二. 儲(chǔ)能電站盈利模式
儲(chǔ)能在不同環(huán)節(jié)存在多種盈利模式，儲(chǔ)能盈利模式主要有以下幾種：幫助發(fā)、輸、配各環(huán)節(jié)電力運(yùn)營(yíng)商以及終端用戶(hù)降本增效；延緩基礎(chǔ)設(shè)施投資；通過(guò)峰谷價(jià)差套利、參與虛擬電廠(chǎng)需求響應(yīng)等輔助服務(wù)市場(chǎng)、容量租賃、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)等方式。
2.1電源側(cè)
2.1.1 電力調(diào)峰：通過(guò)儲(chǔ)能的方式實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷，即發(fā)電廠(chǎng)在用電負(fù)荷低谷時(shí)段對(duì)電池充電，在用電負(fù)荷高峰時(shí)段將存儲(chǔ)的電量釋放。
2.1.2 提供容量：通過(guò)儲(chǔ)能提供發(fā)電容量以應(yīng)對(duì)發(fā)電尖峰負(fù)荷，提升傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率。
2.1.3 可再生能源并網(wǎng)：在風(fēng)、光電站配置儲(chǔ)能，基于電站出力預(yù)測(cè)和儲(chǔ)能充放電調(diào)度，對(duì)隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的可再生能源發(fā)電出力進(jìn)行平滑控制，滿(mǎn)足并網(wǎng)要求。
2.1.4 可再生能源發(fā)電調(diào)峰：將可再生能源的棄風(fēng)棄光電量存儲(chǔ)后再移至其他時(shí)段進(jìn)行并網(wǎng)，提高可再生能源利用率。
2.1.5 調(diào)頻：頻率的變化會(huì)對(duì)發(fā)電及用電設(shè)備的安全高效運(yùn)行及壽命產(chǎn)生影響，因此頻率調(diào)節(jié)至關(guān)重要。電化學(xué)儲(chǔ)能調(diào)頻速度快，可以靈活地在充放電狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，因而成為優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源。
2.1.6 虛擬電廠(chǎng)：通過(guò)虛擬電廠(chǎng)的需求響應(yīng)為電網(wǎng)尖峰時(shí)段提供應(yīng)急容量，針對(duì)突發(fā)情況時(shí)為保障電能質(zhì)量和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行而預(yù)留的有功功率儲(chǔ)備。
黑啟動(dòng)：發(fā)生重大系統(tǒng)故障或全系統(tǒng)范圍停電時(shí)，在沒(méi)有電網(wǎng)支持的情況下重啟無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。
盈利方式：提升發(fā)電效率以增加收入；減少棄風(fēng)棄光，提升發(fā)電效率；峰谷價(jià)差套利。
2.2 電網(wǎng)側(cè)
2.2.1 緩解電網(wǎng)阻塞：將儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝在線(xiàn)路上游，當(dāng)發(fā)生線(xiàn)路阻塞時(shí)可以將無(wú)法輸送的電能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能設(shè)備中，等到線(xiàn)路負(fù)荷小于線(xiàn)路容量時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)再向線(xiàn)路放電。
2.2.2延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容升級(jí)：在負(fù)荷接近設(shè)備容量的輸配電系統(tǒng)內(nèi)，可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)較小的裝機(jī)容量有效提高電網(wǎng)的輸配電能力，從而延緩新建輸配電設(shè)施，降低成本。
2.2.3 盈利方式：提升輸配電效率，延緩?fù)顿Y。
2.3 用戶(hù)側(cè)
2.3.1 容量管理：工業(yè)用戶(hù)可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在用電低谷時(shí)儲(chǔ)能，在高峰負(fù)荷時(shí)放電，從而降低整體負(fù)荷，達(dá)到降低容量電費(fèi)的目的。
2.3.2容量租賃：儲(chǔ)能電站租賃給新能源服務(wù)商，目前國(guó)內(nèi)的儲(chǔ)能容量租賃費(fèi)用范圍在250-350元/kW·年，具體定價(jià)由儲(chǔ)能電站與新能源電站的項(xiàng)目收益相互協(xié)商，而后雙方簽訂長(zhǎng)期租賃協(xié)議。
2.3.3 電力自發(fā)自用：安裝光伏的家庭和工商業(yè)用戶(hù)通過(guò)配置儲(chǔ)能可以更好地利用光伏電力，提高自發(fā)自用水平，降低用電成本。
2.3.4 峰谷價(jià)差套利：在實(shí)施峰谷電價(jià)的電力市場(chǎng)中，通過(guò)低電價(jià)時(shí)給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，高電價(jià)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)差套利，降低用電成本。
2.3.5 消納綠電：當(dāng)光伏、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源有富余時(shí)可儲(chǔ)存電能促進(jìn)綠電消納。
2.3.6 盈利方式：降低容量電費(fèi)，節(jié)約用電成本，峰谷價(jià)差套利。
三.儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)和選型
3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)電壓等級(jí)要求
