工商业储能解决方案白皮书 2024

储能在电力系统中的意义工商业储能应用场景及商业模式工商业储能市场概况工商业储能电站运行策略峰谷电价套利需量管理需求响应频率调节可再生能源集成微电网运行能源管理系统集成工商业储能投资经济性分析工商业储能项目可装机容量工商业储能电气接入条件分析接入电压等级并网柜配置要求企业储能设备布局安全标准安全规范设备安全防火墙储能设备选型建议优异的全生命周期电量吞吐能力完善的系统安全设计设备交付及工期基础施工选址基础设计及施工设备安装调试现场设备安装系统调试流程通讯控制二次调试试运行维护并网与验收备案接入国网调度试运行浙江某11MW/22MWh工商业储能电站广东某30MW/60MWh工商业储能电站工商业储能未来展望工商业储能未来展望结语结语工商业储能发展现状INDUSTRIALANDCOMME储能在电力系统中的意义伴随着全球碳达峰、碳中和目标下的能源结构调整，新型电力系统作为能源体系转型的关键组成部分，是推动能源绿色低碳转型的“主力军”,更是实现碳达峰、碳中和的重要抓手。当下，新型电力系统建设步入加速转型期，在供给侧，由于以风电、光伏、水电为代表的可再生能源发电技术呈现明显的间歇性或季节性特点，新型电力系统会面临着供给侧和需求侧的双重不确定性，这将带来更高的系统灵活性需求以满足电力平衡、实现更大规模的新能源消纳；在需求侧，用户负荷的波动性也伴随终端电气化和极端天气等多重因素影响而变得愈发猛烈。双碳背景下传统上发挥调节作用的煤电、气电等电源装机占比将持续下降，电力系统需要更多的零碳灵活性资源来应对供需波动、实现从分钟到年度层面的电力电量平衡。储能通过改变能量在时空中分布不均匀的问题，可以有效在电源侧、电网侧以及用户侧提供灵活性支撑，构建工商业储能应用场景及商业模式储能根据终端客户来分，可以分为电源侧、电网侧和用户侧储能，其中电源侧、电网侧储能又称为表前储能或大储，用户侧储能又称为表后储能，工商业储能主要指在工业或商业终端工商业用户配置储能的主要原因是利用分时电价等政策，降低企业全生命周期用电成本，也可作为备用电源以应对突发停电事故。现阶段工商业储能项目的开发主体主要由开发商、投资商和终端业主组成，商业模式主要有三种：EMC(合同能源管理)、融资租赁以及业主自投EMC模式下，开发商作为电站持有者需要购买储能设备系统后，同业主签订能源管理合融资租赁模式下，租赁设备方每月用获得的储能电站收益用来向融资租赁机构支付租金，支付租金支付租金直接收益工商业电站终端业主电站开发业主自投模式下，工商业业主直接购入设备，通过峰谷套利、需求侧响应、需量管理等多工商业储能市场概况我国工商业储能当下主要依靠国家相关政策推动发展。新型电力系统供需严重不平衡的状态下，国家通过装机补贴、放电补贴、分布式光伏强制配储以及分时电价等政策的下发，驱动2023年工商业储能正式进入快速发展期，走入千行百业。根据EESA的统计及预测，2023年国内工商业储能装机约4.8GWh,由于各省分时电价设置不同，浙江、江苏、广东在高收益的驱动下装机快速增长，约占全国体量的90%以上；2024年预计工商业储能装机9.5GWh,需求持工商业储能解决方案白皮书工商业储能项目可行性分析INDUSTRIALANDCOMME目前工商业储能系统在多种运行策略下拥有丰富的盈利模式，本章通过对运行策略、系统工商业储能电站运行策略工商业储能运行策略需要根据具体的电力系统需求和储能系统特性来制定。通过合理的规划和控制，可以充分发挥储能系统的优势，提高电力系统的运行效率和可靠性。目前常见的工分时电价机制下，储能系统可以在电价低谷时充电，然后在电价高峰时放电，从而实现峰谷电价套利。这种策略可以降低用户的电费支出，同时也对电网的负载均衡起到积极作用。此运行策略获得的收益较为稳定，且便于评估。是目前主流的工商业储能项目针对总体用电量不大，但是负荷剧烈波动，导致企业按需缴纳两部制基本电费较高的情况，储能系统可配合企业负荷波动，设定需量管理充放电策略，在企业负荷较低且电价较低时段充电保持系统电能容量，在企业负荷超过额定阈值情况下切换为放电，从而减少企业基本电C.需求响应储能系统可以作为一种快速响应资源，根据电力系统的需求变化来调整其充放电功率。