中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：7月2日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見》(以下簡(jiǎn)稱《意見》)提出，擴(kuò)大高峰、低谷電價(jià)價(jià)差和浮動(dòng)幅度，引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰用電。儲(chǔ)能行業(yè)利用峰谷價(jià)差套利的這一商業(yè)盈利模式獲得了國(guó)家層面的肯定，用戶側(cè)儲(chǔ)能朝著商業(yè)化發(fā)展的道路邁進(jìn)了一大步。本文將就用戶側(cè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用模式和峰谷價(jià)差套利模式的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行淺析。
? 用戶側(cè)電池儲(chǔ)能應(yīng)用模式
在用戶側(cè)安裝電池儲(chǔ)能系統(tǒng)有常見的3種應(yīng)用模式，分別是離網(wǎng)型自發(fā)自用系統(tǒng)、并網(wǎng)型負(fù)荷+儲(chǔ)能系統(tǒng)和并網(wǎng)型光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)。其常見用戶類型包括無電人口居民用戶、學(xué)校和政府機(jī)關(guān)、一般工商業(yè)用戶、大工業(yè)用戶等。
圖：儲(chǔ)能集裝箱（來源于網(wǎng)絡(luò)）
（1）離網(wǎng)型自發(fā)自用系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的解決方案，適用于沒有并網(wǎng)或并網(wǎng)電力不穩(wěn)定地區(qū)，重點(diǎn)解決無電區(qū)人口用電和海島供電問題，安裝儲(chǔ)能裝置用以保障用戶供電的持續(xù)性，減少高成本低負(fù)載的線路建設(shè)投資。
（2）并網(wǎng)型負(fù)荷+儲(chǔ)能系統(tǒng)是指單純通過儲(chǔ)能電池的充放電過程調(diào)節(jié)用戶用電曲線，實(shí)現(xiàn)削峰填谷的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。從用戶價(jià)值角度講，可通過峰谷價(jià)差實(shí)現(xiàn)套利、減少用戶配電變壓配置容量和負(fù)載損耗、降低停電損失。第3節(jié)將重點(diǎn)探討該應(yīng)用模式的經(jīng)濟(jì)性。
（3）并網(wǎng)型光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏發(fā)電基礎(chǔ)上使用儲(chǔ)能電池作為機(jī)動(dòng)資源，提升自用比例。在光伏發(fā)電量多于系統(tǒng)消納時(shí)，儲(chǔ)存盈余電量，并在光伏發(fā)電量不足時(shí)放電。過濾光伏發(fā)電的波動(dòng)性，提升用電質(zhì)量和可靠性。通過建立適當(dāng)?shù)哪茉凑{(diào)度模型，進(jìn)行更為高效的削峰填谷。
? 用戶側(cè)電池儲(chǔ)能市場(chǎng)研究
近年來，為推進(jìn)我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)朝著商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展，國(guó)家出臺(tái)了多項(xiàng)政策。從現(xiàn)有政策解讀可知，雖然國(guó)家鼓勵(lì)在用戶側(cè)建設(shè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，但我國(guó)南方區(qū)域暫未出臺(tái)針對(duì)用戶側(cè)電池儲(chǔ)能的充放電標(biāo)桿電價(jià)、容量補(bǔ)貼細(xì)則、充放電補(bǔ)貼細(xì)則、用戶容量費(fèi)抵扣細(xì)則等；配用電側(cè)的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和用戶側(cè)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)等方面的市場(chǎng)機(jī)制尚未真正建立，用戶側(cè)投資建設(shè)的儲(chǔ)能在此外部環(huán)境下僅能通過削峰填谷, 從峰谷電價(jià)差中套利。
圖：儲(chǔ)能應(yīng)用于削峰填谷（圖表信息來源于網(wǎng)絡(luò)）
目前，全國(guó)用電大省的峰谷價(jià)差區(qū)間為0.4-0.9元/kWh。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全社會(huì)用電量排名前二的省份是廣東和江蘇，用電量分別為5958.97億千瓦時(shí)和5807.89億千瓦時(shí)。而其峰谷價(jià)差均高于0.8元/kWh，為用戶側(cè)儲(chǔ)能的峰谷價(jià)差套利提供了空間。
? 并網(wǎng)型負(fù)荷+儲(chǔ)能系統(tǒng)峰谷價(jià)差套利算例分析
