葛興凱

（上海電氣分布式能源科技有限公司，上海 201100）

0 引言

儲能系統(tǒng)具有功率調(diào)節(jié)和存儲能量的特點(diǎn)，可以在平抑分布式能源出力波動[1-2]、削峰填谷[3]、調(diào)峰調(diào)頻[4-5]、降低需量[6-7]、提供備用電源[8]等方面發(fā)揮自己的作用，因而應(yīng)用越來越廣泛，其市場價值也得到越來越多的認(rèn)可。

從儲能系統(tǒng)自身的特點(diǎn)來看，其盈利模式主要分為以下幾種：峰谷套利[9]、需量控制、提供調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)[10-11]等。

本文介紹了儲能系統(tǒng)主流的盈利模式，分析了某個儲能電站項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營情況，并對儲能系統(tǒng)的商業(yè)化運(yùn)行前景進(jìn)行了分析和展望。

1 儲能系統(tǒng)盈利模式

儲能系統(tǒng)主流盈利模式包括：峰谷套利、需量控制、調(diào)峰服務(wù)、調(diào)頻服務(wù)等。

1.1 峰谷套利

所謂峰谷套利，即利用儲能的能量存儲功能，將谷時的電能存儲起來并在峰時釋放出來，通過峰谷電價差獲取收益[12-13]。為提高收益，有時也會考慮平時段充電峰時段放電，獲得峰平價差收益。

儲能系統(tǒng)參與一個完整充放電循環(huán)的峰谷套利收益如式（1）所示：

1.2 需量控制

兩部制電價下，電費(fèi)主要由基本電費(fèi)和電量電費(fèi)組成，其中需量電費(fèi)屬于基本電費(fèi)的方式之一。儲能系統(tǒng)因其在功率調(diào)節(jié)方面的靈活性，在需量控制方面有著天然的優(yōu)勢。

根據(jù)需量控制的收益根據(jù)需量電費(fèi)的計(jì)算方式不同主要分為以下兩種：

（1）需量申報(bào)方式。需量申報(bào)方式即用戶每個月預(yù)先申報(bào)下個月的最大需量，然后再根據(jù)下個月的實(shí)際需量進(jìn)行收費(fèi)[14]。

（2）按時收取方式

該種方式即根據(jù)實(shí)際使用情況收取需量費(fèi)用，目前上海地區(qū)即采用該方式。需量電費(fèi)如式（3）所示：

1.3 調(diào)峰調(diào)頻

（1）調(diào)峰服務(wù)。儲能用戶調(diào)峰服務(wù)收入即為其響應(yīng)電網(wǎng)指令，在尖峰負(fù)荷時放電使用，在電力富余時充電使用。調(diào)峰服務(wù)的直接收益除峰谷價差外，還包括輔助服務(wù)補(bǔ)償[15]等。

（2）調(diào)頻服務(wù)。儲能用戶調(diào)頻服務(wù)收入主要來自于電網(wǎng)對其參與調(diào)頻量進(jìn)行的補(bǔ)償費(fèi)用，目前國內(nèi)的調(diào)頻示范案例均為依據(jù)調(diào)節(jié)里程補(bǔ)償[16]。其補(bǔ)償計(jì)算方法如下所示：

2 儲能系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

上海市某工廠計(jì)劃安裝儲能系統(tǒng)，通過峰谷套利和需量控制等方式降低廠區(qū)能源支出，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 能源數(shù)據(jù)

2.1.1 負(fù)荷數(shù)據(jù)

該工廠分為A、B兩個廠區(qū)，其廠區(qū)A典型日負(fù)荷曲線如圖1所示。

其廠區(qū)B典型日負(fù)荷曲線如圖2所示。

由圖1、圖2可知：廠區(qū)A整體負(fù)荷較大，但相對平穩(wěn)；廠區(qū)B負(fù)荷較小，但呈現(xiàn)明顯的“峰高谷低”特征。

圖1 廠區(qū)A典型日負(fù)荷曲線

圖2 廠區(qū)B典型日負(fù)荷曲線

2.1.2 電價信息

該工廠為35kV電壓接入，采用兩部制電價（需量計(jì)費(fèi)），如表1所示。

表1 電價信息表

由表1可知，上海地區(qū)非夏季峰谷價差為0.724元/kWh，夏季峰谷價差為0.849元/kWh。從全年來看，當(dāng)?shù)胤骞葍r差屬于較高水平，安裝儲能系統(tǒng)具有較高收益。

2.2 系統(tǒng)配置

綜合考慮兩個廠區(qū)的負(fù)荷情況、場地因素、并網(wǎng)接入難度等因素，廠區(qū)A配置500kW/2MWh的磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)1套，廠區(qū)B配置500kW/1.75MWh的磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)2套。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)運(yùn)營年限為15年，項(xiàng)目中期需更新電芯一次，項(xiàng)目所采用鋰電池儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命為5000次（容量80%以上）。

2.3 運(yùn)行模式

本項(xiàng)目運(yùn)行模式主要考慮以下兩個方面：

（1）儲能系統(tǒng)運(yùn)行不能增加廠區(qū)的用電需量。

（2）在滿足不增加需量的前提下，系統(tǒng)應(yīng)充分利用每天的峰時段進(jìn)行放電。

本項(xiàng)目夏季采用“三充三放”模式，非夏季采用“兩充兩放”模式，系統(tǒng)的運(yùn)行模式如表2所示。

表2 儲能系統(tǒng)運(yùn)行模式

3 運(yùn)營結(jié)果分析

本項(xiàng)目初期投入約為900萬，第八年更換電芯費(fèi)用約為250萬元，年運(yùn)維費(fèi)用約為5萬元，其收益情況如表3所示。

表3 儲能系統(tǒng)收益情況統(tǒng)計(jì)

表3中儲能系統(tǒng)第1年收益為系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，第2-15年的峰谷套利收益為考慮系統(tǒng)衰減的預(yù)估數(shù)據(jù)，而需量控制收益則假定在15年運(yùn)營期內(nèi)為保持不變。

根據(jù)系統(tǒng)的收益數(shù)據(jù)，可得系統(tǒng)的項(xiàng)目稅前內(nèi)部收益率為9.79%，稅前靜態(tài)回收期約為6.79年。

由此可知，本儲能電站項(xiàng)目具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

本文探討了儲能電站的盈利模式，并針對某個儲能電站項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，確定項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好，具有較大的開發(fā)價值。

本項(xiàng)目儲能系統(tǒng)可獲得峰谷套利和需量控制收益，其項(xiàng)目整體收益良好。但考慮到上海地區(qū)較高的峰谷價差，因此其儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性并不能代表其他地區(qū)。

未來儲能系統(tǒng)如能夠參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻中，則可以帶來更多的直接效益，儲能項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性也會進(jìn)一步提升。

除了獲得直接經(jīng)濟(jì)收益外，儲能系統(tǒng)具有后備電源、提高電能質(zhì)量等功能，能夠帶來較大的間接收益，同時具有良好的示范效應(yīng)和社會價值。