通識(shí)丨一文讀懂工商業(yè)儲(chǔ)能!
發(fā)布日期:2022-12-14 瀏覽次數(shù):1088
工商業(yè)儲(chǔ)能是分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)在用戶側(cè)的典型應(yīng)用,其特點(diǎn)是距離分布式光伏電源端以及負(fù)荷中心均較近,不僅可有效提升清潔能源的消納率,還可有效減少電能的傳輸?shù)膿p耗,助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
01
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)不同于大規(guī)模儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻電站,它的主要目的是利用電網(wǎng)峰谷差價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)投資回報(bào),主要負(fù)荷是滿足工商業(yè)自身內(nèi)部的電力需求,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電最大化自發(fā)自用,或者通過(guò)峰谷價(jià)差套利。
工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與儲(chǔ)能電站系統(tǒng)都包括電池系統(tǒng)+BMS、PCS、EMS、變壓器,機(jī)架,連接線纜、匯流柜、防雷及接地系統(tǒng)、監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)等,系統(tǒng)均進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)電壓、容量靈活配置。
02
工商業(yè)儲(chǔ)能與儲(chǔ)能電站系統(tǒng)配置比較
工商業(yè)儲(chǔ)能多一體化建造,采用一體柜。工商業(yè)儲(chǔ)能對(duì)系統(tǒng)控制的要求低于儲(chǔ)能電站,部分PCS產(chǎn)品也具有BMS的功能。在EMS方面,工商業(yè)儲(chǔ)能只需要設(shè)定充放電時(shí)間即可完成能量管理,功能性需求也低于儲(chǔ)能電站。
但是隨著大工業(yè)用戶的增多,工商業(yè)儲(chǔ)能配備容量可以達(dá)到MW級(jí)以上,系統(tǒng)配置與儲(chǔ)能電站基本一致。
工商業(yè)儲(chǔ)能與儲(chǔ)能電站系統(tǒng)配置比較
03
工商業(yè)儲(chǔ)能電站的架構(gòu)
采用PCS的交流耦合儲(chǔ)能的工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)系統(tǒng)配置與儲(chǔ)能電站基本一致,但相對(duì)容量較小,其系統(tǒng)功能也相對(duì)簡(jiǎn)單。
PCS逆變器通常以雙向變流為多見(jiàn),在中小工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中也開(kāi)始用50-100kW的光儲(chǔ)一體機(jī),工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的EMS也與大型儲(chǔ)能電站不同,工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)通常不用考慮電網(wǎng)調(diào)度的需求,主要是為本地提供電力,只需要具備局域網(wǎng)內(nèi)能量管理和自動(dòng)切換即可。
采用PCS的交流耦合儲(chǔ)能的工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)
采用光儲(chǔ)一體機(jī)的直流耦合工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)
04
工商業(yè)儲(chǔ)能商業(yè)模式
工商業(yè)儲(chǔ)能的盈利模式是峰谷套利,即在用電低谷時(shí)利用低電價(jià)充電,在用電高峰時(shí)放電供給工商業(yè)用戶,用戶可以節(jié)約用電成本,同時(shí)避免了拉閘限電的風(fēng)險(xiǎn)。
伴隨著分時(shí)電價(jià)的完善,峰谷電價(jià)差拉大,工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性明顯提升。目前國(guó)內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能的運(yùn)營(yíng)主要有兩種商業(yè)模式。一是由工商業(yè)用戶自行安裝儲(chǔ)能設(shè)備,可以直接減少用電成本,但是用戶需要承擔(dān)初始投資成本及每年的設(shè)備維護(hù)成本。另外一種是由能源服務(wù)企業(yè)協(xié)助用戶安裝儲(chǔ)能,能源服務(wù)企業(yè)投資建設(shè)儲(chǔ)能資產(chǎn)并負(fù)責(zé)運(yùn)維,工商業(yè)用戶向能源服務(wù)企業(yè)支付用電成本。
同時(shí),用戶側(cè)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景擴(kuò)張,出現(xiàn)充換電站、數(shù)據(jù)中心、5G基站、港口岸電、換電重卡等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。
工商業(yè)儲(chǔ)能商業(yè)模式
05
工商業(yè)儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀
工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)包括光伏工商業(yè)和非光伏工商業(yè)兩類(lèi)使用場(chǎng)景。
對(duì)于商業(yè)和大工業(yè)用戶,亦可通過(guò)光伏+儲(chǔ)能配套的模式實(shí)現(xiàn)電力自發(fā)自用。由于用電高峰與光伏發(fā)電高峰時(shí)間較為一致,因此工商業(yè)分布式光伏自發(fā)自用比例較高,儲(chǔ)能系統(tǒng)容量與光伏功率多為1:1進(jìn)行配置。
