中國儲能網(wǎng)訊：9月7—9日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯(lián)合指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合232余家機構共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會、中國科學院電工研究所儲能技術組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價值，共建市場新格局"為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、標準、示范項目應用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
大會組委會邀請湖北省電力勘測設計院有限公司綜合能源分公司處長夏宇峰做《儲能系統(tǒng)在電力輔助服務市場中的價值分析與探討》主題報告。以下為發(fā)言主要內容：
夏宇峰：各位同行、各位專家大家下午好！能堅持到現(xiàn)在的是對儲能行業(yè)的真愛，這個時候大家已經(jīng)很累了，我把主要分享定在實戰(zhàn)方面，前面的理論方面，各位教授、專家和兩位主任都做了非常全面和高瞻遠矚的分析和研討，我這邊就不班門弄斧。核心是圍繞著儲能，第一是儲能有沒有商業(yè)價值，有哪些政策支持，第二是儲能價值體現(xiàn)在哪幾個方面，怎么去用，從哪里尋找價值，第三是儲能價值怎么算出來的，不管是源網(wǎng)荷各側還是用戶，都給準確的案例。主要從以下五個方面解讀，重點是中間的三部分進行展開。
一、儲能發(fā)展概述
這里我直接過一下，前面各位專家都已經(jīng)介紹了，是總的情況，數(shù)據(jù)大家也可以查到，這是中國的情況。其中電化學儲能已經(jīng)成為我們在新型儲能里面的主力軍，抽蓄還是承擔了整個電網(wǎng)調節(jié)最重要、最基本的職責。
在應用場景里面，各位也都非常熟悉，從電源、電網(wǎng)到用戶各側都可以起到非常明顯的作用，相信各位同行也有非常清晰的認知。本次專場是圍繞需求側響應和輔助服務來體現(xiàn)儲能系統(tǒng)的價值，這個價值主要是在調頻服務，包括電壓的支持，調峰、備用容量以及需求側響應等等方面，我具體會給出一些可以量化計算的案例。
現(xiàn)在在用戶側，已經(jīng)占了比較大的比例，其中在2020年用戶側占比還是最大的，在典型場景應用里面，重點提調峰，就輔助服務里面調峰調頻，是配合電網(wǎng)的，這一塊在南方電網(wǎng)、長三角和京津冀等地方已經(jīng)給出了一定量化的價值。在新能源配儲能這方面，也有很多的政策，我國有25個省市已經(jīng)明確要求強配儲能，這一塊配置儲能對整體新能源的收益我會做一個簡單的分析，有一個簡單的趨勢。
在電網(wǎng)側配儲能，核心是對電網(wǎng)的調峰調頻提供緊急的功率支撐，帶來莫大的電網(wǎng)安全穩(wěn)定的作用。在用戶側，大家非常熟悉的是峰谷套利，其實除了前面的容量市場，在電量市場以及電能質量等方面都有很大的作用。
這是從專業(yè)的角度來講，儲能按其品種分，可以大致定義為功率型、容量型和平衡型。功率型就是放電倍率比較大，在2C以上的速率，具有快速的有功功率響應及支撐能力，這個用于平抑電能的波動，對電網(wǎng)調頻起支撐作用。
容量型儲能通常定義為可以儲存較大規(guī)模的電量，能夠增強電網(wǎng)和整個電力系統(tǒng)的調峰能力，還可以節(jié)省輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的投資，至少可以把投資往后放緩。
平衡型是目前主要用的充放電倍率在0.5-2C之間，對電壓的暫降和短期中斷等等特別敏感的用電負荷可以快速補償，為電力系統(tǒng)故障擾動提供很多的作用。
