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摘要：為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，滿足高比例消納新能源電力的客觀需要。基于寧夏回族自治區(qū)固原市某大容量集中式儲(chǔ)能示范項(xiàng)目(即“電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站”)，分析制定項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景，提出構(gòu)建共享儲(chǔ)能商業(yè)模式，探索形成容量電價(jià)機(jī)制，分析項(xiàng)目的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)收益，并對(duì)項(xiàng)目投資效益進(jìn)行計(jì)算。分析結(jié)果表明：該項(xiàng)目投資在經(jīng)濟(jì)層面上基本可行，可為各類電力市場(chǎng)建設(shè)，以及健全電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的交易品種與價(jià)格機(jī)制提供參考。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站；應(yīng)用場(chǎng)景；價(jià)格機(jī)制；投資效益分析；經(jīng)濟(jì)效益
0引言
近年來(lái)，中國(guó)西北部地區(qū)風(fēng)、光資源富集,新能源發(fā)電裝機(jī)容量大；而中東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，用電負(fù)荷高。為適應(yīng)“源”與“荷”錯(cuò)位分布及大量風(fēng)、光等新能源接入電網(wǎng)的現(xiàn)狀，需要大力發(fā)展各類儲(chǔ)能技術(shù)，突破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中電力生產(chǎn)和消費(fèi)必須“即發(fā)即用”的限制，以彌補(bǔ)電網(wǎng)在靈活調(diào)節(jié)性上的缺口，提升風(fēng)、光等新能源電力的消納能力。
隨著電力系統(tǒng)集成和運(yùn)行控制技術(shù)水平的提高，電化學(xué)儲(chǔ)能電站規(guī)模可達(dá)百兆瓦級(jí)乃至吉瓦級(jí)，其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件日趨成熟，但作為新業(yè)態(tài)，新型儲(chǔ)能電站的商業(yè)模式與價(jià)格機(jī)制尚未完全清晰。文獻(xiàn)[1]梳理比較了國(guó)內(nèi)外新型儲(chǔ)能電站的價(jià)格機(jī)制與補(bǔ)償機(jī)制，分析了不同模式下新型儲(chǔ)能電站的經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)中國(guó)新型儲(chǔ)能電站的價(jià)格機(jī)制提出相關(guān)建議。文獻(xiàn)[2]提出目前中國(guó)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)仍處于商業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展初期，相關(guān)的市場(chǎng)機(jī)制和電價(jià)政策還不夠完善存在成本疏導(dǎo)不暢、社會(huì)主動(dòng)投資意愿不高等問(wèn)題，亟須加快推動(dòng)電力體制改革和全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系建設(shè)，完善新型儲(chǔ)能電站投資回報(bào)和成本疏導(dǎo)機(jī)制。文獻(xiàn)[3]總結(jié)了國(guó)外典型獨(dú)立式新型儲(chǔ)能電站的價(jià)格機(jī)制的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，敘述了中國(guó)儲(chǔ)能電站價(jià)格機(jī)制的相關(guān)探索，認(rèn)為政府兩部制電價(jià)模式和獨(dú)立參與電力市場(chǎng)模式均難以支撐儲(chǔ)能電站大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，并提出了基于傳遞因子的儲(chǔ)能電站價(jià)格形成機(jī)制及成本疏導(dǎo)優(yōu)化方法。上述文獻(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電站價(jià)格機(jī)制進(jìn)行了理論性探索研究，但沒(méi)有就具體投資實(shí)務(wù)提出價(jià)格機(jī)制及分析項(xiàng)目投資的可行性。
本文基于寧夏回族自治區(qū)(下文簡(jiǎn)稱為“寧夏”)固原市某大容量集中式儲(chǔ)能示范項(xiàng)目(該項(xiàng)目為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站)，分析電網(wǎng)現(xiàn)狀與需求，研究建立電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建商業(yè)模式并嘗試形成容量電價(jià)機(jī)制，據(jù)此分析該項(xiàng)目投資在經(jīng)濟(jì)層面上是否具有可行性。
1電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用場(chǎng)景研究
1.1電網(wǎng)現(xiàn)狀與需求
