站在新风口上的工商业储能

随着国家新能源发电规模的增加,加强新能源的消纳,储能建设迫在眉睫。2022年6月7日,国家发改委发布《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》鼓励新能源场站和配建储能联合参与市场。储能可作为独立主体、可与配建电源联合、可部分联合部分独立,参与电力市场交易。

有机构数据预测,2023年到2025年,工商业光伏储能累计新增装机预计可达29.09GWh,复合增速55.8%。2023年有望成为工商业储能的爆发“元年”。

  1. 什么是工商业储能?

工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用,距离分布式光伏以及符合中心均较近,有效减少电能传输的损耗。而且其设置目的主要是利用峰谷电价差来实现套利,实现光伏发电的最大化利用,同时可以根据负荷情况进行峰值调节,降低电费支出。

工商业储能系统与储能电站系统结构相似,都包括电池系统+BMS、PCS、EMS、变压器、几家、连接线缆、汇流箱、防雷及接地系统、监控及消防系统等,各系统均可以进行模块化设计,容量、性能灵活配置。

采用PCS的交流耦合储能的工商业储能系统

采用光储一体机的直流耦合工商业储能系统

常规路径上主要使用PCS双向变流器,而如今在中小工商业储能系统中也开始用50-100kW的光储一体机,工商业储能系统的EMS与大型储能电站不同,工商业储能系统通常不用考虑电网调度的需求,主要是为本地提供电力,只需要具备局域网内能量管理和自动切换即可。

2.工商业储能的主要应用场景

工商业储能主要应用场景包括单配置储能、光储一体、微电网等。单配置储能主要应用于削峰填谷,以节约用电费用或作为备用电源使用。光储一体主要应用于提高分布式光伏自发自用率、平抑充电桩中击的作用。微电网分为离网型和并网型两种,储能可以平滑新能源发电和作为备用电源使用,也可以实现能源优化和节能减排。

对于商业和大工业用户,可以通过光伏+储能配套的模式实现电力自发自用。由于用电高峰与光伏发电高峰时间较为一致,因此工商业分布式光伏自发自用比例较高,储能系统容量与光伏功率多为1:1进行配置。

对于商业楼宇、医院、学校等不适用于安装大规模光伏自发电的场景,则通过安装储能系统实现削峰填谷、容量管理的目的,即在用电低谷时利用低电价充电,在用电高峰时放电供给工商业用户,用户可以节约用电成本,同时避免了拉闸限电的风险。

3.工商业储能能够实现盈利吗?

随着各省市分时电价的完善,峰谷电价差拉大,工商业储能的经济性明显提升。而目前的储能电站的配置成本可以做到近1.5元/Wh,投资回收期做到6年以内回本。

那目前而言储能有以下几点盈利模式:

  • 新能源消纳

光伏具有很强的间歇性和波动性,自发自用、余电上网的光伏电站发电量超出负荷所能消耗时,多余的电则以较低价格送入电网。当光伏供给负荷电量不够时,工商业用户又得向电网购买电能,电网和光伏系统同时给负载供电。配置储能系统后光伏的电优先给负荷用,多余的电量可以给储能充电,待光伏电量不足时,由光伏配合储能向负荷供电,可以最大程度提升光伏发电的消纳率,实现光伏利益最大化。

  • 峰谷套利

增设储能系统实现价值的最直接方式是对峰谷电价的套利。用户可以在负荷低谷时,以较便宜的谷电价对储能电池进行充电,在负荷高峰时,由储能电池向负荷供电,从而从峰谷电价中获利。截止到2023年全国峰谷价差超过0.7元/kWh省市的数量到达到11个,峰谷价差的进一步拉大提升了储能的套利空间。

  • 需量管理

我国针对受电变压器容量在315千伏安及以上的大工业用电采用两部制电价,电度电费是指按用户实用电量计算的电价,基本电费是指按用户受电变压器(按容收费)或最大需量计算(按需收费)的电价收费。

基本电价按需收费的工商业用户安装储能系统后,可以监测到用户变压器的实时功率,在实时功率超过超出需量时,储能自动放电监测实时功率,减少变压器出力,保障变压器功率不会超出限制。降低用户需量电费,减少工商业用户的用电成本。

  • 配电增容

当工商业用户而原有配电容量不足时,短期用电功率大于变压器容量时,储能系统可以继续快速放电,满足负荷电能需量要求。降低变压器使用成本、减少变压器投资及扩容周期。

  • 需求侧响应

电力需求响应,是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时,电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后,改变其固有的习惯用电模式,达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应,从而保障电网稳定,并抑制电价上升的短期行为。

简单来说,就是企业在电力用电紧张时,主动减少用电,通过削峰等方式,响应供电平衡,并由此获得经济补偿。以广东省印发《广东省市场化需求响应实施细则(试行)》的通知,广东对用户侧储能给出鼓励价可到3.5元/kWh。上海市《长宁区支持节能减排降碳实施办法》中也提出根据让电电量按照每千瓦时2元给予补贴,单幢楼宇每年补贴不超过10万元。

  • 电力现货交易

电力现货交易是指发电企业等市场主体以市场化交易的形式提供电力服务的交易机制。1月10日,国家发改委发布《国家发展改革委办公厅关于进一步做好电网企业代理购电工作的通知》。该通知指出,各地要适应当地电力市场发展进程,鼓励支持10千伏及以上的工商业用户直接参与电力市场,逐步缩小代理购电用户范围。优化代理购电市场化采购方式,完善集中竞价交易和挂牌交易制度,规范挂牌交易价格形成机制。

  • 电力辅助服务

电力有偿辅助服务是指并网发电侧在基本辅助服务之外能够响应电力调度指令的可调节负荷(含通过聚合商、虚拟电厂等形式聚合)所提供的辅助服务。包括:一次调频、自动发电控制、调峰、备用、有偿无功调节、黑启动等等有偿辅助服务应予以补偿。

4.工商业储能前景

2022年1-10月国内光伏新增装机量达58.24GW,分布式装机15.68GW,但工商业储能依然处于起步阶段。目前政策鼓励工商业企业通过储能等方式实现有效负荷管理,而我国工业用电量占全社会用电量的64.8%;所以工商业储能建设对于削峰填谷、稳定电力负荷波动有着重大意义。

工商业储能属于轻量化储能。不像动辄数百MWh或者数GWh电力储能“新基建”,工商业储能更像消费品,盈利模式已经完善,市场前景确定性强。未来,随着全国统一电力市场的加速构建、虚拟电厂技术的成熟应用,电力现货交易及电力辅助服务也将成为工商业储能的经济性来源。此外,储能系统成本降低也将进一步升工商业储能的经济性。这些趋势都将推动我国绿色电力市场的快速发展。


参考文献:

  • https://news.bjx.com.cn/html/20230113/1282883.shtml
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/606218303
知识科普

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