儲(chǔ)能電站建設(shè)運(yùn)行及效益測(cè)算分析
發(fā)布時(shí)間：2022-11-10 來(lái)源：中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì) 分享到：
導(dǎo)語(yǔ)：本文根據(jù)國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司全資子公司國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的湖南長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能師范工程項(xiàng)目進(jìn)行分析，分別對(duì)項(xiàng)目建設(shè)成本情況，運(yùn)行情況，運(yùn)行綜合成效分析，用戶側(cè)保障用電客戶供電可靠性，儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)模式分析，儲(chǔ)能電站經(jīng)濟(jì)性分析與效益測(cè)算等方面進(jìn)行具體分析。
湖南長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能示范工程初期總投資金額為3.31億元， 由國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司全資子公司國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)?？傄?guī)模為6.0 萬(wàn)千瓦/12 萬(wàn)千瓦時(shí)，分別在220 千伏榔梨、延農(nóng)、芙蓉變電站內(nèi)空地建設(shè)儲(chǔ)能站。該工程于2018 年10 月18 日開工建設(shè)，2019 年3 月正式投入運(yùn)行， 統(tǒng)一納入調(diào)度計(jì)劃管控，參與長(zhǎng)沙電網(wǎng)調(diào)峰填谷，在迎峰度夏、度冬期間等用電緊缺時(shí)段提供有效電力支撐， 極大地緩解了電力供應(yīng)能力不足的問(wèn)題。
1、長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站建設(shè)成本情況 示范工程采用“電池本體租賃，其他設(shè)備采購(gòu)”方式投資建設(shè)，電池本體儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池廠家建設(shè)，提供租賃服務(wù)，資本金額2.14 億元；非電池部分，涵蓋工程建設(shè)、交直流轉(zhuǎn)換（PCS）成套設(shè)備采購(gòu)、能量控制系統(tǒng)成套設(shè)備（EMS）采購(gòu)等，由國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)，資本金額1.17 億元；土地使用成本暫由國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)沙供電公司承擔(dān)，不納入儲(chǔ)能站的建設(shè)成本。芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲(chǔ)能站初期投資建設(shè)成本統(tǒng)計(jì)如下：（1）室內(nèi)2.6 萬(wàn)千瓦/5.2 萬(wàn)千瓦時(shí)芙蓉儲(chǔ)能站初期投資建設(shè)總成本為14935 萬(wàn)元， 相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約2735 元/千瓦時(shí)、電池成本約1648 元/千瓦時(shí)；儲(chǔ)能電站4000 次循環(huán)運(yùn)行全壽命周期內(nèi)， 度電成本預(yù)估為1.0462元/千瓦時(shí)， 其中度電成本包含全壽命周期內(nèi)建設(shè)成本、運(yùn)行成本、運(yùn)行電量損耗費(fèi)用及運(yùn)維成本。（2）戶外2.4 萬(wàn)千瓦/4.8 萬(wàn)千瓦時(shí)榔梨儲(chǔ)能站初期投資建設(shè)總成本為12499 萬(wàn)元， 相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約2010 元/千瓦時(shí)、電池成本約1423 元/千瓦時(shí)；儲(chǔ)能電站4000 次循環(huán)運(yùn)行全壽命周期內(nèi)，度電成本預(yù)估為0.94444元/千瓦時(shí)。（3）戶外1.0 萬(wàn)千瓦/2.0 萬(wàn)千瓦時(shí)延農(nóng)儲(chǔ)能站初期投資為5595 萬(wàn)元，相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約2664 元/千瓦時(shí)、電池成本約1642 元/千瓦時(shí)；儲(chǔ)能電站4000 次循環(huán)運(yùn)行全壽命周期內(nèi)，度電成本預(yù)估為1.0155 元/千瓦時(shí)。 示范工程自投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，保持安全平穩(wěn)運(yùn)行，調(diào)度指令執(zhí)行完成率100%。站內(nèi)BMS、PCS、EMS 三大功能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，運(yùn)行狀態(tài)信息、指令分析、信號(hào)處理高效暢通、準(zhǔn)確性高，具備良好的同步性和協(xié)調(diào)性，電池、PCS等關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行電流、電壓、溫度均在安全穩(wěn)定范圍內(nèi)。為確保儲(chǔ)能電站安全， 國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司作為運(yùn)維主體方， 以勞務(wù)外包模式委托具有豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商進(jìn)行運(yùn)維，按有人值班方式，采取7×24 小時(shí)不間斷值守，負(fù)責(zé)儲(chǔ)能站日常巡視、操作、維護(hù)和應(yīng)急，以及站內(nèi)消防值守等工作。 儲(chǔ)能電站參與了電網(wǎng)削峰填谷， 充電時(shí)段分別為03:30—05:30 和13:30—16:30， 放電時(shí)段分別為10:00—12:00 和18:00—21:00。