寧夏電網(wǎng)骨干網(wǎng)為750/330/220kV等級(jí)，其中，750kV超高壓為雙回路環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)；330kV超高壓形成環(huán)網(wǎng)、雙回鏈?zhǔn)降闹鬏o結(jié)合結(jié)構(gòu)，主要位于寧夏南部的吳忠市、中衛(wèi)市、固原市等地區(qū)；220kV高壓形成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，主要位于寧夏北部銀川市、石嘴山市等地區(qū)。截至2021年底，寧夏電網(wǎng)中，火電總裝機(jī)容量為29710MW，水電總裝機(jī)容量為422MW，風(fēng)電總裝機(jī)容量為14548MW，光伏發(fā)電總裝機(jī)容量約為13836MW，風(fēng)、光新能源裝機(jī)占比達(dá)48.5%。電網(wǎng)范圍內(nèi)風(fēng)、光新能源裝機(jī)容量規(guī)模仍持續(xù)快速增長(zhǎng)，同時(shí)，負(fù)荷增長(zhǎng)慢，可調(diào)節(jié)負(fù)荷容量有限且尚難充分調(diào)動(dòng)，電力系統(tǒng)調(diào)峰資源不足，調(diào)節(jié)電源以火電為主、小容量水電為輔。新能源電力消納能力已接近飽和、無(wú)法就近消納等問(wèn)題日趨嚴(yán)峻。儲(chǔ)能電站可在風(fēng)、光新能源電力的發(fā)電高峰時(shí)段充電，在發(fā)電低峰時(shí)段放電，可以隨時(shí)存儲(chǔ)電量并按需輸出電量。電網(wǎng)可利用儲(chǔ)能電站的削峰填谷能力，減少新能源發(fā)電量大或因新能源發(fā)電集中并網(wǎng)導(dǎo)致局部斷面輸電能力受限等造成的“棄電”現(xiàn)象，減少低谷時(shí)常規(guī)電源配置容量，為新能源電源的發(fā)展提供空間。寧夏電網(wǎng)急需利用電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的調(diào)節(jié)靈活性，彌補(bǔ)新能源發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性，促進(jìn)電網(wǎng)靈活與安全可靠運(yùn)行。
1.2示范項(xiàng)目概況
該電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站位于固原市，緊鄰330kV電網(wǎng)企業(yè)變電站。項(xiàng)目裝機(jī)100MW/200MWh，儲(chǔ)能系統(tǒng)為集裝箱一體機(jī)，由儲(chǔ)能變流升壓一體機(jī)與儲(chǔ)能電池集裝箱組成。儲(chǔ)能單元經(jīng)過(guò)35kV變壓后接入110kV升壓站，并以1回110kV線路接入電網(wǎng)企業(yè)變電站。項(xiàng)目選用磷酸鐵鋰電池，其響應(yīng)快、輸出功率精度高、易控制、運(yùn)行方式靈活，可滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻、緊急功率支撐等多種應(yīng)用需求。該儲(chǔ)能電站已于2022年12月31日并網(wǎng)運(yùn)行。
1.3應(yīng)用場(chǎng)景選擇
固原市“十四五”期間規(guī)劃新建新能源裝機(jī)容量約為2390MW，預(yù)計(jì)到2025年，固原市累計(jì)新能源裝機(jī)容量將突破3GW，伴隨風(fēng)、光新能源裝機(jī)容量逐漸增多，減少棄光、棄風(fēng)率的任務(wù)也越來(lái)越重。考慮到寧夏及項(xiàng)目所在地新能源裝機(jī)容量占比逐漸上升的趨勢(shì)，并結(jié)合寧夏當(dāng)?shù)仉娏o助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則，本項(xiàng)目應(yīng)用場(chǎng)景重點(diǎn)選擇為系統(tǒng)調(diào)峰與電力供需時(shí)間轉(zhuǎn)移，重點(diǎn)解決新能源電力消納和電力系統(tǒng)調(diào)峰問(wèn)題，可為固原市新能源發(fā)電的繼續(xù)開(kāi)發(fā)與利用創(chuàng)造有利條件，輔助參與有功調(diào)頻、無(wú)功調(diào)壓等其他場(chǎng)景。
2價(jià)格機(jī)制分析
作為新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的新型儲(chǔ)能形式，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站大規(guī)模商業(yè)化需要解決一系列系統(tǒng)性問(wèn)題，商業(yè)模式、成本分?jǐn)偤突厥諜C(jī)制是投資商的核心關(guān)切點(diǎn)。建立電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制，逐步推動(dòng)儲(chǔ)能電站參與電力市場(chǎng)[4]是形成電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制的政策鼓勵(lì)方向。因此，本項(xiàng)目嘗試建立共享儲(chǔ)能商業(yè)模式，并參與市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制。
2.1容量電價(jià)機(jī)制
對(duì)于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制的制定，主要參考抽水蓄能的價(jià)格機(jī)制。政府對(duì)抽水蓄能價(jià)格機(jī)制的指導(dǎo)意見(jiàn)是：堅(jiān)持容量電價(jià)與電量電價(jià)兩部制電價(jià)，容量電價(jià)補(bǔ)償調(diào)峰成本外的其他成本與賺取合理利潤(rùn)，電量電價(jià)補(bǔ)償調(diào)峰的運(yùn)行成本，以政府定價(jià)為主，逐漸推向市場(chǎng)。由于抽水蓄能規(guī)模大、服務(wù)面廣，具體實(shí)操仍存在價(jià)格核定參數(shù)確定、核定程序確定、電價(jià)費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制確定等諸多難題。相比于抽水蓄能電站，以電池為主的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站在建設(shè)時(shí)受限少、布置靈活，更易于通過(guò)市場(chǎng)形成價(jià)格機(jī)制。