本節(jié)以廣東珠海某企業(yè)的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)作并網(wǎng)型負(fù)荷+儲(chǔ)能系統(tǒng)峰谷價(jià)差套利的算例分析，選用常規(guī)的鉛炭電池作為電源分析整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的投資回收期。為了簡(jiǎn)化分析，此算例假設(shè)全部資金由電力用戶直接投放，且不考慮資金時(shí)間價(jià)值。
（1）儲(chǔ)能電池容量計(jì)算
根據(jù)企業(yè)過去一年每月用電情況，可通過以下公式計(jì)算儲(chǔ)能電池需求容量。
儲(chǔ)能電池容量=日均峰時(shí)用電量/(充放電深度×電池效率×逆變器效率)
計(jì)算結(jié)果如下表：
表: 某企業(yè)儲(chǔ)能電池容量需求計(jì)算（設(shè)每周用電6日）
從企業(yè)的用電負(fù)荷來看，在不同的季節(jié)用電行為有較大差別，最大需求容量是最小需求容量的3倍。如果想充分利用儲(chǔ)能設(shè)備，盡快收回投資，則應(yīng)按最小需求容量配置儲(chǔ)能電池（不考慮電池的衰減）。在此算例中，最小需求容量為145kWh，取150kWh作為建設(shè)容量。此時(shí)電池在一年中各月都滿負(fù)荷運(yùn)行，季差容量利用率為100%。
（2）儲(chǔ)能電池充放電量計(jì)算
鉛炭電池的年衰減系數(shù)以0.03計(jì)算，隨著使用年數(shù)i增加，電池容量的剩余比率降低。
則，當(dāng)年充電量=電池剩余容量×年循環(huán)次數(shù)×DOD電池放電深度×季差容量利用率
當(dāng)年放電量=當(dāng)年充電量×電池充放電效率×逆變器效率
珠海市的峰谷電價(jià)曲線為兩峰一谷，在保證系統(tǒng)只在谷價(jià)時(shí)段充電的前提下，電池每日只能循環(huán)一次（此處不考慮電池充放電功率問題，假設(shè)電池在谷段時(shí)間能夠完全充電）。故年循環(huán)次數(shù)可算得為6x52=312次。
（3）電池儲(chǔ)能系統(tǒng)投資收益測(cè)算
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本主要包含電池的容量成本、逆變器成本和系統(tǒng)的維護(hù)成本。針對(duì)鉛炭電池，容量成本為900元/kWh。逆變器成本為600元/kWh。系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用設(shè)為5000元/年。
初期建設(shè)總成本=建設(shè)容量×（電池單位成本+逆變器單位成本）
當(dāng)年收益=峰價(jià)×當(dāng)年放電量-谷價(jià)×當(dāng)年充電量
以現(xiàn)行的珠海市電壓等級(jí)為1-10kV的一般工商業(yè)峰谷電價(jià)來計(jì)算，可得出以下收益測(cè)算表。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)電池的容量剩余比例達(dá)80%，壽命終止。
表: 某企業(yè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)投資收益測(cè)算
通過初步的收益測(cè)算可看出，該企業(yè)若僅以峰谷差價(jià)套利作為唯一盈利點(diǎn)是不能在電池生命周期內(nèi)（8年）回收成本的。由此可推論，該模式的典型應(yīng)用場(chǎng)景在經(jīng)濟(jì)效益的角度看，仍然有待提高。
? 思考與展望
在現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)條件和建設(shè)成本束下，用戶側(cè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的造價(jià)仍偏高，是否到了大規(guī)模推廣應(yīng)用的拐點(diǎn)值得審慎對(duì)待和思考。在儲(chǔ)能成本尚未大幅度降低的情況下，用戶側(cè)電池儲(chǔ)能的發(fā)展仍有賴于政策的激勵(lì)?？蓮囊韵滤膫€(gè)角度出發(fā)，適當(dāng)調(diào)整激勵(lì)方式：
（1）進(jìn)一步加大峰谷電價(jià)的實(shí)施力度，擴(kuò)大峰谷價(jià)差，擴(kuò)大執(zhí)行范圍；
（2）國(guó)家通過從可再生能源補(bǔ)貼中設(shè)置專項(xiàng)基金的形式, 按照電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)段的放電電量進(jìn)行補(bǔ)貼；
（3）對(duì)于建有用戶側(cè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的大用戶, 可適當(dāng)減免容量費(fèi)；
（4）完善用戶側(cè)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)等方面的市場(chǎng)機(jī)制，將調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)、增值服務(wù)、現(xiàn)貨交易等市場(chǎng)形式逐步延伸到用戶側(cè)。
當(dāng)然，我們相信，隨著可再生能源的快速發(fā)展，在可期的未來，儲(chǔ)能這種有利于提升電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的靈活性資源必將在技術(shù)發(fā)展、政策支持和成本下降的趨勢(shì)下得到廣泛的應(yīng)用。
備注：本文提到的儲(chǔ)能電池為電化學(xué)儲(chǔ)能電池