例如，在电网负荷高峰时，储能系统可以放电以减轻电网压力；在负荷低谷时，储能系统可以充电以备后用。此运行策略首先需要电站接入电网调度系统，并且建立成熟的商业合作渠道，目储能系统可以快速地响应电力系统的频率变化，通过调整其充放电功率来维持电力系统的频率稳定。这种策略对于确保电力系统的稳定运行具有重要意义。但是目前场景下在工商业侧储能系统可以与可再生能源(如太阳能、风能等)相结合，解决可再生能源发电的间歇性和不稳定性问题。例如，在可再生能源发电不足时，储能系统可以放电以补充电力供应；在发电过剩时，储能系统可以充电以存储多余的电能。此运行方式收益性好，但是在结算方面需要F.微电网运行在微电网中，储能系统可以作为一种能量缓冲器，平衡分布式能源(如光伏、风电等)的出力波动，确保微电网的稳定运行。同时，储能系统还可以提供备用电源，提高微电网的供电可靠性。目前较为成熟的运营场景为光储充充电桩，类似上一策略，主要区别在储能系统可以与能源管理系统相结合，实现对多种能源资源的统一调度和优化配置。例如煤炭火力发电、余热发电、一氧化碳发电等，这种策略可以提高能源利用效率，降低能源成本，并促进可持续能源发展。适配大型、特大型生产企业，往往能够实现综合降本增效，以及工商业储能投资经济性分析储能市场的投资判断，前提是对区域电网电价政策的解读。储能系统最明确直观的收入是峰谷套利，每次充放电循环过程中，以低电价时段充电，高电价时段放出赚取差价。峰谷套利1)年循环次数：目前多数省份和地区，都会依据不同自然月的用电情况来制定不同电价时段。储能系统削峰填谷的运行模式下，需要尽可能提升单日充放电次数来缩短回本周期。根据各省的分时电价政策来看，通常较好的收益需要满足两充两放，每年运行超330天。2)电价差：一般情况下，目前主要说到的电价差在峰值、尖值与平值益较高的省份单次循环电价差可以达到0.9元甚至1.0元，随着储能系统造价的降低，甚至很多山西山西工商业储能解决方案工商业储能解决方案在明确了分时电价政策的底层逻辑后，还需要根据厂区或园区的电气系统配置及耗能情况厂区电气一次图以及实际生产负荷数据是装机量分析的必要材料，结合此二者，可以明确各个变压器节点的充电空间、负载情况、是否具备联合调度充放电的能力，最终实现优化的储能接入方案。与大规模的源网侧集装箱式储能系统不同，目前工商业侧灵活的分布式储能系统新疆在具体的计算过程中，目前各个厂家、投资方大都开发出针对性数据处理模型，需要强调的是，业主方的配合与沟通在其中至关重要。一方面是历史数据的获取，更重要的是对厂区当新疆西藏全国收益地图某厂区负荷曲线以2024年Q1的储能系统价格，结合分时电价进行测算，将全国34个省级行政区域按照收第一档收益率大于15%,在图中用深蓝色表示，代表的省份有浙江、江苏、广东等第二档为收益率在8%～15%之间，用浅蓝色表示，代表的省份有安徽、陕西、四川等，第三档收益率低于8%,用灰色表示，代表的省份有云南、西藏等电价差以及可充放次数的不同是造成各省收益率差异的核心原因工商业储能电气接入条件分析储能系统在完成收益评估以及装机量确认后，需要根据厂区电气系统完成电气接入设计。电气接入主要应明确接在哪、接什么以及如何接的问题。接在哪主要是指接入点的选择，需要考虑企业电压等级和一次线路布局；接什么主要根据企业配电系统情况来定；如何接需考虑厂站配电室、储能工作策略的设计。以下我们首先讨论电气厂古INDUSTRIALANDCOMME至8目前工商业侧常见的电压等级如下：0.4kV,1kV、6kV、10kV、20kV、35kV、110kV、用电需求和现场条件，提供定制化的电气接入解决方案。工商业侧储能项目常见的两种接入方1)直接380V低压接入企业变压器作为负载，利用变压器余量充电，供当前变压器下负载消纳。此方案各个角度来看最为便捷灵活，成本最低，但是规模不会太大；2)储能系统并联后升压至10KV、35KV接入企业线路。此方案一般需要新增变压器，需要B.并网柜配置要求在大量的工商业侧储能低压接入项目中，储能系统接入380V电路的方式也从早期配置主要采用框架断路、防孤岛装置和隔离开关的“简单直接一个开关”,逐渐发展到现在规范化、标准化的并网柜配置。