中國儲能網訊：2023年6月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會電動交通與儲能分會發(fā)布了《電化學儲能電站安全運行評價指標（試行）》，近期，結合全國電力安全生產委員會19家企業(yè)成員單位報送數據，首次開展評價指標體系試應用，編制并發(fā)布了《2023年上半年度電化學儲能電站行業(yè)統(tǒng)計數據》（以下簡稱“統(tǒng)計數據”）。
設計背景
儲能作為一種靈活性調節(jié)資源，本身不產生電量，只是電量的“搬運工”。這就決定了儲能電站安全運行評價不能完全按照常規(guī)電源相關指標，需兼顧儲能電站本身運行特性及在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用進行評價。
比如利用系數指標，如果按照常見的充放電倍率為0.5C的電化學儲能電站，設計每天充放電循環(huán)1次計算，理論上電站每天利用時長4h即達成設計指標，但從利用系數角度看，4/24=0.16(利用系數=統(tǒng)計期間利用小時數/統(tǒng)計期間小時數)，利用系數也遠小于1。利用系數可以體現(xiàn)儲能整體發(fā)揮作用的情況，但不足以反映不同電站達成各自設計預期的程度。
隨著電化學儲能行業(yè)進入規(guī)?；l(fā)展階段，對于儲能安全、運行等方面評價指標提出了更高要求。同時，儲能可應用于電源側、電網側、用戶側，不同應用場景、不同功能（如調峰、調頻等）的電站運行方式差異較大，需結合實際應用場景及功能定位，進一步完善現(xiàn)行評價指標。
比如綜合效率指標，目前電源側儲能大多不具備獨立計量裝置，用戶側儲能大多不上網反送電，綜合效率指標（上網電量/下網電量）目前僅適用于電網側儲能評價。
設計思路
參照現(xiàn)行標準，在保留一般通用評價指標的基礎上，統(tǒng)籌考慮新型電力系統(tǒng)需要、不同應用場景及功能應用定位、關鍵設備產品質量、消防應急等因素，對電化學儲能安全運行評價指標體系進行整體優(yōu)化設計。
原則1：評價指標體系按照電力電量指標（技術指標）、能效指標(經濟指標)、可靠性指標（安全指標）3大類進行設計。
原則2：統(tǒng)籌考慮儲能電站本身安全運行情況，以及儲能電站在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用2個維度進行設計。
原則3：統(tǒng)籌考慮不同應用場景、不同應用功能的電站定位進行設計。
原則4：評價指標層級統(tǒng)籌考慮電站整體可靠性，以及關鍵設備產品質量提升2個維度進行設計，如電池、EMS（能量管理系統(tǒng)）、PCS（儲能變流器）可靠性指標。
指標體系
電化學儲能電站運行評價指標體系包含基礎參數、電量統(tǒng)計數據、能耗統(tǒng)計數據、時間統(tǒng)計數據、次數統(tǒng)計數據、年度統(tǒng)計數據、計算數據、檢測數據8類基礎指標，以及電力電量、能效、可靠性3大類17小類40項評價指標，涵蓋電站充放電運行、備用、計劃停運、非計劃停運全部狀態(tài)。
電力電量評價指標：包括運行系數、利用系數、出力系數、備用系數、調頻里程5小類11項指標，全部為電站維度評價指標。
其中，重點新增利用率指數指標，用于評價電化學儲能電站是否達到設計預期水平，更客觀反映電化學儲能電站利用率水平。利用率指數計算公式如下：
式中：
UTRI——利用率指數；
UTH——統(tǒng)計期間利用小時數；
DH——統(tǒng)計期間設計充放電小時數。
式中：
UTH——統(tǒng)計期間利用小時數；
ACE——統(tǒng)計期間儲能電站實際充電電量；
ADE——統(tǒng)計期間儲能電站實際放電電量；
PD——額定功率。
能效評價指標：包括綜合效率、轉換效率、能量保持率3小類8項指標，全部為電站維度評價指標?？紤]部分電源側和用戶側僅下網電量或上網電量，綜合效率類指標僅適用于電網側電站。