共享儲(chǔ)能商業(yè)模式以市場(chǎng)化通過(guò)對(duì)外提供儲(chǔ)能電站容量租賃服務(wù)來(lái)分?jǐn)偨ㄔO(shè)成本，探索構(gòu)建電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制。鑒于儲(chǔ)能電站的只存儲(chǔ)能源并不直接產(chǎn)生能源的本質(zhì)，其資本金基準(zhǔn)內(nèi)部收益率參照抽水蓄能項(xiàng)目設(shè)定為6.5%，模擬項(xiàng)目各種生產(chǎn)狀態(tài)，測(cè)算項(xiàng)目收入、成本和收益水平，確定該儲(chǔ)能電站容量電價(jià)按照回收項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資原則測(cè)算，并確定為對(duì)外招租的基準(zhǔn)價(jià)。該儲(chǔ)能電站單位成本約為200萬(wàn)元/MWh，部分核心電池部件壽命周期約為10年，按照壽命周期內(nèi)靜態(tài)回收計(jì)算分析，容量租賃基準(zhǔn)價(jià)設(shè)定為20萬(wàn)元/MWh。鑒于該儲(chǔ)能電站主要作用是增加新能源電力消納及裝機(jī)容量，按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的原則，計(jì)劃向新能源項(xiàng)目提供儲(chǔ)能容量租賃服務(wù)。寧夏政策要求：新能源項(xiàng)目?jī)?chǔ)能配置比例不低于10%、連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2h以上。從2021年起，儲(chǔ)能設(shè)施與新能源項(xiàng)目同步投運(yùn)。存量項(xiàng)目在2022年12月底前完成儲(chǔ)能設(shè)施投運(yùn)[5]。以市場(chǎng)化方式配置儲(chǔ)能設(shè)施是政策引導(dǎo)的方向，截至2021年底，該儲(chǔ)能電站所在區(qū)域風(fēng)電裝機(jī)容量為938.5MW，光伏發(fā)電裝機(jī)容量為168MW，上述存量項(xiàng)目按政策要求需配置約100MW/200MWh的儲(chǔ)能電站。因此，共享儲(chǔ)能商業(yè)模式有政策引導(dǎo)與需求支撐，該儲(chǔ)能電站也與新能源發(fā)電項(xiàng)目簽署了租賃意向協(xié)議。后續(xù)希望政府建設(shè)公共的租賃市場(chǎng)平臺(tái)，撮合市場(chǎng)參與方形成租賃交易。
2.2市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制
新的電力改革目標(biāo)要求加快電力中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場(chǎng)體系建設(shè)，當(dāng)下電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站主要可參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，按照市場(chǎng)規(guī)則提供有功平衡、無(wú)功平衡、事故應(yīng)急及電網(wǎng)恢復(fù)等服務(wù)。寧夏電力輔助服務(wù)市場(chǎng)于2018年起試運(yùn)行，現(xiàn)已正式公布了電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則，但僅明確了電儲(chǔ)能參與調(diào)峰的價(jià)格機(jī)制。該儲(chǔ)能電站當(dāng)前只考慮參與輔助調(diào)峰服務(wù)。根據(jù)輔助調(diào)峰價(jià)格機(jī)制及當(dāng)前調(diào)峰補(bǔ)償價(jià)格現(xiàn)狀分析，作為火電調(diào)峰第1檔電量調(diào)用后優(yōu)先調(diào)用的調(diào)峰主體，調(diào)峰價(jià)格按照0.6元/kWh上限值申報(bào)，處于火電1、2檔調(diào)峰上限值之間。后續(xù)將呼吁政府盡快健全電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，擴(kuò)大交易品種，完善相應(yīng)價(jià)格機(jī)制，最大化發(fā)揮新型儲(chǔ)能電站的功效。
3投資效益分析
3.1項(xiàng)目成本分析
該儲(chǔ)能電站建設(shè)內(nèi)容包括儲(chǔ)能系統(tǒng)、110kV升壓站、110kV送出線路等，儲(chǔ)能系統(tǒng)采用集裝箱一體化方案，預(yù)制艙戶外布置。測(cè)算該儲(chǔ)能電站動(dòng)態(tài)投資成本約為40000萬(wàn)元，折合單位投資成本為200萬(wàn)元/MWh，其中儲(chǔ)能系統(tǒng)單位投資成本折合為150萬(wàn)/MWh。
3.2收入分析
該項(xiàng)目收入主要來(lái)自容量租賃與調(diào)峰補(bǔ)償。考慮到該儲(chǔ)能電站參與輔助調(diào)峰時(shí)應(yīng)為容量租賃企業(yè)預(yù)留對(duì)應(yīng)時(shí)段的新增發(fā)電空間，租賃容量按實(shí)際裝機(jī)容量的50%考慮。基于寧夏電網(wǎng)年度負(fù)荷預(yù)測(cè)及電源裝機(jī)規(guī)模，對(duì)該儲(chǔ)能電站進(jìn)行8760h的生產(chǎn)模擬，計(jì)算年完全充放電次數(shù)并模擬計(jì)算各年充放電量。
3.3成本分析
儲(chǔ)能電站總成本由經(jīng)營(yíng)成本、折舊費(fèi)、攤銷費(fèi)和財(cái)務(wù)費(fèi)用構(gòu)成。
3.3.1經(jīng)營(yíng)成本
該儲(chǔ)能電站的經(jīng)營(yíng)成本是其日常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要支出，由充放電損耗、檢修費(fèi)用、運(yùn)行人員成本、其他運(yùn)行管理費(fèi)用組成。
1)充放電損耗按照“燃煤發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)×(儲(chǔ)能充電量–儲(chǔ)能放電量)”計(jì)算。
2)檢修費(fèi)用包括電池系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器、儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)、輸變電設(shè)備接入及輔助設(shè)施，檢修費(fèi)通常以費(fèi)率計(jì)取，計(jì)算基準(zhǔn)為不含建設(shè)期利息的固定資產(chǎn)值。第10年需考慮電池大修回收、更換的費(fèi)用。
