用户侧储能系统应用场景分析

张少华 1 赵乾乾 2

国电南京自动化股份有限公司 江苏南京 210032 2. 力信（江苏）能源科技有限责任公司 江苏镇江 212002

摘要：用户侧储能是个超级市场，用电大户也可以通过加装储能系统实现电费节省等。本文介绍了储能系统在用户侧的5个应用场景及盈利渠道，分别为峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求响应以及提高新能源自用率，详细介绍了工作原理以及发展现状。结果表明峰谷套利收峰谷价差影响较大，需量电费管理和动态增容在特定场景下效果明显，需求响应和提高新能源自用率亟待政策支持并且前景广阔。

关键词：用户侧储能；峰谷套利；需量电费管理；动态增容；需求响应

1 储能盈利渠道

图1 用户侧储能盈利渠道

用户侧储能是个超级市场，很多人在盯着这个领域，比如分布式光伏企业想通过加装储能，增加自己标书的含金量，比如重庆客户经营的一家医院，想借助光伏+储能实现园区内部100%清洁能源，以此提升医院形象，再比如用电大户想通过加装储能系统实现电费节省等等 ，无论怎样的用户侧项目，盈利渠道越多，营收相对越可观，收益表越好做，项目过会的几率越高，项目开发就越容易。目前，储能在用户侧的应用场景包括5个方面：峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求响应以及提高新能源自用率。

1.1 峰谷套利

图2 峰谷套利

峰谷套利是储能入门必备知识，它其实就是利用峰值电价和谷值电价差来获利。储能系统在谷值电价时段充电，然后在峰值电价时段放出，以此方式赚取电价差额，从而减少用户电费开支。假定峰值电价H，谷值电价L，则每度电可获取的最大收益为H-L，详见下图；如图2所示。峰谷价差越大，储能系统的收益就越大；

1.2 需量电费管理

  大工业用户逐月缴纳电费的清单包括两个部分，第一部分是可视电量，即计量电表抄表数值，如峰平谷电量，是企业当月实际用电负荷；第二部分是针对变压器收取的需量电费，也叫基础电费，只要园区内变压器没有备案报停，不管你用不用电，这部分电费都是要固定缴纳。针对需量电费缴纳，电力公司给出两种选择，一是按照变压器容量收取，假如你在江苏省的厂区装了一台5MW的变压器，每月按照固定容量费32元/（KW·月）收取，即每月固定缴纳16万的容量费。如果厂区实际负荷远低于变压器容量（比如3MW以下），若仍然按照5MW容量固定收取，用户会吃大亏，觉得收费不合理。于是电力公司给出了第二种选择，按照厂区月最大负荷收费（按需收费），比如5月份负荷在2-3MW之间，最大3MW，本月就按照3MW计算，江苏需量费为40元/（KW·月），每月缴纳的容量费为12万。

但是需量电费跟储能有什么关系？图3是泰州某光伏组件生产厂区用电负荷图，包括上下两张曲线，上半部分是当月逐天的负荷曲线，从图中可以看出17年6月20号，厂区用电负荷出现了尖峰；下半部分是20号当天逐时负荷，也可以看到，一天之内高峰时段出现在下午3：30到4：30之间。该厂采取了按需收费模式，于是当月会因为某些天某些时段尖峰负荷的出现而额外缴纳了过多的基础电费，这造成了一些极其隐蔽的损失。那么增加储能，就可以这些消除尖峰负荷。

图3 用电负荷

 可是储能如何进行需量电费管理？从图3分析可得，尖峰时段产生了至少1000kW的尖峰负荷（1580-580），综合考虑电池充电对变压器容量的影响，我们可以选取500kW×4Hr的储能系统，系统PCS有10%的长期过载能力。需量管理时，能量管理系统可准确识别尖峰负荷，并向电池发出调度，储能系统可释放至少550kW的功率以抵消尖峰负荷冲击。按照储能系统每月削减550kW测算，储能系统每月为业主减少550×40=22000元的容量费，对于业主而言，这是一比很可观的费用。

1.3 动态增容

动态增容是在特殊场合下，业主或建设企业的一种刚需，比如已建成小区进行充电桩改造，完毕后突然发现满额运行时，变压器容量超额了，再比如商场改造，把原来的服装店改成火锅店，在下午7：00-9：00就餐高峰时段，变压器超容。面对超容问题，传统办法是向电力局提出静态扩容申请，走流程，等通知，缴费用，而且费用不菲。据了解上海扩容费在8000-10000元/kW,南京地区也得6000元/kW，保守估计按照5000元/kW测算，扩容100kW，至少需要50万的费用。另一种方法是寻求动态扩容，通过加装储能系统来实现容量扩增，一套100kW/200kWh的储能系统售价在40万左右，此外用于动态扩容的储能系统还可同时兼顾峰谷套利。动态扩容不但节约扩容费用，还可以用户带来长期稳定收益。动态扩容非常适用于短时过载（1-2小时最佳）充电不超容的场景。

1.4 需求侧响应

需求侧响应确切来说是电网行为，电网公司通过调度业主储能系统的容量来实现对电网整体负荷供需平衡的调节。电网租借你的储能系统出工出力，是有偿付费行为，比如南方电网给出了0.5元/kWh的调度费用，江苏电网准备按照功率给予一定补偿。但是要得到储能补贴必须要把储能系统纳入到省级储能系统调度平台，也就是说到时候储能系统的运行策略可能不是业主一人说了算，另外只有被调度了才会给钱，这更增加了收益的不确定性。总体来讲，需求侧响应的各种政策还在酝酿中，暂时缺乏可实施细则，无法纳入收益模型中，但这一块是用户侧储能翘首以盼的政策亮点，没准哪一纸政策文件，就能把国内储能市场捅破。

1.5 提升新能源自用率

这一项主要指储能与其他新能源形式相结合的情况，比如光储或者风储，现有政策下，光储或风储只是这两个字靠的很近而已，没有实质性的互动，实际上光伏或风电站加装储能收益率会下降。

然而必须指出，光储、风储是个趋势，不可阻挡。早期的政策很好，只要你能建电站，发出的电全部接纳，度电补贴，针对新能源的波动性问题，建造者不用操心，全部转移给了大电网，而且电网还替国家先垫钱，但随着规模壮大，波动问题突出，于是出现了弃风弃光现象。这两年光伏行业总体不太乐观，补贴下降，市场容量减少，竞争加剧。随着竞争的加剧，储能的机会正在逐步明朗，如果哪天新能源行业的补贴消失，储能的爆发期也就到了。目前的行情，如果光伏平价上网（0.31-0.33元/度），储能在提升新能源自用率上将有利可图，收益明显。