二、政策分析
第一類是國家政策，后面兩個在輔助服務辦法里面，就把儲能的輔助服務機制和定義提得很明確了，這是國家的文件體系目錄及解讀。
第二類是新能源強配儲能政策，20多個省里面有9個都是明確了新能源配置儲能的比例，還有六七個是有一定的補償機制，其中15個以上都是10%以上的比例，有些地方是2小時以上的，比如新能源外送比較卡口的西北。
第三類是在輔助服務政策方面，各個省主要也出了一些調峰的補償價格和準入的門檻，這些具體數(shù)值可以用于我們在電網(wǎng)側配儲能的價值分析計算里面，政策規(guī)定的這些值也是可以直接參考使用的。
第四類是電力需求側響應政策，這是在新能源配儲能里面給不同的儲能分檔予以獎勵，包括還有一些有固定的補貼，對于容量、電量，像浙江對容量和電量就分別有獎勵政策，對于湖北，也有需求側響應的最直接補貼額度。這個響應補貼，實施細則是日前給的20元/KW，日內邀約響應給了25元/kW，參照江蘇等地方，從2021年、2022年都出臺了此類的政策和實施方案。其他省里面基于經(jīng)濟條件不同，江浙一帶和長三角給的補貼相對靈活，中部地區(qū)甚至西北，這個補貼有些還沒有兌現(xiàn)，有些是在進行折減。
第五類文件是儲能補貼政策，在這些省份都是很明確的，不管是容量還是功率性，都是有補貼的。
三、儲能價值體系分析
儲能主要在哪些方面有價值？對于電力用戶來說，可以看到儲能系統(tǒng)它可以為電力用戶提高電能質量、可靠性，同時用于峰谷套利的儲能還可以減少電費支出。另外它的容量價值對于每個用戶，很多省現(xiàn)在都是每個月可以進行一次基本容量的計價方式，是按容計還是按需計，按容按需在分布式電價里面，我們的儲能容量是有價值的，后面有具體的量化案例。配網(wǎng)這一塊，除了延緩配電網(wǎng)的投資計劃，還可以提高配網(wǎng)的可靠性和減少網(wǎng)損，后面有簡單的仿真結果體現(xiàn)。在輸電網(wǎng)這一塊減少電網(wǎng)阻塞，減少擴容投資，包括降低送出的線路容量，相當于直接降低初始投資這一塊。當然受益方一是用戶直接享受，還有一些是由電網(wǎng)公司能夠減輕它的投資壓力的。在安全運行方面，既可以提供配用容量，也可以提供新能源在平抑波動的作用，在發(fā)電側尤其在發(fā)電集團那邊可以明顯感受到。發(fā)電端主要用于調頻、備用和黑啟動等方面的價值。
結合前面的典型場景我們都做了建模和實際工程應用的探索研究，聯(lián)合科研院校，我們把用戶側單獨拿出來給各位展示。在接入儲能和不接入儲能，接入儲能的位置不同，對整個系統(tǒng)的反應和效果是不一樣的。之前這么多位專家領導都提過，它在很多場合是有價值的，那我們來驗證一下它的價值在哪？比如電壓暫降，儲能投放的位置不同，不管是在母線側還是電壓接入的低壓側，暫降提升方面越往末端電壓暫降改善的效果越明顯。主要原因是什么呢？因為電機或者是啟動的過程中，需求的容量一般會大于電機本身的額定容量，即使增加了一定的調頻或者是人工補償?shù)脑O備，還是會對小網(wǎng)有一定的沖擊，儲能會就近平衡這一沖擊。
還有一種是咱們國家的電力供應和電力質量標準，在電壓頻率等等方面能夠滿足要求，但是在精密制造，包括醫(yī)藥、精密化工等等方面，需要電壓暫降的要求是更明顯的。我們在這里布置儲能對電壓暫降有明顯提升效果，是我們通過仿真和實際工程應用得到的。
第二個是電壓偏差改善，在分布式這一塊接入儲能，在配電網(wǎng)電壓偏差這方面，改善效果不是特別明顯，但是減少電壓的壓降方面有作用。
在諧波方面，我們不管是在源還是哪一側，配電網(wǎng)低壓的諧波含量加再多，在我們所仿真的儲能范圍內，都是能夠滿足國家諧波的標準要求的。
有功損耗這一塊，我們可以明顯看到，如果在用戶母線側加儲能，能夠有效地降低有功的損耗，尤其是在末端分布式儲能接入直接到負荷端的時候，有功損耗可以更省一些，可以看到效率有較大的提高，這是有功損耗的降低對比。在電壓波動上面，對比結果不是特別明顯，幅值提升率也很少，為電壓波動這方面上儲能沒有得到明顯的改善。