GB 51048《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)并網(wǎng)電壓等級(jí)要求沒(méi)有非常明確，僅僅是建議大中型儲(chǔ)能系統(tǒng)采用10kV或更高電壓等級(jí)并網(wǎng)。在《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見(jiàn)稿）》對(duì)接入電壓等級(jí)的要求是：小型儲(chǔ)能電站宜采用0.4kV~20kV及以下電壓等級(jí)；中型儲(chǔ)能電站宜采用10kV~110kV電壓等級(jí)；大型儲(chǔ)能電站宜采用220kV及以上電壓等級(jí)。
GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》對(duì)不同容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)電壓等級(jí)做了詳細(xì)的要求，電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的電壓等級(jí)應(yīng)按照儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率、接入電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等條件確定，不同額定功率儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)電壓等級(jí)如下表所示：
3.2 8kW及以下儲(chǔ)能系統(tǒng)
8kW及以下的儲(chǔ)能系統(tǒng)一般用于戶(hù)用的光儲(chǔ)系統(tǒng)，配合屋頂光伏和光伏、儲(chǔ)能一體式逆變器，實(shí)現(xiàn)戶(hù)用并、離網(wǎng)模式運(yùn)行。當(dāng)不允許向電網(wǎng)輸送電能時(shí)，通過(guò)防逆流裝置可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電富余時(shí)自動(dòng)充電，大程度上的消納綠電，配電結(jié)構(gòu)如圖1所示。
8kW及以下戶(hù)用儲(chǔ)能光伏一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
相關(guān)所需產(chǎn)品如圖所示
3.2 8kW-1000kW儲(chǔ)能系統(tǒng)
一般500kW以下采用380V并網(wǎng)，500kW-1000kW根據(jù)接入電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可采用0.4kV多點(diǎn)并網(wǎng)，也可以采用6kV-20kV電壓并網(wǎng)。當(dāng)然采用6kV-20kV電壓并網(wǎng)需要增加升壓變壓器、中壓開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備，會(huì)增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本，所以在情況允許的情況下可以采用0.4kV多點(diǎn)并網(wǎng)以減小投資。
比如企業(yè)內(nèi)部需要安裝大功率充電樁，但是企業(yè)變壓器容量不滿(mǎn)足要求的情況下可以安裝光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)用于擴(kuò)展用電容量，在盡量不擴(kuò)展變壓器容量的情況下，可以在0.4kV母線(xiàn)增加儲(chǔ)能系統(tǒng)。在光伏發(fā)電有富余或者負(fù)荷較低的谷電時(shí)段充電，需要放電的時(shí)候放電，以小的成本擴(kuò)展企業(yè)內(nèi)部用電容量，這種情況典型的場(chǎng)景是城市快速充電站，如圖2所示。通過(guò)多組250kW/500kWh分布式儲(chǔ)能柜并入0.4kV母線(xiàn)，這樣可以把企業(yè)內(nèi)部配電容量短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)展1000kW，滿(mǎn)足企業(yè)擴(kuò)容需要。
8kW-1000kW工商儲(chǔ)能光伏充電一體化系統(tǒng)
在1000kW以?xún)?nèi)通過(guò)0.4kV并網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，首先，在10kV產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)需要增加防孤島保護(hù)裝置和電能質(zhì)量分析裝置，如果不需要往電網(wǎng)送電還需要安裝防逆流裝置，在低壓側(cè)0.4kV安裝電能質(zhì)量治理和無(wú)功補(bǔ)償裝置等等，微電網(wǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)采集后可以上傳至微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)可靠、有序用電。
3.4 500kW-5000kW儲(chǔ)能系統(tǒng)
500kW-5000kW儲(chǔ)能系統(tǒng)采用6kV-20kV并網(wǎng)，一般采用電氣集裝箱方式，分為電池艙、電氣艙和升壓艙等。
現(xiàn)行分時(shí)電價(jià)政策由于不少地區(qū)在冬夏高峰時(shí)段每天會(huì)有2個(gè)尖峰時(shí)段，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)，為了保證峰谷套利收益，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)大多采用充放電倍率0.5C輸出設(shè)計(jì)。
