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導語：本文根據(jù)國網(wǎng)湖南省電力有限公司全資子公司國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的湖南長沙電池儲能師范工程項目進行分析，分別對項目建設(shè)成本情況，運行情況，運行綜合成效分析，用戶側(cè)保障用電客戶供電可靠性，儲能電站運營模式分析，儲能電站經(jīng)濟性分析與效益測算等方面進行具體分析。
儲能獲悉，湖南長沙電池儲能示范工程初期總投資金額為3.31億元， 由國網(wǎng)湖南省電力有限公司全資子公司國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)?？傄?guī)模為6.0 萬千瓦/12 萬千瓦時，分別在220 千伏榔梨、延農(nóng)、芙蓉變電站內(nèi)空地建設(shè)儲能站。該工程于2018 年10 月18 日開工建設(shè)，2019 年3 月正式投入運行， 統(tǒng)一納入調(diào)度計劃管控，參與長沙電網(wǎng)調(diào)峰填谷，在迎峰度夏、度冬期間等用電緊缺時段提供有效電力支撐， 極大地緩解了電力供應(yīng)能力不足的問題。
1、長沙電池儲能電站建設(shè)成本情況
示范工程采用“電池本體租賃，其他設(shè)備采購”方式投資建設(shè)，電池本體儲能系統(tǒng)由電池廠家建設(shè)，提供租賃服務(wù)，資本金額2.14 億元；非電池部分，涵蓋工程建設(shè)、交直流轉(zhuǎn)換（PCS）成套設(shè)備采購、能量控制系統(tǒng)成套設(shè)備（EMS）采購等，由國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)，資本金額1.17 億元；土地使用成本暫由國網(wǎng)長沙供電公司承擔，不納入儲能站的建設(shè)成本。芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲能站初期投資建設(shè)成本統(tǒng)計如下：
（1）室內(nèi)2.6 萬千瓦/5.2 萬千瓦時芙蓉儲能站初期投資建設(shè)總成本為14935 萬元， 相應(yīng)的儲能系統(tǒng)成本約2735 元/千瓦時、電池成本約1648 元/千瓦時；儲能電站4000 次循環(huán)運行全壽命周期內(nèi)， 度電成本預估為1.0462元/千瓦時， 其中度電成本包含全壽命周期內(nèi)建設(shè)成本、運行成本、運行電量損耗費用及運維成本。
（2）戶外2.4 萬千瓦/4.8 萬千瓦時榔梨儲能站初期投資建設(shè)總成本為12499 萬元， 相應(yīng)的儲能系統(tǒng)成本約2010 元/千瓦時、電池成本約1423 元/千瓦時；儲能電站4000 次循環(huán)運行全壽命周期內(nèi)，度電成本預估為0.94444元/千瓦時。
（3）戶外1.0 萬千瓦/2.0 萬千瓦時延農(nóng)儲能站初期投資為5595 萬元，相應(yīng)的儲能系統(tǒng)成本約2664 元/千瓦時、電池成本約1642 元/千瓦時；儲能電站4000 次循環(huán)運行全壽命周期內(nèi)，度電成本預估為1.0155 元/千瓦時。
2、儲能電站運行情況
示范工程自投產(chǎn)運行以來，保持安全平穩(wěn)運行，調(diào)度指令執(zhí)行完成率100%。站內(nèi)BMS、PCS、EMS 三大功能系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，運行狀態(tài)信息、指令分析、信號處理高效暢通、準確性高，具備良好的同步性和協(xié)調(diào)性，電池、PCS等關(guān)鍵設(shè)備運行電流、電壓、溫度均在安全穩(wěn)定范圍內(nèi)。為確保儲能電站安全， 國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司作為運維主體方， 以勞務(wù)外包模式委托具有豐富運行經(jīng)驗的儲能系統(tǒng)集成商進行運維，按有人值班方式，采取7×24 小時不間斷值守，負責儲能站日常巡視、操作、維護和應(yīng)急，以及站內(nèi)消防值守等工作。