3)運(yùn)行人員成本按照少人值守原則，設(shè)置站長(zhǎng)、主值、電站巡檢等簡(jiǎn)單維護(hù)人員，以及廚師、清潔人員等，按定員6人考慮。
4)其他運(yùn)行管理費(fèi)用主要包括儲(chǔ)能電站日常管理開(kāi)支、對(duì)外售電開(kāi)支及固定資產(chǎn)保險(xiǎn)等。固定資產(chǎn)保險(xiǎn)按費(fèi)率計(jì)取，費(fèi)率取0.05%；其余費(fèi)用按照項(xiàng)目裝機(jī)容量計(jì)算，應(yīng)合理設(shè)立單位費(fèi)用指標(biāo)計(jì)算。
綜合以上，計(jì)算得到該儲(chǔ)能電站的年經(jīng)營(yíng)成本約為400萬(wàn)元。
3.3.2折舊費(fèi)及攤銷費(fèi)
折舊費(fèi)和攤銷費(fèi)的計(jì)算可按照各投資方的財(cái)務(wù)管理規(guī)定執(zhí)行，采用常規(guī)直線法，按規(guī)定選取折舊、攤銷年限，選取殘值率進(jìn)行計(jì)算。
3.3.3財(cái)務(wù)費(fèi)用
該儲(chǔ)能電站的財(cái)務(wù)費(fèi)用主要為建設(shè)儲(chǔ)能電站籌資發(fā)生的利息，包括建設(shè)期借款、流動(dòng)資金借款、運(yùn)營(yíng)期短期借款所產(chǎn)生的利息。與意向銀行溝通，該儲(chǔ)能電站長(zhǎng)期借款利率為3.5%，流動(dòng)資金及短期貸款利率為3.25%，采用等額還本付息方式還款。
3.4盈利能力分析
盈利能力判定指標(biāo)由項(xiàng)目資本金內(nèi)部收益率體現(xiàn)。即在擬定的融資方案下，從項(xiàng)目資本金出資者整體的角度，確定其現(xiàn)金流入和現(xiàn)金流出，編制項(xiàng)目資本金現(xiàn)金流量表，利用資金時(shí)間價(jià)值原理進(jìn)行折現(xiàn)，計(jì)算項(xiàng)目資本金內(nèi)部收益率RFIR[6]，計(jì)算式為：
按上述條件，通用財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)軟件測(cè)算，該儲(chǔ)能電站的資本金內(nèi)部收益率為6.6%，接近抽水蓄能電站的資本金內(nèi)部收益率水平，項(xiàng)目投資在經(jīng)濟(jì)層面上基本可行。
4安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案
4.1概述
安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在高級(jí)應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門(mén)用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。
4.2適用場(chǎng)合
4.2.1系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
4.2.2工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景
1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；
2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)于電網(wǎng)的沖擊；
3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；
4）新型應(yīng)用場(chǎng)景：工商業(yè)儲(chǔ)能積極探索融合發(fā)展新場(chǎng)景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電管理，使管理人員實(shí)時(shí)掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲(chǔ)能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲(chǔ)能單元運(yùn)行功率設(shè)置等。
系統(tǒng)應(yīng)可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)告警，并支持定期的電池維護(hù)。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁及總體負(fù)荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲(chǔ)能及光伏系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示。
圖2系統(tǒng)主界面
子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。
光伏界面
圖3光伏系統(tǒng)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
儲(chǔ)能界面
圖4儲(chǔ)能系統(tǒng)界面
本界面主要用來(lái)展示本系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝機(jī)容量、儲(chǔ)能當(dāng)前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖5儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面
本界面主要用來(lái)展示對(duì)PCS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、運(yùn)行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。
圖6儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面
