2012年的時候開始進行儲能技術和應用研究，最早做成的是2014年南網一個項目。智光儲能研究的領域，包括液流電池、壓縮空氣、飛輪儲能等等。
我們自認為智光公司有三大核心技術，一個是電氣控制，一個是電力電子還有高低壓，我們現在已經建成廣東省大功率電力電子技術工程實驗室，這個是廣東省僅有的。
智光經過二十多年的發(fā)展，從最早做配電網的相關配電網接地消弧線圈產品，高壓變壓器，高壓軟起動器，儲能系統，還有船舶岸電系統。我們獲得的國家相關專利，這是獲得的一些專利和技術中心。這是儲能系統相關的發(fā)明專利，目前獲得28項，大概還有30多項正在申請過程中。
智光二十多年的發(fā)展，建立了自己完整的質量保證體系和售后服務的網絡，在今年了8月份，智光云服務網絡平臺正式開通運營，可以對智光所有的產品和客戶現場的情況進行實時監(jiān)控，可以實現無人值守，包括可以及時了解到客戶現場設備運行情況。
智光儲能產品的研發(fā)設計及生產，主要參照的是GB/T51048、36547和36548等相關標準，這里只是列出一部分標準，因為智光在設計電力電子、儲能相關產品較多，時間超過20多年，所以我們遵守的標準也比較多，條條框框也比較多。
智光目前應該是國內儲能產品線最全的儲能企業(yè)，包括我們模塊化分布式儲能、低壓集中式儲能系統，退役電池梯次利用儲能系統，可以根據客戶不同運行場景的需要，滿足電源側、電網側、用戶側、分布式新能源等需求。我們的產品也是獲得中國電科院和國家權威機構的檢測試驗報告。其中，我們的主打產品級聯型高壓儲能系統在去年年底也獲得了中電聯先進產品的報告，認為該產品達到國際領先水平，技術先進成熟，可以投入生產。
這個是我們在儲能電站里面項目現場通過的并網測試，嚴格按照36548的標準進行測試。這是我們一部分的運行業(yè)績，第一個是我們2014年在南方電網儲能電站做的戶內式儲能系統，第二個是在廣東建的6kV5MW/3MWh，第二個是在廣東五沙熱電廠建的6kV9MW/4.5MWh，這兩個分明是在茂名建的20MW/11MWh。這個是我們在江蘇用戶側現場建的，左邊這個是0.4kV低壓儲能系統，那邊是10kV2MW的儲能系統。
這個是我們儲能系統的實時監(jiān)控系統，可以對儲能系統內部所有的東西進行在線監(jiān)測，包括PCS運行狀態(tài)的監(jiān)測，充放電，包括BMS。這個是電池pack的數據進行監(jiān)控，空調系統、消防系統、電表電量，還有日的SOC曲線、PCS曲線，還有BMS的信息表。當然還有更多的儲能電站正在建設過程當中。
我今天的分享就是這么多，謝謝大家！