按照GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)匯流后通過(guò)10/0.54kV變壓器升壓至10kV后并入企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)10kV母線(xiàn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)交流側(cè)額定電壓可根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率確定，一般可選擇線(xiàn)電壓0.4kV、0.54kV、0.69kV、1.05kV、6.3kV、10.5kV、40.5kV等。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)配置要求：儲(chǔ)能電站應(yīng)配置防孤島保護(hù)，非計(jì)劃孤島時(shí)應(yīng)在2s動(dòng)作，將儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)斷開(kāi)；通過(guò)10（6）kV~35kV（66kV）電壓等級(jí)專(zhuān)線(xiàn)方式接入系統(tǒng)的儲(chǔ)能電站宜配置光纖電流差動(dòng)或方向保護(hù)作為主保護(hù)。
關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置：如果儲(chǔ)能系統(tǒng)采用專(zhuān)線(xiàn)接入公用電網(wǎng)，計(jì)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在公共連接點(diǎn)；采用T接方式并入公共電網(wǎng)，計(jì)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在儲(chǔ)能系統(tǒng)出線(xiàn)側(cè)；如果儲(chǔ)能系統(tǒng)接入企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)，計(jì)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在并網(wǎng)點(diǎn)，見(jiàn)圖3。
儲(chǔ)能單元應(yīng)具備絕緣監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)儲(chǔ)能單元絕緣低時(shí)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警和/或跳閘信號(hào)通知儲(chǔ)能變流器及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
通過(guò)10（6）kV接入公用電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿(mǎn)足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)不滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)安裝電能質(zhì)量治理設(shè)備。
3.5 5000kW以上儲(chǔ)能系統(tǒng)
根據(jù)功率大小可采用35kV、110kV或者220kV并網(wǎng)，一般采用2MWh~4MWh左右的儲(chǔ)能單元作為一個(gè)基礎(chǔ)單元，集成安裝在一個(gè)40英尺集裝箱。和儲(chǔ)能單元配套的系統(tǒng)還包括三級(jí)電池管理系統(tǒng)(BMS)、消防系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)(EMS)，每個(gè)電池艙還包括電池柜、控制柜(BMS)和匯流柜等。
中大型儲(chǔ)能電站電氣布局示意圖
通過(guò)110kV及以上電壓等級(jí)專(zhuān)線(xiàn)方式接入系統(tǒng)的儲(chǔ)能電站應(yīng)配置光纖電流差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)；通過(guò)10（6）kV~35kV（66kV）電壓等級(jí)專(zhuān)線(xiàn)方式接入系統(tǒng)的儲(chǔ)能電站宜配置光纖電流差動(dòng)或方向保護(hù)作為主保護(hù)；儲(chǔ)能電站35kV及以上電壓等級(jí)的母線(xiàn)宜設(shè)置母線(xiàn)保護(hù)；大型儲(chǔ)能電站（100MW以上）應(yīng)配置專(zhuān)用故障記錄裝置。
儲(chǔ)能電站高壓側(cè)接線(xiàn)型式可采用單母線(xiàn)、單母線(xiàn)分段等簡(jiǎn)單接線(xiàn)形式。當(dāng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站經(jīng)雙回路接入系統(tǒng)時(shí)，宜采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，并宜符合下列要求：小型儲(chǔ)能電站可采用線(xiàn)變組、單母線(xiàn)接線(xiàn)等；中型儲(chǔ)能電站可采用單母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)等；大型儲(chǔ)能電站可采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)、雙母線(xiàn)接線(xiàn)等，儲(chǔ)能電站35kV及以上電壓等級(jí)的母線(xiàn)宜設(shè)置母線(xiàn)保護(hù)。
接入公用電網(wǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能站應(yīng)在并網(wǎng)點(diǎn)配置電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置或具備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能。10(6)kV及以上電壓等級(jí)接入公共電網(wǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站宜配置滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求》GB/T 19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)電能質(zhì)量指標(biāo)不滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)安裝電能質(zhì)量治理設(shè)備。