本界面用來(lái)展示對(duì)BMS的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護(hù)限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖7儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。
圖8儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時(shí)針對(duì)交流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖9儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時(shí)針對(duì)直流側(cè)的異常信息進(jìn)行告警。
圖10儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、STS運(yùn)行狀態(tài)及STS故障告警等。
圖11儲(chǔ)能電池狀態(tài)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)BMS狀態(tài)信息，主要包括儲(chǔ)能電池的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時(shí)展示當(dāng)前儲(chǔ)能電池的SOC信息。
圖12儲(chǔ)能電池簇運(yùn)行數(shù)據(jù)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)電池簇信息，主要包括儲(chǔ)能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當(dāng)前電芯的最大、最小電壓、溫度值及所對(duì)應(yīng)的位置。
風(fēng)電界面
圖13風(fēng)電系統(tǒng)界面
本界面用來(lái)展示對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機(jī)直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、風(fēng)速/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。
充電樁界面
圖14充電樁界面
本界面用來(lái)展示對(duì)充電樁系統(tǒng)信息，主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費(fèi)用，變化曲線、各個(gè)充電樁的運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
視頻監(jiān)控界面
圖15微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面
本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫(huà)面，且通過(guò)不同的配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。
4.4.2發(fā)電預(yù)測(cè)
系統(tǒng)應(yīng)可以通過(guò)歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、未來(lái)天氣預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)分布式發(fā)電進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測(cè)可進(jìn)行人工輸入或者自動(dòng)生成發(fā)電計(jì)劃，便于用戶對(duì)該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。
4.4.3策略配置
系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能系統(tǒng)容量、負(fù)荷需求及分時(shí)電價(jià)信息，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計(jì)劃、需量控制、有序充電、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等。
4.4.5運(yùn)行報(bào)表
應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備指定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。
圖18運(yùn)行報(bào)表
4.4.6實(shí)時(shí)報(bào)警
應(yīng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動(dòng)和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)動(dòng)作或事故跳閘時(shí)應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示告警事件或跳閘事件，包括保護(hù)事件名稱、保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。
4.4.7歷史事件查詢
應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風(fēng)速、氣壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。
1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分百和正序/負(fù)序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分百和正序/負(fù)序/零序電流值；
2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；
3）電壓波動(dòng)與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動(dòng)值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長(zhǎng)閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動(dòng)曲線、短閃變曲線和長(zhǎng)閃變曲線；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；