随着储能行业的成熟，标准化，并网柜配置的要求也逐渐提高。现在，并网柜不仅需要满足开断和检修的需求，还需要具备对一、二次设备的保护和电能质量的监测功符合标准的并网柜要求目前包括柜体规格以及多种保护和监测配置。例如低频、过频、低压、过压故障解列功能、阶段式(方向)电流保护功能、剩余电流保护、逆功率保护以及电能企业储能设备布局安全标准除了电气接入条件，储能设备的布局安全也是项目后期稳定运行的必要保障。工商业储能设备布置应遵循安全、可靠、适用的原则，便于安装、操作、搬运、检修和调试，同时预留分期扩建条件。目前工商业储能安全规范主要以GB全规程》,以及GB51048《电化学储能电站设计规范》为主。B.设备安全户外布置的储能设备，防污、防盐雾、防风沙、防湿热、防水、防严寒等性能应与当地环境条件相适应，柜体装置外壳防护等级宜不低于现行国家标准《外壳防护等级(IP代码)》项目整体美观性，对项目验收评价具备很强积极性作用，设备基础应找平、外观平整、预埋件完好。储能设备外观无损伤、磕碰、掉漆等，排布朝向统一、前后无倾斜偏布置维护通道宽度宜满足表下表的规定，且不宜小于单侧门宽加800mm。在项目设计中，应尽量减少低压输电距离，降低能量损耗。通常储能设备与配电室距离不宜大于100米。工商业储能解决方案工商业储能解决方案针对很多工商业项目，选择一块匹配理论装机容量场地的难度，防火墙无疑是大幅降低场当储能设备安全距离小于规范要求时应设置防火墙，防火墙应大于储能设备外轮廓1m,同时墙体厚度不小于30cm,同时墙体的耐火极限不应低于3.00h。储能设备选型建议随着工商业侧储能的蓬勃发展，越来越多的储能系统与产品被推向市场。项目前期选择正确的储能系统可以有效避免后续项目实施与运维过程中的质量、费用、收益损失。在技术路线选择上，工商业侧储能和源网侧储能存在显著的应用需求差异，传统的集装箱式储能柜因为储放深度、系统效率、排布设计、售后运维等问题无法在工商业项目中实现高效、灵活的使用，奇点能源结合自身做过的超过300个工商业项目以及后期的收益运维情况，总结了储能设备储能系统全生命周期运行的过程中，全生命周期电量吞吐能力决定了项目的核心收益。在充放电次数相同的情况下，储放深度、系统循环效率、循环次数和电池衰减是判断全生命周期●储放深度(DepthofDischarg簇间会存在环流问题，导致充放电时会保留10%的余量防止环流带来的安全隐患；如果采用全串联模式，可以有效规避环流问题，提升电池储放深度至100%。目前几种主流路线下，只有分布式模块化设备采用了全串联电池簇结构，实现储放深度100%。●系统循环效率(Round-TripEfficiency)可以直观的体现充电和放电过程中损失的能率，目前头部厂家支持额定工况下的系统循环效率≥90%。◆系统循环次数和电池衰减决定了系统持续收益的部分，同时还牵扯到后期的补电费用。系统安全一直是储能电站关注的核心问题，特别是对于工商业用户侧储能系统，全生命周储能系统的安全设计主要有四个环节，监测、控制、保护、消防。首先是监测部分，温度、烟雾、有害气体、电芯级电流电压等都需要实现全面的系统监测，同步设置多级报警机制；控制保护主要是系统层面上的设计，有效的让BMS、PCS、EMS这三套控制系统做到控保融合，不会发生因为系统间相互“打架”的问题而出现控保死角，导致安全问题的发生，非常考验储能集成商的集成能力。最后是消防设计，从电池PACK到柜体，都需要有完善的消防措工商业储能解决方案白皮书INDUSTRIALANDCOMMERMym??▲3电站交付运行及注意事项INDUSTRIALANDCOMMINDUSTRIALANDCOMM工商业储能解决方案工商业储能解决方案设备交付及工期4MWh项目交付。而在全球采用分布式模块化方案的电网侧储能电站中，宁夏华严基础施工经验丰富的厂家售前技术人员按技术规范要求规格的电缆，电缆敷设必须满足GB50217-设备安装调试汇流柜(通讯、控制柜)、并网开关柜(备用开关改造)、监测电表安装、EMS二次室安装。INDUSTRIALANDCOMM工商业储能解决方案工商业储能解决方案INDUSTRIALANDCOMM工商业储能解决方案工商业储能解决方案并网与验收运行与监控