如何优化储能配置促进储能产业发展

       日常生活中，你是否也经常遇到有关“充电宝”的问题？对于电力系统而言，储能就好比“充电宝plus”，你对“充电宝”的要求也是电力工程师们对储能系统的追求。

       “双碳”目标下，储能作为一种柔性电力调节资源，具有灵活的蓄供电能力和快速的响应能力，适用于新能源功率波动平抑、提升电能质量、参与调峰与调频、保障重要负荷供电等多种应用场景。

       据《储能产业研究白皮书2021》数据显示，截至2020年底，中国电化学储能累计装机规模仅3.27吉瓦，然而2021年7月国家发改委、国家能源局出台的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中指出，到2025年新型储能装机规划将超过30吉瓦。

       面对迅猛增长的装机容量规划，储能怎么配置最合理经济？怎么才能延缓储能电池的老化？

       你能从“浙”里了解一二👇

       01如何最优配置储能容量？

       在国家储能政策刺激下，各行各界对于储能的建设热情被明显激发，但也要看到，储能成本是不容忽视。这个成本涉及到储能容量的配置，如果容量大了成本吃不消，小了又不够用，如何寻找到最优解？

       要想解决这个问题，首先要了解储能有哪些“用武之地”。

       储能作为“充电宝plus”，可不是简单的充电放电，它能够与新能源发电协同出力，降低新能源出力的波动；也能够通过削峰填谷降低用户的电费支出，同时进行需求侧响应等多种进阶功能；还能够辅助火电机组执行调峰、调频功能。


       这些功能怎么用，才能用得最好？

       国网浙江电力研发了储能价值评估与优化配置系统，只要简单的6招，就能把储能的配置安排得明明白白，还能详细分析储能全寿命周期成本收益情况和寿命变化。


       以用户侧储能建设项目为例：

       第一步｜储能场景定位

       通过项目基本信息，精确定位储能的应用场景，是用户侧、电网侧还是电源侧。

       第二步｜经济手段选择

       通过选择经济指标，明确项目投资方式，贷款还是全款，项目运行年限，还有贷款利率、贴现率等各种经济参数。

       第三步｜储能功能组合

       以用户侧为例，可以采用“一电三用阵法”，分别布局削峰填谷、需求侧响应、需量管理功能。


       简单来说，就是为了降低用户的电费成本，主要利用储能的削峰填谷能力，让它在晚上用电低谷、电费较低的时间充电，在白天用电高峰、电费较高的时间放电。但在此基础上，还可以利用储能在特定时段参与需求侧响应，把多余的电卖给需要的用户，既可充分利用电能，又能带来一定收益。同时利用需量管理，降低用户最大用电需量，减少用户电费成本。

       第四步｜储能参数确定

       在储能场景定位清晰、经济手段明确，组合功能形成后，系统会给出储能类型的推荐，例如锂离子电池、铅炭电池等类型，用户可以根据实际修改或者更新储能的技术经济参数。

       第五步｜负荷参数输入

       在确定储能的参数后，还需要了解储能应用场景中的负荷、光伏、风机等实际运行情况，才能进行进一步的详细分析。

       第六步｜配置方案测算

       在所有信息和参数录入后，系统会开展储能全寿命周期的优化计算，可以得到最佳的储能安装功率容量、现金流分析、储能功能收益以及储能更换信息。同时还将分析各类参数对于储能配置方案的影响，告诉用户哪些参数对储能项目的配置和收益率影响最大，为用户选择最优方案提供数据支撑。


       02怎么延长储能电池的使用寿命？

       你有没有这种经历，“充电宝”用久了感觉掉电越来越快，本来可以支撑2小时，结果半小时不到就没电了。储能电池也面临类似的问题。要想解决掉电过快的问题，可以通过智慧能量管理系统对储能电池进行精细化、智能化管控，具体有三招。