以上是我們對儲能價值具體在哪一點實現(xiàn)的研究結果。
這是我們認為整個儲能的價值體系，說通俗一點是在用戶側、電網(wǎng)側、電源側，都有幾個可以量化的價值，比如說峰谷套利、基本容量價值、輔助服務，比如剛才提到的調峰、調頻、啟動，還有需求側響應、電壓暫降的治理等等方面都有非常好的價值。但是這些價值能夠在一個儲能項目里面全部享受到嗎？我們也分析了一下，主要是在輔助服務、容量和電量的市場分析，不同價值之間是有一個兼容性的，你享受了儲能的容量價值，可能它的電量價格就不能全部享受了。
我們對于不同的用戶類型和不同的用戶曲線，不管是規(guī)律性放電還是隨機頻繁放電的還是偶爾進行放電的，對儲能而言主要是這三種用戶，對儲能的要求甚至是儲能發(fā)揮的價值有很大的不同，比如說規(guī)律性放電里，上儲能可以明顯做到能量的時移，包括容量機組負荷的跟蹤，甚至對用戶進行分時電價的管理和容量電費的管理方面，都能夠凸顯出儲能容量在這方面的價值。
這張圖是我們通過分析不同儲能的價值里面的剩余時間的百分比，其價值是剩余時間，在我們把儲能的本份價值發(fā)揮完之后，剩余時間越長，我要采用調用的時間占的比例就更高。這個時候剩余的時間可以用在其他價值發(fā)揮的時候，還有一定的時間段分割的意義。
這是對于幾種主要不同的儲能價值之間的兼容性分析，比如對于能量時移在容量機組和調壓服務里面就有比較好的兼容性，比如系統(tǒng)備用和調壓這一塊在供電質量與供電可靠性這一塊都有比較好的共通性的，有相互兼容性。供電質量和能力時移這一塊，就不具備太好的兼容性。如果過多享受它的能量時移價值，在可靠性方面就差一點，因為你全程都在用它的電量轉移。如果我瞬間斷電需要可靠性的時候，我可能電池已經(jīng)放空了，這時候不具備可靠性價值，兼容性要差一些。我們在分析整個儲能系統(tǒng)在哪一塊有價值，或者你把價值累加的時候就要注意它的兼容性。
四、儲能價值計算案例
案例1：新能源AGC儲能配置，這是應幾個文件的要求，我們在這里面配置儲能，核心是為新能源并網(wǎng)提供一定的平抑波動和滿足它的功率調節(jié)或者是能量調節(jié)的需求。從儲能配置前可以看到，功率的波動，因為新能源各位專家已經(jīng)介紹了，有雙隨機和不確定性，0-5MW出現(xiàn)的概率有80%多，如果儲能大于100MW，大于30MW還有0.6%的幾率。在全年的分布中，10MW以下的出力出現(xiàn)概率有90%多。配儲能是不是就滿配？配的能量多少合適？如果我保證出力波動在99%以前配儲能，我可能只用配10MW或者一定的比例就夠，為什么這么配？你配多了不是說不行，也行，因為現(xiàn)在每增加一個儲能，整個項目含儲能之后的投資回收期就會變差一些，包括財務資金成本、內部收益率等等，相應的指標不那么理想。下面功率這一塊也是圍繞著概率，儲能出力情況配儲能之后，這一塊變化不是特別大，在10MW以下都可以滿足，在配置儲能前，在10MW以下也可以達到99.65%的概率，就大概率不會出現(xiàn)后面的波動。
案例2：新能源棄電儲能配置。這就是為什么要配儲能合理的容量，如果我只配一小時的儲能，可以看到原本的資金收益率從原先的4.2%降到9.5%，如果配三個小時的儲能，同樣的容量對整個項目的收益率會降到8.3%，我繼續(xù)可以多配，或者是容量功率都可以多配一點，配了之后對整個新能源的項目，或者是新能源激勵的項目，收益率肯定會有平衡點，一旦低于某個點，投資決策就過不了投評會。
案例3：電網(wǎng)側儲能配置。這是抽蓄和水電為基荷，包括區(qū)外煤電，目前假設煤電作為調峰區(qū)間，我們用儲能調峰基本上只占了10%，就是整個負荷的調峰能力是比較有限的。這個區(qū)間里面我們的接入方式不同，匹配能源打捆的位置不同，因為出力曲線不管是風光還是其他新能源都是不一樣的，并了以后展示曲線有不一樣，不同方式的儲能，需求的經(jīng)濟容量就會略有不同，比如不管是風光的分散式接入還是打包互補，還是在新能源側直接每個分散的加儲能，還是在電網(wǎng)側、變電站這一塊加儲能，體現(xiàn)了對外送功率的需求，在全風電或者全光伏以及風光各占一半的比例下，我配儲能的需求，或者是經(jīng)濟容量是略有區(qū)別的。這是電網(wǎng)側甚至是整個區(qū)域省一級，或者是大區(qū)一級來規(guī)劃儲能電站，甚至是共享儲能的一個基本的分析邏輯。