對(duì)于商業(yè)樓宇、醫(yī)院、學(xué)校等不適用于安裝大規(guī)模光伏自發(fā)電的場(chǎng)景,則通過(guò)安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到削峰填谷、降低容量電價(jià)的目的。
根據(jù)BNEF的統(tǒng)計(jì),2020年4小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)平均成本降至332美元/kWh,而1小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)平均成本為364美元/kWh,儲(chǔ)能電池成本降低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、系統(tǒng)充放電時(shí)長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)化程度提高將繼續(xù)推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格下降,推動(dòng)工商業(yè)光儲(chǔ)配套的滲透率提高。
06
盈利渠道具體分析
1.新能源消納
光伏具有很強(qiáng)的間歇性和波動(dòng)性,自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的光伏電站發(fā)電量超出負(fù)荷所能消耗時(shí),多余的電則以較低價(jià)格送入電網(wǎng)。當(dāng)光伏供給負(fù)荷電量不夠時(shí),工商業(yè)用戶又得向電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電能,電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)同時(shí)給負(fù)載供電。工商業(yè)用戶在配置光伏情況下用電成本沒(méi)有得到最大化的降低。
配置儲(chǔ)能系統(tǒng)后光伏電量?jī)?yōu)先存于儲(chǔ)能中,余電供應(yīng)負(fù)荷,待光伏電量不足時(shí),由儲(chǔ)能向負(fù)荷供電,通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑發(fā)電量和用電量,提升光伏發(fā)電的消納率,最大程度上實(shí)現(xiàn)用電利益最大化。
2.峰谷套利
增設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)價(jià)值的最直接方式是對(duì)峰谷電價(jià)的套利。用戶可以在負(fù)荷低谷時(shí),以較便宜的谷電價(jià)對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電,在負(fù)荷高峰時(shí),由儲(chǔ)能電池向負(fù)荷供電,實(shí)現(xiàn)峰值負(fù)荷的轉(zhuǎn)移,從峰谷電價(jià)中獲取收益。
峰谷套利示意圖
11月29日,山東省發(fā)改委發(fā)布《山東省發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于工商業(yè)分時(shí)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》。
電價(jià)浮動(dòng)比例:高峰時(shí)段上浮70\%、低谷時(shí)段下浮70\%、尖峰時(shí)段上浮100\%、深谷時(shí)段下浮90\%。峰谷價(jià)差的進(jìn)一步拉大提升了儲(chǔ)能的套利空間。深谷時(shí)段充電、尖峰時(shí)段放電不僅可以起到削峰平谷的作用,還可以幫助配備了儲(chǔ)能的業(yè)主套取更加豐厚的利潤(rùn),有效實(shí)現(xiàn)了雙贏。
3.需量管理
我國(guó)針對(duì)受電變壓器容量在315千伏安及以上的大工業(yè)用電采用兩部制電價(jià),電度電費(fèi)是指按用戶實(shí)用電量計(jì)算的電價(jià),基本電費(fèi)是指按用戶受電變壓器(按容收費(fèi))或最大需量計(jì)算(按需收費(fèi))的電價(jià)收費(fèi)。
基本電價(jià)按需收費(fèi)的工商業(yè)園區(qū)安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)后,可以監(jiān)測(cè)到用戶變壓器的實(shí)時(shí)功率,在實(shí)時(shí)功率超過(guò)超出需量時(shí),儲(chǔ)能自動(dòng)放電監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)功率,減少變壓器出力,保障變壓器功率不會(huì)超出限制。降低用戶需量電費(fèi),減少工商業(yè)園區(qū)的用電成本。
4.配電增容
當(dāng)工商業(yè)用戶而原有配電容量不足時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)在短期用電功率大于變壓器容量時(shí),可以繼續(xù)快速充電,滿足負(fù)荷電能需量要求。降低變壓器使用成本、減少變壓器投資及擴(kuò)容周期。
5.需求側(cè)響應(yīng)
電力需求響應(yīng),是指當(dāng)電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格升高或系統(tǒng)可靠性受威脅時(shí),電力用戶接收到供電方發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)荷的直接補(bǔ)償通知或者電力價(jià)格上升信號(hào)后,改變其固有的習(xí)慣用電模式,達(dá)到減少或者推移某時(shí)段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng),從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定,并抑制電價(jià)上升的短期行為。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是企業(yè)在電力用電緊張時(shí),主動(dòng)減少用電,通過(guò)削峰等方式,響應(yīng)供電平衡,并由此獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。
