中國儲能網(wǎng)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(xué)儲能電站安全運行評價指標（試行）》，近期，結(jié)合全國電力安全生產(chǎn)委員會19家企業(yè)成員單位報送數(shù)據(jù)，首次開展評價指標體系試應(yīng)用，編制并發(fā)布了《2023年上半年度電化學(xué)儲能電站行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)》（以下簡稱“統(tǒng)計數(shù)據(jù)”）。
設(shè)計背景
儲能作為一種靈活性調(diào)節(jié)資源，本身不產(chǎn)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(guān)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(shù)指標，如果按照常見的充放電倍率為0.5C的電化學(xué)儲能電站，設(shè)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(shè)計指標，但從利用系數(shù)角度看，4/24=0.16(利用系數(shù)=統(tǒng)計期間利用小時數(shù)/統(tǒng)計期間小時數(shù))，利用系數(shù)也遠小于1。利用系數(shù)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(shè)計預(yù)期的程度。
隨著電化學(xué)儲能行業(yè)進入規(guī)模化發(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(yīng)用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)，不同應(yīng)用場景、不同功能（如調(diào)峰、調(diào)頻等）的電站運行方式差異較大，需結(jié)合實際應(yīng)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(cè)儲能大多不具備獨立計量裝置，用戶側(cè)儲能大多不上網(wǎng)反送電，綜合效率指標（上網(wǎng)電量/下網(wǎng)電量）目前僅適用于電網(wǎng)側(cè)儲能評價。
設(shè)計思路
參照現(xiàn)行標準，在保留一般通用評價指標的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮新型電力系統(tǒng)需要、不同應(yīng)用場景及功能應(yīng)用定位、關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量、消防應(yīng)急等因素，對電化學(xué)儲能安全運行評價指標體系進行整體優(yōu)化設(shè)計。
原則1：評價指標體系按照電力電量指標（技術(shù)指標）、能效指標(經(jīng)濟指標)、可靠性指標（安全指標）3大類進行設(shè)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(shè)計。
原則3：統(tǒng)籌考慮不同應(yīng)用場景、不同應(yīng)用功能的電站定位進行設(shè)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(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量提升2個維度進行設(shè)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(xué)儲能電站運行評價指標體系包含基礎(chǔ)參數(shù)、電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)、能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)、時間統(tǒng)計數(shù)據(jù)、次數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)8類基礎(chǔ)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(shù)、利用系數(shù)、出力系數(shù)、備用系數(shù)、調(diào)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(shù)指標，用于評價電化學(xué)儲能電站是否達到設(shè)計預(yù)期水平，更客觀反映電化學(xué)儲能電站利用率水平。利用率指數(shù)計算公式如下：
式中：
UTRI——利用率指數(shù)；
UTH——統(tǒng)計期間利用小時數(shù)；
DH——統(tǒng)計期間設(shè)計充放電小時數(shù)。
式中：
UTH——統(tǒng)計期間利用小時數(shù)；
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(zhuǎn)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(cè)和用戶側(cè)僅下網(wǎng)電量或上網(wǎng)電量，綜合效率類指標僅適用于電網(wǎng)側(cè)電站。
可靠性評價指標：包括可用系數(shù)、計劃停運系數(shù)、非計劃停運系數(shù)，以及涉網(wǎng)設(shè)備、電池、BMS（電池管理系統(tǒng)）、PCS、監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)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(shè)備維度評價指標。
其中，重點考慮電化學(xué)儲能向更大容量發(fā)展，大型儲能電站設(shè)備數(shù)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(shù)，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(shù)計算公式如下：
式中：
POT——統(tǒng)計期間計劃停運次數(shù)；
Qe——額定能量。
應(yīng)用成效
統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)合指標體系中17項指標對電化學(xué)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(cè)需求響應(yīng)、新型儲能建設(shè)等一系列手段提高靈活性資源，保障電力平衡穩(wěn)定。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲能平均運行系數(shù)0.17，平均利用系數(shù)0.09，平均等效充放電次數(shù)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(shù)0.34（相當于達到電站平均設(shè)計利用小時數(shù)的34%），平均出力系數(shù)0.70（表征電站全出力運行小時數(shù)與運行小時數(shù)的比值），平均備用系數(shù)0.82。整體來看，電化學(xué)儲能電站利用水平不及預(yù)期。
與此同時，各應(yīng)用場景下電化學(xué)儲能利用情況均與電站設(shè)計初衷存在一定的差異。如新能源配儲平均利用率指數(shù)0.27，雖然比去年整體情況有所好轉(zhuǎn)，但仍不及預(yù)期，僅達到電站平均設(shè)計利用小時數(shù)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(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲能電站平均轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率75.57%、綜合效率75.33%。由于電池性能的衰減、電氣設(shè)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(shè)備損耗。其中，電池效率主要受電池放電深度、放電次數(shù)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(zhì)量、主回路拓撲結(jié)構(gòu)、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(diào)等設(shè)備損耗。據(jù)統(tǒng)計，由于儲能電站對環(huán)境溫度要求較高，暖通空調(diào)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(shè)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(shù)、非計劃停運次數(shù)等，能夠綜合反映出儲能電站及設(shè)備運行狀況，是儲能電站和設(shè)備生產(chǎn)運行的重要指標。
根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲能電站可用系數(shù)達0.98，全國電力領(lǐng)域電化學(xué)儲能安全生產(chǎn)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(shù)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(shù)41.09次/100MWh。整體來看，電站關(guān)鍵設(shè)備、系統(tǒng)以及集成安裝質(zhì)量問題是導(dǎo)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(jié)合電化學(xué)儲能電站安全運行評價指標體系試應(yīng)用情況，研究不同應(yīng)用場景下電化學(xué)儲能標準設(shè)計利用小時數(shù)，組織開展電化學(xué)儲能相關(guān)標準制修訂工作，同時選取裝機規(guī)模較大的電化學(xué)儲能電站，試點開展電化學(xué)儲能行業(yè)對標評價，加快樹立電化學(xué)儲能電站標桿示范，引領(lǐng)帶動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