截至2020 年10 月，芙蓉、榔梨、延農(nóng)儲(chǔ)能站已持續(xù)安全平穩(wěn)運(yùn)行490 天，累計(jì)充、放電量分別為7182 萬(wàn)千瓦時(shí)、5990 萬(wàn)千瓦時(shí)， 即在湖南電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)段消納省內(nèi)新能源電量7182 萬(wàn)千瓦時(shí)，同時(shí)在尖峰時(shí)期增加了5990 萬(wàn)千瓦時(shí)的長(zhǎng)沙電網(wǎng)電力供應(yīng)能力。儲(chǔ)能電站運(yùn)行效率方面，電池“儲(chǔ)—放”轉(zhuǎn)換效率達(dá)95%，整站綜合效率春秋季約87%，夏冬季約80%，全年綜合效率約83.4%。 長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站是目前國(guó)內(nèi)容量最大的電化學(xué)儲(chǔ)能電站，有效地提高了湖南電網(wǎng)百兆瓦、毫秒級(jí)快速響應(yīng)能力，促進(jìn)了湖南電網(wǎng)大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)升級(jí)應(yīng)用，具有良好的社會(huì)效益和示范效應(yīng)。通過(guò)調(diào)度響應(yīng)論證，電化學(xué)儲(chǔ)能電站的快速響應(yīng)和靈活性能夠彌補(bǔ)可再生能源的隨機(jī)性和間隙性，緩解新能源消納壓力，提升特高壓消納能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。3.1 電源側(cè)促進(jìn)可再生能源消納 長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站自投運(yùn)以來(lái)， 已穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)一年時(shí)間，截至2020 年8 月9 日，累計(jì)在低谷負(fù)荷時(shí)段消納湖南新能源電量6055.8 萬(wàn)千瓦時(shí)， 同時(shí)在尖峰時(shí)期增加了電力供應(yīng)能力，相對(duì)減少了電源和電網(wǎng)投資。不考慮配置儲(chǔ)能時(shí)，預(yù)計(jì)2020 年全省豐水年/平水年新能源棄電量為26.7/18.9 億千瓦時(shí)。根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行模擬仿真計(jì)算結(jié)果，每配置1 千瓦時(shí)儲(chǔ)能裝置能為系統(tǒng)每年減少400 千瓦時(shí)的新能源棄電量，2020 年長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站可降低全省新能源棄電量4800 萬(wàn)千瓦時(shí)。與此同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)在火電機(jī)組出力低谷期間充電，可以增加低谷期機(jī)組出力， 降低火電機(jī)組調(diào)峰深度，有效降低機(jī)組單位電量煤耗。長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站每年可有效減少二氧化碳排放1.6 萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放480 噸，有效促進(jìn)節(jié)能減排。3.2 電網(wǎng)側(cè)有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差 目前，長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站調(diào)度運(yùn)行，精準(zhǔn)匹配新能源出力與負(fù)荷需求特性曲線，采用“一充一放”“一充兩放”“兩充兩放”等運(yùn)行模式，實(shí)時(shí)參與長(zhǎng)沙電網(wǎng)高峰負(fù)荷期調(diào)峰調(diào)頻。 在調(diào)峰場(chǎng)景中，芙蓉、榔梨、延農(nóng)電池儲(chǔ)能電站每天采取“兩充兩放”模式，滿足長(zhǎng)沙地區(qū)日用電負(fù)荷“午高峰+晚高峰”調(diào)峰需求。鑒于午、晚每個(gè)高峰僅持續(xù)2~3 小時(shí)，通過(guò)現(xiàn)有所配置的6 萬(wàn)千瓦/12 萬(wàn)千瓦時(shí)的電池儲(chǔ)能電站功率/容量規(guī)模特性，可有效平抑長(zhǎng)沙電網(wǎng)負(fù)荷峰值的0.9%~1.5%，最大程度地發(fā)揮電池儲(chǔ)能電站響應(yīng)速度快、靈活性高、出力精準(zhǔn)等優(yōu)勢(shì)，以滿足電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用需求。 在調(diào)頻場(chǎng)景中，長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站可快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令， 在毫秒級(jí)時(shí)間尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)有功和無(wú)功的快速輸出，具備參與電網(wǎng)調(diào)頻（AGC）、調(diào)壓（AVC）的優(yōu)良特性。在電網(wǎng)緊急支撐場(chǎng)景中， 利用電池儲(chǔ)能電站優(yōu)異爬坡特性，在故障狀態(tài)下快速提供有功和無(wú)功支撐，提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性， 與精準(zhǔn)切負(fù)荷系統(tǒng)配合提升祁韶直流輸送容量，增加直流送入電力消納。