以廣東省印發(fā)《廣東省市場(chǎng)化需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則(試行)》的通知,廣東對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能給出鼓勵(lì)價(jià)可到3.5元/kWh,電力用戶可做到生產(chǎn)、補(bǔ)貼兩不誤!按照廣東省往年歷史數(shù)據(jù)推導(dǎo)得出一年響應(yīng)需求約60次左右,投資回收期可縮短一年。
6.電力現(xiàn)貨交易
電力現(xiàn)貨交易是指發(fā)電企業(yè)等市場(chǎng)主體以市場(chǎng)化交易的形式提供電力服務(wù)的交易機(jī)制。隨著中國(guó)電力市場(chǎng)改革步伐的加快,國(guó)家出臺(tái)新政鼓勵(lì)儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng),儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)新的商業(yè)模式被激活。
7.電力輔助服務(wù)
電力有償輔助服務(wù)是指并網(wǎng)發(fā)電側(cè)在基本輔助服務(wù)之外能夠響應(yīng)電力調(diào)度指令的可調(diào)節(jié)負(fù)荷(含通過(guò)聚合商、虛擬電廠等形式聚合)所提供的輔助服務(wù)。
包括:一次調(diào)頻、自動(dòng)發(fā)電控制、調(diào)峰、備用、有償無(wú)功調(diào)節(jié)、黑啟動(dòng)等等有償輔助服務(wù)應(yīng)予以補(bǔ)償。工商業(yè)儲(chǔ)能可以通過(guò)在電力市場(chǎng)上提供輔助服務(wù)作為新的盈利渠道。
07
工商業(yè)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展前景
我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展迅速,2022年1-10月國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)量達(dá)58.24GW,分布式裝機(jī)15.68GW,但工商業(yè)儲(chǔ)能依然處于起步階段。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟報(bào)告顯示,截至今年9月末,國(guó)內(nèi)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)50.3吉瓦,同比增加36\%。另外,國(guó)家能源局發(fā)布《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則(征求意見(jiàn)稿)》,意見(jiàn)稿指出,推動(dòng)儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、負(fù)荷聚合商、虛擬電廠和新能源微電網(wǎng)等新興市場(chǎng)主體參與交易等。
當(dāng)前,我國(guó)正在建設(shè)新型能源體系,風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源的占比不斷提高。10月國(guó)家能源局科技司副司長(zhǎng)劉亞芳在接受采訪時(shí)介紹,我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)從示范應(yīng)用進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)用階段,并逐步形成產(chǎn)業(yè)化體系,應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多元化,項(xiàng)目布局遍及電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)。預(yù)計(jì)到2025年末,新型儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上,年均增長(zhǎng)50\%以上,有效支撐清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)。
根據(jù)BNEF預(yù)測(cè),全球2025年新增的工商業(yè)光伏配套儲(chǔ)能裝機(jī)容量為29.7GWh。存量光伏工商業(yè)中,假設(shè)儲(chǔ)能滲透率逐漸提升,2025年全球存量的工商業(yè)光伏配套儲(chǔ)能裝機(jī)容量可達(dá)12.29GWh。
當(dāng)前,在拉大峰谷價(jià)差、設(shè)立尖峰電價(jià)的政策下,工商業(yè)用戶安裝儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性已顯著增強(qiáng)。未來(lái),隨著全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的加速構(gòu)建、虛擬電廠技術(shù)的成熟應(yīng)用,電力現(xiàn)貨交易及電力輔助服務(wù)也將成為工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性來(lái)源。此外,儲(chǔ)能系統(tǒng)成本降低也將進(jìn)一步升工商業(yè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性。這些變化趨勢(shì)都將推動(dòng)不同應(yīng)用場(chǎng)景下工商業(yè)儲(chǔ)能商業(yè)模式的迅速形成,賦予工商業(yè)儲(chǔ)能強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
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