可靠性評價指標：包括可用系數、計劃停運系數、非計劃停運系數，以及涉網設備、電池、BMS（電池管理系統(tǒng)）、PCS、監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備可靠性9小類21項指標，9項為電站維度評價指標、12項為設備維度評價指標。
其中，重點考慮電化學儲能向更大容量發(fā)展，大型儲能電站設備數量較多，其停運情況相較于中小型電站更頻繁，引入單位能量停運次數，進一步降低電站規(guī)模對于電站可靠性指標評價的影響。單位能量計劃停運次數計算公式如下：
式中：
POT——統(tǒng)計期間計劃停運次數；
Qe——額定能量。
應用成效
統(tǒng)計數據結合指標體系中17項指標對電化學儲能電站電力電量、能效、可靠性等方面進行了安全運行試評價。
【電力電量指標評價】
電力電量指標主要反映儲能在新型電力系統(tǒng)電力電量平衡中發(fā)揮的作用。近年來，我國局地電力供需緊張，各省通過火電靈活性改造、水電擴機增容、用戶側需求響應、新型儲能建設等一系列手段提高靈活性資源，保障電力平衡穩(wěn)定。
根據統(tǒng)計數據，2023年上半年電化學儲能平均運行系數0.17，平均利用系數0.09，平均等效充放電次數92次（相當于每1.7天完成一次完整充放電），平均利用率指數0.34（相當于達到電站平均設計利用小時數的34%），平均出力系數0.70（表征電站全出力運行小時數與運行小時數的比值），平均備用系數0.82。整體來看，電化學儲能電站利用水平不及預期。
與此同時，各應用場景下電化學儲能利用情況均與電站設計初衷存在一定的差異。如新能源配儲平均利用率指數0.27，雖然比去年整體情況有所好轉，但仍不及預期，僅達到電站平均設計利用小時數的27%。
【能效指標評價】
能效指標主要反映儲能電站運行過程中儲能系統(tǒng)、站用電、變配電等能量損耗情況。根據統(tǒng)計數據，2023年上半年電化學儲能電站平均轉換效率83.85%、平均綜合效率78.69%，其中投運5年以上的電站能效水平明顯降低，轉換效率75.57%、綜合效率75.33%。由于電池性能的衰減、電氣設備的老化、運維的不規(guī)范化等因素，儲能電站能效水平將逐漸降低。
儲能系統(tǒng)能量損耗主要包括儲能電站充放電過程中電池、PCS等設備損耗。其中，電池效率主要受電池放電深度、放電次數等固有屬性，以及運行環(huán)境溫度、電芯一致性等因素影響。PCS效率主要受元器件質量、主回路拓撲結構、控制策略等因素影響。
站用電能量損耗主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、照明動力、暖通空調等設備損耗。據統(tǒng)計，由于儲能電站對環(huán)境溫度要求較高，暖通空調用電負荷較高，是儲能電站占比最高的站用電負荷。
變配電能量損耗主要包括電站運行期間配套的輸變電設施電能損耗情況。
【可靠性指標評價】
儲能電站可靠性指標包括可用系數、非計劃停運次數等，能夠綜合反映出儲能電站及設備運行狀況，是儲能電站和設備生產運行的重要指標。
根據統(tǒng)計數據，2023年上半年電化學儲能電站可用系數達0.98，全國電力領域電化學儲能安全生產形勢總體平穩(wěn)，計劃停運291次、單次平均計劃停運時長78.83h、單位能量計劃停運次數35.73次/100MWh，非計劃停運249次，單次平均非計劃停運時長45.78h，單位能量非計劃停運次數41.09次/100MWh。整體來看，電站關鍵設備、系統(tǒng)以及集成安裝質量問題是導致電站非計劃停運主要原因，占比超75%。
下一步，中電聯(lián)將結合電化學儲能電站安全運行評價指標體系試應用情況，研究不同應用場景下電化學儲能標準設計利用小時數，組織開展電化學儲能相關標準制修訂工作，同時選取裝機規(guī)模較大的電化學儲能電站，試點開展電化學儲能行業(yè)對標評價，加快樹立電化學儲能電站標桿示范，引領帶動行業(yè)高質量發(fā)展。