四. 微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)微電網(wǎng)的源（市電、分布式光伏、微型風(fēng)機(jī)）、網(wǎng)（企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)）、荷（固定負(fù)荷和可調(diào)負(fù)荷）、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車(chē)充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制，保護(hù)微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全,實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)，增加多策略控制下系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)促進(jìn)新能源消納、合理削峰填谷，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，提升微電網(wǎng)運(yùn)行安全，降低運(yùn)行成本。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
4.1 數(shù)據(jù)采集及處理
系統(tǒng)通過(guò)測(cè)控單元與儲(chǔ)能裝置、電池管理系統(tǒng)(BMS)、汽車(chē)充電樁、風(fēng)機(jī)逆變器、光伏逆變器進(jìn)行實(shí)時(shí)信息的采集和處理，實(shí)時(shí)采集模擬量、開(kāi)關(guān)量。
企業(yè)微電網(wǎng)光伏、儲(chǔ)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
4.2 監(jiān)視報(bào)警
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)具有事故報(bào)警和預(yù)告報(bào)警功能。事故報(bào)警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)；預(yù)告報(bào)警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息或電芯過(guò)壓、電芯欠壓、電池簇過(guò)壓告警、電池簇欠壓告警等，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全。
儲(chǔ)能系統(tǒng)告警記錄
4.3 運(yùn)行監(jiān)控
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)是儲(chǔ)能系統(tǒng)與運(yùn)行人員聯(lián)系的主要方式，系統(tǒng)可提供重要參數(shù)的顯示和必要操作，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)主要儲(chǔ)能裝機(jī)容量、單次充放電量與時(shí)間、SOC曲線(xiàn)、收益及儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，手動(dòng)和自動(dòng)控制，控制調(diào)節(jié)對(duì)象包括直流開(kāi)關(guān)、各電壓等級(jí)的電動(dòng)操作開(kāi)關(guān)、主要設(shè)備的啟動(dòng)退出、PCS功率設(shè)定、裝置運(yùn)行參數(shù)設(shè)定等。
企業(yè)微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)
4.4 光伏運(yùn)行監(jiān)控
監(jiān)測(cè)企業(yè)分布式光伏電站運(yùn)行情況，包括逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì)以及光伏發(fā)電功率控制。
4.5 儲(chǔ)能管理
監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)運(yùn)行，包括運(yùn)行模式、功率控制模式，功率、電壓、電流、頻率等預(yù)定值信息、儲(chǔ)能電池充放電電壓、電流、SOC、溫度，根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電模式，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，降低企業(yè)用電成本。
4.6 充電樁監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)具備和企業(yè)充電樁系統(tǒng)或設(shè)備的軟件接口， 充電樁數(shù)據(jù)接入微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控， 監(jiān)測(cè)充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)企業(yè)負(fù)荷率變化控制和調(diào)節(jié)充電樁的充電功率，使企業(yè)微電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。
4.7電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)重要回路的電壓波動(dòng)與閃變、電壓暫升/暫降、短時(shí)中斷情況，實(shí)時(shí)記錄事件并故障錄波，為電能質(zhì)量分析與治理提供數(shù)據(jù)來(lái)源。及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。
4.8 自診斷和自恢復(fù)
系統(tǒng)具備在線(xiàn)診斷能力，對(duì)系統(tǒng)自身的軟硬件運(yùn)行狀況進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，予以報(bào)警和記錄，必要時(shí)采取自動(dòng)恢復(fù)措施。
