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01
工商业储能实用工具
1、工商业储能峰谷套利模型Excel表
峰谷价差套利是用户侧储能的主要商业模式,通过低谷充电、高峰放电,时移电力需求实现电费节省。
工商业储能峰谷套利模型是指通过将储能系统与电网相连,利用电网的电价差异进行峰谷电价套利,实现储能系统的收益最大化的一种模型。
2、工商业用户侧储能投资效益测算Excel表
表格可用来评估评估工商业用户在安装和使用储能系统后可能获得的经济效益,表格可以用于计算和分析数据,例如计算能源成本节约、峰谷电价差收益、调峰平谷电费优惠等指标,并对这些数据进行汇总和可视化。
3、工商业储能项目经济性测算模型案例Excel表
表格包含经济测算表和经营电量测算表两部分内容,可用于对两充两放情境下的储能项目经济性进行测算。表格均已嵌入计算公式,仅需填入对应数据,即可得出结果。
4、2023年全国工商业储能补贴政策汇编
我将各地出台的工商业储能补贴政策汇总到了Excel表格中,包含省份、地区、补贴方式、补贴金额四项内容。其中浙江省义乌市补贴金额最高,达到了500万!
02
工商业储能概念与架构
1、工商业储能概念
工商业储能为储能市场的重要组成,使用锂电池等电化学储能技术。储能根据终端客户来分,可以分为电源侧、电网侧、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。
用户侧储能分为工商业储能与家庭储能,两者区别在于客户群体,而我国的用户侧储能基本为工商业储能。
工商业用户配置储能的主要原因是满足自身内部用电需求,利用峰谷电价差套利降低运营成本,储能也可作为备用电源以应对突发停电事故;若配置光伏,还可实现光伏发电最大化自发自用,有效提升清洁能源的消纳率。
2、工商业储能架构
工商业储能系统由电池系统+BMS(电池管理系统)、PCS(储能逆变系统)、EMS(电能监控系统)、变压器、空调、消防系统、监控及报警系统等组成。
与大型储能电站的PCS和电池独立建设不同,工商业储能多为一体化建造,采用一体柜,对系统控制和EMS功能性管理的要求低于储能电站。
商业储能系统架构主要有两种:采用PCS的交流耦合型、采用光储一体机的直流耦合型
交流耦合系统与储能电站的系统配置类似,但相对用量较小,系统功能也更为简单,其中的光伏系统和储能系统并联,灵活性较高,适用于已安装工商业光伏的存量市场。
直流耦合系统通过光储一体机将光伏逆变器和双向变流器整合在一起,相比交流耦合系统具有高度集成化、软性成本低的特点,50-100kW的光储一体机已逐渐成为中小工商业储能系统的选择。
03
工商业储能应用场景与分类
1、工商业储能分类
工商业储能可分为光伏配套工商业储能与非光伏配套工商业储能。根据是否随工商业光伏安装,工商业储能可以分为光伏配套工商业储能与非光伏配套工商业储能。
(1)光伏配套工商业储能:对于商业与大工业用户,能够通过安装光伏+储能实现电力自发自用,平抑光伏发电出力曲线、提高清洁能源的利用率。同时,亦可利用储能进行单独的峰谷套利;
(2)非光伏配套工商业储能:对于商业楼宇、学校、医院等不适合安装大规模分布式光伏的场景,独立安装储能系统可以对用电负荷削峰填谷、峰谷套利。
2、工商业储能应用场景
工商业储能应用场景广阔而分散。当前工商业储能的应用场景主要有以下四类。
(1)工厂与商场:工厂与商场用电习惯明显,安装储能以进行削峰填谷、需量管理,能够降低用电成本,并充当后备电源应急。
(2)光储充电站:在有限的土地上建设光储充一体化电站,采用屋顶和停车场雨棚光伏,配置储能系统后,实现“自发自用、余电存储”,有效缓解充电桩负荷对电网冲击。
(3)微电网+储能:微电网被看作电网中的一个可控单元,在数秒钟内反应来满足外部输配电网络的需求,可满足一片电力负荷聚集区的能量需要,如:海岛、远郊居民区和工业园区等。
如果在负荷集中的地方建立微电网,并利用储能系统储存电能,当出现短时停电事故时,储能系统就能为负荷平稳地供电。对离网型微电网,储能可以平滑新能源发电和作为备用电源使用;对并网型微电网,储能的主要作用是实现能源优化和节能减排。
(4)新型应用场景:工商业储能积极探索融合发展新场景,已出现在数据中心、5G基站、换电重卡、港口岸电等众多应用场景。
04
工商业储能盈利模式
最基础的收益: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,实现峰值负荷的转移,从峰谷电价中获取收益。
2、新能源消纳
目前,工商业储能市场中光伏+储能的应用比例不断提高。苏州、珠海等地区已经提出了关于分布式光伏+储能的补贴鼓励政策。
为什么政府要鼓励?光伏发电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用户所需电量时,多余的电以较低价格送入电网。当发电量不足以覆盖用户所需电力时,用户不得不向电网购买电能作为补充。
因此,在仅配备光伏发电的情况下,工商业用户的用电成本并没有得到最大化的降低。而配置储能系统后,光伏电量将优先存在储能系统中,余电供应负荷,待光伏电量不足时,由储能向负荷供电,通过储能系统平滑发电量和用电量,提升光伏发电的消纳率,最大程度上实现用电利益最大化。
3、配电增容
因为生产能力需求的扩大,原申请使用的用电容量(通常按照变压器的容量来计算,单位为KVA)已经不能满足生产经营需要,必须在原有的基础上申请增加容量。