儲能電站參與了電網(wǎng)削峰填谷， 充電時段分別為03:30—05:30 和13:30—16:30， 放電時段分別為10:00—12:00 和18:00—21:00。截至2020 年10 月，芙蓉、榔梨、延農(nóng)儲能站已持續(xù)安全平穩(wěn)運行490 天，累計充、放電量分別為7182 萬千瓦時、5990 萬千瓦時， 即在湖南電網(wǎng)低谷負荷時段消納省內(nèi)新能源電量7182 萬千瓦時，同時在尖峰時期增加了5990 萬千瓦時的長沙電網(wǎng)電力供應(yīng)能力。儲能電站運行效率方面，電池“儲—放”轉(zhuǎn)換效率達95%，整站綜合效率春秋季約87%，夏冬季約80%，全年綜合效率約83.4%。
3、儲能電站運行綜合成效分析
長沙電池儲能電站是目前國內(nèi)容量最大的電化學儲能電站，有效地提高了湖南電網(wǎng)百兆瓦、毫秒級快速響應(yīng)能力，促進了湖南電網(wǎng)大規(guī)模源網(wǎng)荷儲升級應(yīng)用，具有良好的社會效益和示范效應(yīng)。通過調(diào)度響應(yīng)論證，電化學儲能電站的快速響應(yīng)和靈活性能夠彌補可再生能源的隨機性和間隙性，緩解新能源消納壓力，提升特高壓消納能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。
3.1 電源側(cè)促進可再生能源消納
長沙電池儲能電站自投運以來， 已穩(wěn)定運行超過一年時間，截至2020 年8 月9 日，累計在低谷負荷時段消納湖南新能源電量6055.8 萬千瓦時， 同時在尖峰時期增加了電力供應(yīng)能力，相對減少了電源和電網(wǎng)投資。不考慮配置儲能時，預計2020 年全省豐水年/平水年新能源棄電量為26.7/18.9 億千瓦時。根據(jù)生產(chǎn)運行模擬仿真計算結(jié)果，每配置1 千瓦時儲能裝置能為系統(tǒng)每年減少400 千瓦時的新能源棄電量，2020 年長沙電池儲能電站可降低全省新能源棄電量4800 萬千瓦時。與此同時，儲能系統(tǒng)在火電機組出力低谷期間充電，可以增加低谷期機組出力， 降低火電機組調(diào)峰深度，有效降低機組單位電量煤耗。長沙電池儲能電站每年可有效減少二氧化碳排放1.6 萬噸，減少二氧化硫排放480 噸，有效促進節(jié)能減排。
3.2 電網(wǎng)側(cè)有效調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷峰谷差
目前，長沙電池儲能電站調(diào)度運行，精準匹配新能源出力與負荷需求特性曲線，采用“一充一放”“一充兩放”“兩充兩放”等運行模式，實時參與長沙電網(wǎng)高峰負荷期調(diào)峰調(diào)頻。
在調(diào)峰場景中，芙蓉、榔梨、延農(nóng)電池儲能電站每天采取“兩充兩放”模式，滿足長沙地區(qū)日用電負荷“午高峰+晚高峰”調(diào)峰需求。鑒于午、晚每個高峰僅持續(xù)2~3 小時，通過現(xiàn)有所配置的6 萬千瓦/12 萬千瓦時的電池儲能電站功率/容量規(guī)模特性，可有效平抑長沙電網(wǎng)負荷峰值的0.9%~1.5%，最大程度地發(fā)揮電池儲能電站響應(yīng)速度快、靈活性高、出力精準等優(yōu)勢，以滿足電網(wǎng)儲能應(yīng)用需求。
在調(diào)頻場景中，長沙電池儲能電站可快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令， 在毫秒級時間尺度內(nèi)實現(xiàn)有功和無功的快速輸出，具備參與電網(wǎng)調(diào)頻（AGC）、調(diào)壓（AVC）的優(yōu)良特性。在電網(wǎng)緊急支撐場景中， 利用電池儲能電站優(yōu)異爬坡特性，在故障狀態(tài)下快速提供有功和無功支撐，提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性， 與精準切負荷系統(tǒng)配合提升祁韶直流輸送容量，增加直流送入電力消納。
3.3、用戶側(cè)保障用電客戶供電可靠性
長沙電池儲能電站以“分站布置，集中監(jiān)控”方式設(shè)計，有效地解決了長沙部分臺區(qū)供電“卡脖子”難題，在2019 年迎峰度夏及2019—2020 年迎峰度冬和抗擊疫情期間，每天可有效緩解芙蓉、榔梨、延農(nóng)站周邊區(qū)域6 萬戶居民用電緊張問題，確保了周邊8 到10 個小區(qū)用電穩(wěn)定可靠性，有效地降低芙蓉、榔梨、延農(nóng)變電站變壓器負載率7%，提升了供電可靠性5%~10%。
