聚少成多！分布式储能的经济性测算
发布日期：2023/10/23
在“双碳”目标推进过程中，新能源汽车产业发展不断加速，传统加油站也在向综合能源服务站转型。其中，随着分布式光伏、分散式风能在加油站场景的应用，储能作为新能源的重要组成部分逐步进入加油站场景内。
从政策方面来看，部分省份已经要求分布式光伏必须配置相应比例的储能，以保证电力消纳;从技术方面来看，当前分布式电化学储能在加油站、油库等场所的安全性具有一定保障;从需求方面来看，无论是基于“光(风)储充一体化”的综合能源服务站建设，还是利用峰谷电价进行获利，均是储能应用的重要场景。
分布式储能的可行性
加油站本身的安全性要求较高。因此，在较长时间内对于加油站应用储能有不同角度的讨论。近年来，随着储能技术的发展和相关政策的成熟，使得加油站分布式储能的应用具备了可行性。
考虑因素主要包括四个方面。
电化学储能，已经成为水利储能以外的第二大储能方式。它技术成熟，且权威机构判断其成本在五年内能够下降30%以上，实现“平价”。
随着“双碳”的目标推进，以风光为代表的清洁能源在一次能源中占比不断提升，2030年将达到25%，2060年将达到80%。为了保证新能源适配电网并稳定消纳，政策将鼓励并强制光伏项目配置储能。
考虑目前已经明确的在建、规划电源规模，“十四五”及“十五五”期间电力的季节性、峰谷性缺口将进一步扩大，峰谷电价差异将继续提升，储能的经济性将持续提高。
电化学储能在油站的部署具有可行性。50kW光伏配备储能50kW/100kWh，集装箱尺寸约为12m³(3.5×2.2×1.5)，库站均有合适场地。同时，可通过安全距离和设备定制化满足安全性要求。
加油站储能应用场景的主要目的，包括三个方面。一是电力自发自用。通过自发建储配套分布式光伏发电设备，减少电网负荷，提升经济效益。二是峰谷差价套利。估价时为储能设备充电，峰价时减少电网端购电，通过差价节省成本。三是提供供电可靠性。加强应对突发状况的能力，特别是光储充一体化综合能源站点涉及充电的稳定性问题。
分布式储能的经济性
具体到加油站的储能应用，在需求、安全性满足条件时，判断是否能够部署的重要指标仍然是经济性的测算。这就要根据加油站的实际情况对储能的合理规模、相关调控策略等进行预先评估测算，以保证其应用满足加油站的使用场景。
当前，加油站的储能应用场景属于用户侧的分布式储能。其主要目的是面向工商业或社区，提供应急/不间断电源，或提高光伏自发用电量，改善供电质量，实现经济效益。
按照加油站的实际用电情况和当前技术发展情况，结合削峰填谷、需量调节，推荐采用磷酸铁锂电池储能系统，根据项目有效充放电功率及能量需求，按照放电深度90%、系统充放电效率为90%计算。
在考虑光伏储能同时应用的情况下，储能和光伏可以形成互动，有效提升光储经济效益。其测算方式包括四个具体步骤。
根据光伏部署规模估计储能的基本规模。一般加油站日均用电在200度以下。50kWp的光伏组件能够满足其应用需求。在这种情况下，按照2小时市场配备储能，规模约为50kW/100kWh。
结合电化学储能的投资价格、运营周期、充放电策略等确定相关参数。一般来说，磷酸铁锂电池按照10年估算相应折旧，循环策略按照每天峰谷循环1次、尖平(或峰平)循环1次进行测算。
根据相应参数测算分年度的收入和利润。储能系统收益主要来源于峰谷电价的差值，因此需要根据峰谷电价的套利和需求电量计算收益情况。
按照相应的投资和收入，与光伏发电或充电等收入共同形成现金流量表，测算内部收益率情况和投资回收期，决定相应的储能投资在具体场景中是否符合经济性要求。
如果没有光伏、充电等场景，单纯应用储能在加油站投资实现峰谷套利，则需要结合加油站的实际用电规律进行策略设计和优化。如，按照当地工商业电价情况，加油站建设分布式储能的充放电策略应为低谷期储能、尖峰及高峰段放电，以实现经济效益的最大化。一般来说，加油站的用电需求较分散，无法全部集中在尖峰时段，应尽量保证在尖峰和高峰时段用电。以某地某月的峰谷电价情况为例，加油站储能的充放电策略事宜如图1。
在这种情况下，可以测算出不同投资价格水平下相应的内部收益率情况。加油站在投资储能时可以作为选择参考。
光伏储能应用前景
联合地理位置相近的光储站点建立微网系统。对于库站光伏发电项目来说，自发自用消纳的比例越高，经济收益越大。因此，当区域内的若干光储站点集合调度电源和储能负荷时，可以实现微网经济性的整体提升。
不同站点之间的用电高峰存在明显差异。微网调配可以通过精确到秒的数据分析，实现站点间的用电调配，提高自用比例;电价峰谷之间可以通过微网调配实现储备和使用，获得经济收益;可以在微网内进一步加装充电桩或建设换电站，通过售电实现整体的经济性。
在已有的微网区域内进一步增加光储站点，形成规模性网络。原有的单站测算收益率不满足条件的站点，可以从区域经济性角度进行测算，满足收益率要求即可布点。
主要考虑有三点：一是形成更大规模的光储网络后，微网调配的效率能够有效提升，通过站点之间用电量的精准调配实现规模经济。二是已经形成的规模性光储网络，作为用户参与未来电力市场时，其议价能力会显著提升，在当前电力市场化进程中能够有效节省支出，产生规模效益。达到一定规模后，储能可以参与电网调峰，获得“容量”收益。三是在绿电配额可交易情况下，库站光伏所发“绿电”可以通过调配实现规模交易、获取规模收益。
来源:中国石油石化 作者：魏昭 张蕾 罗艳托