当工商业用户原有配电容量不足时,储能系统在短期用电功率大于变压器容量时,可以继续快速充电,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。
4、容量管理
国内大部分地区的工商业用户均实施两部制电价,即工商业用户的电费包括基本电价与电度电价两个部分。其中, 基本电价又称容量电价,按照电力用户的变压器容量(kV·A)以及最大需量(kW)进行计算,为每个月固定的费用,电度电价则根据用户的实际用电量进行计算。
工商业用户可以利用储能系统在用户的用电低谷时储能,在用电高峰时放电,从而降低用户的尖峰功率以及最大需量,使工商业用户的实际用电功率曲线更加平滑,降低企业在高峰时的最大需量功率,起到降低容量电价的作用。
基本电价按需收费的工商业园区安装储能系统后,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,减少工商业园区的用电成本。
5、需求侧响应
电力需求响应,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,电力用户可做到生产、补贴两不误!按照广东省往年历史数据推导得出一年响应需求约60次左右,投资回收期可缩短一年。

6、电力辅助服务
需求响应是利用政府资金或电网营销费用;而辅助服务是参与发电侧市场交易,资金来源不同。

7、电力现货交易
电是一种能源,也是一种商品,既然是商品自然可以在市场中进行自由交易。现货是指已经生产出来的、可以“一手交钱一手交货”的商品。如果硬要用这个标准来衡量,除蓄电池外,电力商品可以说没有“现货”。
在电力市场中,电力生产商拥有的电厂已经建成并接入电网,具备了发电的全部条件。此时的电厂实际上相当于一个“产品库”,存放着拟出售的电力商品。
不同类型电厂生产的商品也有明显的“品质”差异,比如:“生产原料”的碳含量不同、生产成本不同、不同时间段的产量不同、输送的距离不同等,消费者可根据自己的需求购买不同厂家的商品。显然,这种可供消费者挑选的电力商品就是电力市场中的现货。
因此,电力现货可定义为:已建成并接入电网、具备发电条件的电厂可预期的供给用户的电力电量(电能)。
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工商业储能电价差计算方法
1、售电电价
由于工商业储能项目的电价是基于售电电价,而我国目前的售电电价计算方法是非常复杂的,一般都要分:峰时电价、平时电价、谷时电价,有的还会有尖峰时电价,如下表所示。
2、工商业储能项目电价差
我们应该以哪个电价,来计算我们工商业项目的收益呢?
(1)选择单一制还是两部制电价
根据国家发改委发布的《关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》,2023年6月1日起,工商业用户的用电价格结构调整为由上网电价、上网环节线损费用、输配电价、系统运行费用(包括辅助服务费用、抽水蓄能容量电费)、政府性基金及附加组成,其中,上网环节线损折价和系统运行费用为本次监管周期新增。此外,对于执行单一制还是两部制政策也有所调整,具体如下:
执行工商业(或大工业、一般工商业)用电价格的用户(以下简称工商业用户),用电容量在100千伏安及以下的,执行单一制电价;
100千伏安至315千伏安之间的,可选择执行单一制或两部制电价;
315千伏安及以上的,执行两部制电价,现执行单一制电价的用户可选择执行单一制电价或两部制电价;
选择执行需量电价计费方式的两部制用户,每月每千伏安用电量达到260千瓦时及以上的,当月需量电价按本通知核定标准90%执行。每月每千伏安用电量为用户所属全部计量点当月总用电量除以合同变压器容量。
(2)尖峰平谷分时电价情况
根据上面2023年7月广东省电价表可以查到:下表1的广东省工商业用电(珠三角五市)两部制电价1-10(20)千伏分时电价数据。表1给出了当月尖峰平谷的电价和时间段、小时数等信息。
(3)根据分时电价配置储能项目充放电策略
由于不同时间的电价是不一样的,那么怎么选择储能项目的充放电时间呢?
广东省分时电价示意图
由于储能系统设定以削峰填谷为主要运行模式,根据上图广东省时段电价,每日完成两充两放,储能系统在00:00-08:00时谷段进行充电(8小时),10:00-12:00之间第一个峰段放电(2小时),12:00-14:00之间将电池充满(2小时),15:00-17:00时放电(2小时)(7-9月有尖峰电价时刻),14:00-19:00时放电(5小时)(其他月非尖峰电价时刻)
根据广东峰谷时段设置,建议配置储能系统为0.5C系统,即2个小时能够完成一次满充或满放,全天有两个电价高峰时段,每天可完成两充两放。
(4)日峰谷电价差计算公式
日电价差的计算公式为:
日电价差=尖/峰电价—平/谷电价
(5)两充两放储能系统日电价差计算公式
以广东两充两放的储能系统为例,7、8、9三个月有尖电价,尖电价是高于峰电价的,中午充电的电价为平电价,可得下面两个公式。
第一次充放电的电价差=尖电价—谷电价
第二次充放电的电价差=尖电价—平电价
(6)储能系统年平均电价差计算
两充两放系统的年平均电价差需要3个要素:全年有尖电价的月份是哪几个月份、有尖电价月份的日电价差、没有尖电价月份的日电价差,经过加权平均后就得到年平均电价差。
用上述方法进行计算,既考虑了不同时间段储能系统出力的差异性,又简化了计算的方法。因此,个人认为这是比较合理的一种计算方法,也是以年为单位计算回报率比较准确的方法。