4、儲能電站運營模式分析
示范工程芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲能電站的運營，主要是以兩部制電價模式進行經(jīng)營，采取“電量電費+備用容量電費”方式與屬地供電公司進行電費結(jié)算；同期正積極探索“新能源配套儲能租賃服務(wù)”+“電力輔助服務(wù)”多元化商業(yè)模式，推廣儲能增值服務(wù)。
參與電力輔助服務(wù)市場交易， 是省內(nèi)鼓勵儲能設(shè)施積極參與電力系統(tǒng)深度調(diào)峰、啟停調(diào)峰服務(wù)的一種政策性激勵與探索，預估從2020 年11 月開始，將是儲能電站運營收入的一項收入來源。
5、儲能電站經(jīng)濟性分析與效益測算
5.1、儲能運營成本
示范工程采用“電池本體租賃，其他設(shè)備采購”方式投資建設(shè)， 芙蓉、榔梨、延農(nóng)3 座儲能電站運營成本約5441 萬元/年， 相關(guān)成本費用主要集中在電池租賃費、運維費、技改費、年度檢修費等方面。
5.2、儲能效益測算
國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司目前已與國網(wǎng)長沙供電公司簽訂了《2019 年國網(wǎng)長沙供電公司電池儲能一期示范工程儲能電站電費結(jié)算協(xié)議》，采取“電量電費+備用容量費”兩部制電價方式進行結(jié)算，基本維持儲能電站每年的成本運營。兩部制電價屬于國網(wǎng)湖南省電力有限公司內(nèi)部運營模式， 是國網(wǎng)湖南電力對綜合能源公司發(fā)展儲能業(yè)務(wù)的一種政策支持， 屬于內(nèi)轉(zhuǎn)外不轉(zhuǎn)的運營模式, 即該模式對綜合能源公司產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟收益，但對國網(wǎng)湖南省電力公司并不產(chǎn)生實際經(jīng)濟效益。
目前， 國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司正積極探索“新能源配套儲能租賃服務(wù)”+“電力輔助服務(wù)” 商業(yè)運營模式，并正積極爭取省內(nèi)電價支持。
5.3、儲能站增值業(yè)務(wù)收益
（1）新能源配套儲能租賃服務(wù)（暫無政策支持）。按照1 萬千瓦/2 萬千瓦時，租賃費260 萬元/年標準，長沙電池儲能電站6 萬千瓦/12 萬千瓦時總規(guī)模裝機容量，綜合能源公司預估年收益為1560 萬元。
（2）儲能參與輔助服務(wù)市場預估收益（試運行階段）。根據(jù)《湖南省電力輔助服務(wù)市場交易模擬運行規(guī)則》部署安排，儲能電站可參與省內(nèi)輔助服務(wù)市場，按照電網(wǎng)集中統(tǒng)一調(diào)度， 參照當前湖南黑麋峰抽水蓄能年度調(diào)峰次數(shù)標準，儲能電站預估年輔助服務(wù)費約600 萬元。
5.4、效益分析
綜合成本和效益分析可知， 現(xiàn)階段在省內(nèi)無相關(guān)儲能扶持政策補貼的狀況下， 國網(wǎng)湖南綜合能源服務(wù)有限公司投資建設(shè)的長沙電池儲能電站預估每年可實現(xiàn)營收2160 萬元，但示范工程運營存在虧損，每年虧損約3281萬元。
5.5、補貼需求
盡管目前長沙電池儲能電站具備良好的示范效應(yīng)和應(yīng)用價值，但經(jīng)濟性差，電池儲能與儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需政策引導與大力支持，比如采取度電成本補貼，預估按照儲能電站放電電量補貼，度電價格補貼約3281 萬元/4500千瓦時=0.7291 元/千瓦時。
6、結(jié)束語
目前湖南大力發(fā)展電池儲能， 形成“電網(wǎng)側(cè)示范引導、用戶側(cè)主體發(fā)展、電源側(cè)協(xié)同推進”的良好局面，達到大規(guī)模儲能協(xié)同聚合效應(yīng)的目標，起到了示范引導作用。同時在湖南建設(shè)儲能電站， 能夠有力推動電池儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，符合湖南產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的總體要求。