案例4：用戶側儲能的配置。我這里想簡單點一下，可能大家都有一個認知，配儲能進去，不是說所有的曲線，所有的負荷特性都適合配儲能。不是所有配上去，就一定能有價值。因為有些曲線特征體現(xiàn)，配儲能不一定帶來良好的經(jīng)濟價值，比如這樣一個連續(xù)性生產(chǎn)的曲線，我們配儲能是為了把這樣一個并不太有波動的曲線，就藍色的曲線拉平嗎？價值何在？我們認為如果配儲能，只是把這個曲線拉平并沒有實現(xiàn)它的價值。應該是什么？不管是針對右邊的雙峰型、峰平型、平滑型，還有避峰型，哪種曲線適合配什么，至少有一點，比如避峰型的，可能專業(yè)的人士就知道，在高峰電價的時候，我已經(jīng)用電量最少，我配儲能，價值就沒有地方發(fā)揮，因為儲能在用戶側最大的利益在哪？在峰谷套利。結合某地的電價特色可以看到，對于這個用戶，比如這樣比較平均的負荷曲線怎么去配儲能比較合理，不管是用在降容，也就是剛才提到的用戶基本容量的需求，這一塊的容量電費降低上，比如說原先可能是到2400kW，如果統(tǒng)一降到2000kW以下，是不是以后每個月在調整容量電費的時候有一定的價值空間？原先按2400kW去報需量，現(xiàn)在只用2000kW去報需量，每個月節(jié)省的基本容量費是很直接的。在我調容量的時候，跟我調整電量的時候肯定就有價值的沖突，哪些時候發(fā)揮容量價值，哪些時候發(fā)揮電量價值，我們通過詳細的每一天進行一充一放、兩充兩放，還是哪些時間段充放，還原出來把用戶原先的負荷曲線優(yōu)化之后的曲線，再還原到電價中，可以看到降容的目標有收益，調峰的目標也有一個收益，怎樣的收益是最合理的，來反算整個項目的投資回收。在這個項目里，我們也得到了精準的應用。這只是其中某一天的詳表。對于這個曲線，對于一充一放還是兩充兩放，都有一定的峰谷套利價值。同時在某些典型日，在負荷出現(xiàn)最大的那一天，我提前予以儲備調峰價值，對容量和每個月報的需量也有市場，至少向電網(wǎng)交的每個月的基本容量費會有減少。
案例5：用戶側儲能價值體系計算。這個就結合了上網(wǎng)的電價情況，把剛才的用戶進行不管是基于控制容量的需求，還是控制峰谷套利的價值，不管是哪一塊通過降容的收益和調峰的收益結合，僅僅是兩個收益最大化去看，可以看到如果僅僅只用一項，剛才收益可能是有限的。把兩項綜合起來，因為我調峰不是每天都需要的，但是我峰谷套利可以大部分時間都用到。這個時候把兩個結合，再結合電價特征，它的效益不管是基于之前的峰谷套利哪一種，都有很好的疊加。這個時候對于用戶投儲，僅僅是在峰谷套利和容量價值方面就有很好的效益指標，可以看到財務評價總表。
電能質量和暫降這兩塊為什么加進來？是因為某些企業(yè)，像這一類型的高端用戶，他對電壓的暫降、閃降，原本是有很大的損失的，比如醫(yī)藥制造企業(yè)、光纖、造紙等等，一旦出現(xiàn)電壓的暫降，損失不多，三五萬還是有的。但是制藥行業(yè)，他們就提出電網(wǎng)電力質量雖然滿足國標和行標，但是供應到他他每一年都會面臨7次左右的電壓暫降，這個時候電壓暫降對他造成的是全產(chǎn)線的廢品，損失至少是40萬，負荷損失量不大，可能就一兩萬的負荷。這個時候電能質量改變，我們只要儲能的功率單元能夠匹配到重要負荷，這個時候就起到了電力質量保證的作用。除了在峰谷套利、容量價值量化之后，電力質量的價值就能體現(xiàn)。