長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站以“分站布置，集中監(jiān)控”方式設(shè)計(jì)，有效地解決了長(zhǎng)沙部分臺(tái)區(qū)供電“卡脖子”難題，在2019 年迎峰度夏及2019—2020 年迎峰度冬和抗擊疫情期間，每天可有效緩解芙蓉、榔梨、延農(nóng)站周邊區(qū)域6 萬(wàn)戶居民用電緊張問(wèn)題，確保了周邊8 到10 個(gè)小區(qū)用電穩(wěn)定可靠性，有效地降低芙蓉、榔梨、延農(nóng)變電站變壓器負(fù)載率7%，提升了供電可靠性5%~10%。4、儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)模式分析 示范工程芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)，主要是以兩部制電價(jià)模式進(jìn)行經(jīng)營(yíng)，采取“電量電費(fèi)+備用容量電費(fèi)”方式與屬地供電公司進(jìn)行電費(fèi)結(jié)算；同期正積極探索“新能源配套儲(chǔ)能租賃服務(wù)”+“電力輔助服務(wù)”多元化商業(yè)模式，推廣儲(chǔ)能增值服務(wù)。 參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)交易， 是省內(nèi)鼓勵(lì)儲(chǔ)能設(shè)施積極參與電力系統(tǒng)深度調(diào)峰、啟停調(diào)峰服務(wù)的一種政策性激勵(lì)與探索，預(yù)估從2020 年11 月開始，將是儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)收入的一項(xiàng)收入來(lái)源。5、儲(chǔ)能電站經(jīng)濟(jì)性分析與效益測(cè)算5.1、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)成本 示范工程采用“電池本體租賃，其他設(shè)備采購(gòu)”方式投資建設(shè)， 芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)成本約5441 萬(wàn)元/年， 相關(guān)成本費(fèi)用主要集中在電池租賃費(fèi)、運(yùn)維費(fèi)、技改費(fèi)、年度檢修費(fèi)等方面。 國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司目前已與國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)沙供電公司簽訂了《2019 年國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)沙供電公司電池儲(chǔ)能一期示范工程儲(chǔ)能電站電費(fèi)結(jié)算協(xié)議》，采取“電量電費(fèi)+備用容量費(fèi)”兩部制電價(jià)方式進(jìn)行結(jié)算，基本維持儲(chǔ)能電站每年的成本運(yùn)營(yíng)。兩部制電價(jià)屬于國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司內(nèi)部運(yùn)營(yíng)模式， 是國(guó)網(wǎng)湖南電力對(duì)綜合能源公司發(fā)展儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的一種政策支持， 屬于內(nèi)轉(zhuǎn)外不轉(zhuǎn)的運(yùn)營(yíng)模式, 即該模式對(duì)綜合能源公司產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)收益，但對(duì)國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司并不產(chǎn)生實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。目前， 國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司正積極探索“新能源配套儲(chǔ)能租賃服務(wù)”+“電力輔助服務(wù)” 商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，并正積極爭(zhēng)取省內(nèi)電價(jià)支持。5.3、儲(chǔ)能站增值業(yè)務(wù)收益（1）新能源配套儲(chǔ)能租賃服務(wù)（暫無(wú)政策支持）。按照1 萬(wàn)千瓦/2 萬(wàn)千瓦時(shí)，租賃費(fèi)260 萬(wàn)元/年標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站6 萬(wàn)千瓦/12 萬(wàn)千瓦時(shí)總規(guī)模裝機(jī)容量，綜合能源公司預(yù)估年收益為1560 萬(wàn)元。（2）儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)預(yù)估收益（試運(yùn)行階段）。根據(jù)《湖南省電力輔助服務(wù)市場(chǎng)交易模擬運(yùn)行規(guī)則》部署安排，儲(chǔ)能電站可參與省內(nèi)輔助服務(wù)市場(chǎng)，按照電網(wǎng)集中統(tǒng)一調(diào)度， 參照當(dāng)前湖南黑麋峰抽水蓄能年度調(diào)峰次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)能電站預(yù)估年輔助服務(wù)費(fèi)約600 萬(wàn)元。 綜合成本和效益分析可知， 現(xiàn)階段在省內(nèi)無(wú)相關(guān)儲(chǔ)能扶持政策補(bǔ)貼的狀況下， 國(guó)網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站預(yù)估每年可實(shí)現(xiàn)營(yíng)收2160 萬(wàn)元，但示范工程運(yùn)營(yíng)存在虧損，每年虧損約3281萬(wàn)元。 盡管目前長(zhǎng)沙電池儲(chǔ)能電站具備良好的示范效應(yīng)和應(yīng)用價(jià)值，但經(jīng)濟(jì)性差，電池儲(chǔ)能與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需政策引導(dǎo)與大力支持，比如采取度電成本補(bǔ)貼，預(yù)估按照儲(chǔ)能電站放電電量補(bǔ)貼，度電價(jià)格補(bǔ)貼約3281 萬(wàn)元/4500千瓦時(shí)=0.7291 元/千瓦時(shí)。 目前湖南大力發(fā)展電池儲(chǔ)能， 形成“電網(wǎng)側(cè)示范引導(dǎo)、用戶側(cè)主體發(fā)展、電源側(cè)協(xié)同推進(jìn)”的良好局面，達(dá)到大規(guī)模儲(chǔ)能協(xié)同聚合效應(yīng)的目標(biāo)，起到了示范引導(dǎo)作用。同時(shí)在湖南建設(shè)儲(chǔ)能電站， 能夠有力推動(dòng)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，符合湖南產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的總體要求。