       首先需要判断储能电池的状态，这块电池是累了还是精神饱满的。说起储能电池的状态，那可是一整个SOX家族，有SOC（荷电状态，剩余电量比），SOE（能量状态，剩余能量比），SOH（健康状态，最大可用容量），SOP（功率状态，最大充放电功率），简直眼花缭乱，而且每个状态的值根据电池使用情况还在动态变化。


       那么，该如何准确判断储能电池现在是什么状态？

       第一招——

       状态自适应在线估计方法，将储能电池放进数学次元中，用数学来描述电池模型，通过解密电池内部的模型密码，根据采集到的电池电压、温度运行数据，带入模型计算，即可准确判断当前电池状态。该方法经过多次试验，误差均在5%以内，能让你对储能电池的状态做到心中有数。

       知道了电池状态后，还需要了解储能电池的寿命。储能电池随着使用次数的增加寿命就会缩短，这有可能是因为你在充放电的时候没有照顾好储能电池的脾气。

       比如，同样是充100度电，是直接短时间大功率充，还是长时间小功率充？因为每种电池都有自己最佳的充电轨迹，你如果沿着这条轨迹充电，那么电池发热减少了，容量衰减也减少了，寿命也就增加了。


       那如何获取这条关键的轨迹呢？

       第二招——

       储能电池精细化充电控制方法，就如同掌握了储能的“情绪”变化节奏，可以绘制出它的“情绪心电图”，能耗比传统单一充电方式降低4%以上，有效延缓衰老。

       一组储能电池的充放电可能还好办，但储能电站往往有好几个集装箱的储能电池。每次储能电站参与辅助调频支撑电网的时候，充放电指令就像坐上了过山车，储能需要一会充电一会放电，每一块电池都这么充放电，不出多久可能就老化了。这时就该第三招出手了，针对储能电站的精细化功率分配秘方。先让储能电池们根据剩余容量、健康状态等进行排序，依据排序结果分配功率需求给各个储能电池，状态好、能力强的先顶上，依次递推进行功率响应，效果表明可减少90%左右充放电切换次数，延长整个储能电站的使用寿命。

       03使用效果如何？

       目前，这两个系统已在浙江、新疆、湖南、江苏、山西等储能应用大省得到了推广应用，有效解决了多场景复合应用下储能合理容量配置难和应用潜力挖掘困难以及精细化调控缺乏等难题，有效保障了储能高效运行，延长了储能电池的使用寿命，有效提升了储能电站的经济效益。

       在电网侧，国网浙江电力在浙江长兴县雉城储能电站应用了项目的智慧能量管理系统，降低峰谷差约16兆瓦，满功率响应调节精度达到98.3%。通过储能电站功率指令精细化分配，有效减少了储能电站的充放电切换次数，提高了储能电站各电池堆一致性均衡速度，提升了储能电站的整体使用寿命。

       在用户侧，浙江双创中心在综合能源工程项目中应用了储能价值评估与优化配置系统，部署了智慧能源管控系统，目前取得了良好的应用效果。通过合理规划储能电站的配置，根据实际需求对储能功能进行组合，实现削峰填谷转移负荷近100万千瓦时，结合需量管理功能实现收益约79.75万，有效提升储能的复合应用效能，在提高用户电能质量的同时，最大程度降低供电成本。此外，该项目还合理优化了储能电池的动作频率和放电深度，有效降低储能的动作损耗，实现储能容量衰减每年延缓2%，延长了储能的电池使用寿命。

       后续，国网浙江电力将进一步围绕多元融合高弹性电网建设，聚焦新型储能关键技术，加大科技创新力度，集中力量开展储能电站规划-调控-维护全过程技术创新，同时加快多应用场景下多形态储能及混合储能的规划与全寿命周期模拟系统等软硬件设备自主研发，推动储能电站健康状态评估与智能管控平台、多应用场景下多形态储能及混合储能的规划与全寿命周期模拟系统的推广应用。