4）功率與電能計(jì)量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無(wú)功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無(wú)功功率、總視在功率和總功率因素；應(yīng)能提供有功負(fù)荷曲線，包括日有功負(fù)荷曲線（折線型）和年有功負(fù)荷曲線（折線型）；
5）電壓暫態(tài)監(jiān)測(cè)：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。
6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計(jì)整2h存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括均值、最大值、最小值、95%概率值、方均根值。
7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動(dòng)作或返回）、波形號(hào)、越限值、故障持續(xù)時(shí)間、事件發(fā)生的時(shí)間。
圖21微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面
應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。
圖22遙控功能
應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
圖23曲線查詢
4.4.11統(tǒng)計(jì)報(bào)表
具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。對(duì)微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能、收益等分析；具備對(duì)微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時(shí)間、年停電次數(shù)等分析；具備對(duì)并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量分析。
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
圖25微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣缑?/p>
本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)洌ㄏ到y(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計(jì)等信息。
可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開(kāi)通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。
圖26通信管理
應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運(yùn)行參數(shù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。
應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個(gè)周波、故障后4個(gè)周波波形，總錄波時(shí)間共計(jì)46s。每個(gè)采樣點(diǎn)錄波至少包含12個(gè)模擬量、10個(gè)開(kāi)關(guān)量波形。
圖28故障錄波
4.4.16事故追憶
可以自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)掃描數(shù)據(jù)，包括開(kāi)關(guān)位置、保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
用戶可自定義事故追憶的啟動(dòng)事件，當(dāng)每個(gè)事件發(fā)生時(shí)，存儲(chǔ)事故前10個(gè)掃描周期及事故后10個(gè)掃描周期的有關(guān)點(diǎn)數(shù)據(jù)。啟動(dòng)事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點(diǎn)可由用戶指定和隨意修改。
圖29事故追憶
4.5系統(tǒng)硬件配置清單
5結(jié)論
在新能源裝機(jī)容量占比大、系統(tǒng)調(diào)峰需求高的地區(qū)，合理配置大容量、中長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電站，是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、高比例消納新能源電力的客觀需要。本文基于大容量集中式電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，構(gòu)建了共享儲(chǔ)能商業(yè)模式，探索了市場(chǎng)化提供儲(chǔ)能容量租賃服務(wù)，并構(gòu)建了電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制，推動(dòng)儲(chǔ)能電站參與相關(guān)電力市場(chǎng)。經(jīng)計(jì)算分析，該項(xiàng)目投資收益尚可，在經(jīng)濟(jì)層面上基本可行。后續(xù)仍需加快各類電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)度，健全電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的交易品種與價(jià)格機(jī)制，推動(dòng)儲(chǔ)能電站參與各類電力市場(chǎng)，最大化發(fā)揮新型儲(chǔ)能電站的作用。
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