這里面還有一個價值沒有疊加是需求側響應，今年各個省已經(jīng)出現(xiàn)了電荒，或者是用電特別緊張的情況，尤其是湖北、四川，湖北今年到8月份就已經(jīng)進行了18次的需求側響應，其中僅僅在7月14-15日兩天，需求側響應，省里面給的補貼資金就是2700萬，只有180萬kW左右的負荷，500多個戶?，F(xiàn)在到8月份的時候，已經(jīng)響應了7000多戶，需要進行需求側響應，面臨的資金缺口也有兩三個億。這個資金來源是國家在2000年的時候三峽電量的增發(fā)，原來計劃電量是800億，年發(fā)電量到了1000億，多的200億度電有一個溢價，這個價格留在了兩個地方，一個是重慶，一個是湖北。留的價值是2.4億，分配到湖北1.2億，重慶1.2億，湖北1.2個億用于三年的需求側響應的政策激勵，從2020年到2021年、2022年。第一年3000萬只用了幾百萬，沒有用戶能夠響應。但是后來非常積極，因為也看到了這個大形勢，確實用電非常緊張，今年截止8月份，湖北省原來4000多萬的負荷，現(xiàn)在已經(jīng)接近5000萬，這個時候我們的電源和電網(wǎng)壓力特別大，這個時候需求側響應補貼的價值也是非常明顯的，如果你裝了1萬kW儲能，今年十幾次的需求側響應，每次按功率計算，日前是20元/kW，日內是25元/kW，今年實際補貼兌現(xiàn)的是15.3元/kW，這個時候每次需求響應的激勵就有十幾萬。前面有專家提到過，需求側響應的激勵是很可觀的。這個我沒有放進來，對于一個不大的儲能項目在用戶側，它的儲能價值體系一疊加之后，因為很多價值之間是相互兼容的，尤其是政策性的，只需要你那一天15分鐘或者一兩個小時可以響應到政策激勵，這個時候投資回收期會有大幅度的下降。因為什么呢？整個儲能系統(tǒng)在用戶側峰谷套利僅僅實現(xiàn)了儲能價值體系里面的一半都不到，可能就百分之四十左右，剩下的價值需要通過容量價值、電能質量、電源、黑啟動以及電力市場里面的其他輔助服務來給它一個完善。目前輔助服務的機制，尤其是量化機制還不是那么完善和完備，很多還沒有得到兌現(xiàn)，這個也在進一步更新。對于后兩年，我們也進行了測算，如果進行調整，把它容量增大，雖然效益差一點，但還是可以的，對容量進行加大經(jīng)濟性也不錯。
五、儲能系統(tǒng)價值探討
上面我們在實際工作和論證中遇到的，以及我們分析價值的具體工程案例，對于未來，我想它主要還有以下幾個方面值得大家共同研究和探討。第一個是在省域級甚至更大層面，新能源配儲能和配共享儲能的原則，這里面可以體現(xiàn)慣量響應和二次調頻，包括日內調峰備用，儲能在這一方面肯定會發(fā)揮作用。在發(fā)揮作用的過程中，圍繞時間尺度和空間尺度怎么去配儲能，怎么經(jīng)濟合理地配儲能，這一方面還有待于我們進一步研究，它的價值要具體量化，要讓投資方看得到信心和具體的投資價值所在。
第二是目前很多儲能還面臨著充放電效率不高，目前儲能電池效率到90%已經(jīng)比較高了。第二個是放電深度，基于不同的技術路線，放電深度不一樣，有些放電深度比較低，只有百分之六七十或者百分之七八十，有些可以到90%甚至100%。我們計入一個工程實際應用的時候，就不能說是按照那么理想化了，實際能用多少就算多少，不管是計入交流側還是直流側的實際容量，再有一個系統(tǒng)效率，可能還有一個折扣，這個時候我需要精確計算到每一天充電有多少投入，放電有多少效益，這個效益投入差才是我的峰谷套利的具體價值。
第三個方面是電池衰減面臨的問題，到哪一年就會造成運維或者是損耗，已經(jīng)跟我們項目所在地，不管是江浙還是中部地區(qū)的電價峰谷價差相當。再往后延長運營時間效益就比較差了。
第四個是系統(tǒng)綜合效率問題，因為系統(tǒng)效率不是很高，我們搭配了很多創(chuàng)新的商業(yè)模式，比如租賃、政策性激勵都加進去之后，回收還不是很理想的情況下，在國家又非常倡導的新型儲能項目，我們如何增強它的應用前景，對吸引投資，或者是對新型技術的鼓勵方面，如何有更好的未來，我們想有一個大家共同的方向。
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