中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2023年6月，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)電動(dòng)交通與儲(chǔ)能分會(huì)發(fā)布了《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)（試行）》，近期，結(jié)合全國(guó)電力安全生產(chǎn)委員會(huì)19家企業(yè)成員單位報(bào)送數(shù)據(jù)，首次開(kāi)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系試應(yīng)用，編制并發(fā)布了《2023年上半年度電化學(xué)儲(chǔ)能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)”）。
設(shè)計(jì)背景
儲(chǔ)能作為一種靈活性調(diào)節(jié)資源，本身不產(chǎn)生電量，只是電量的“搬運(yùn)工”。這就決定了儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行評(píng)價(jià)不能完全按照常規(guī)電源相關(guān)指標(biāo)，需兼顧儲(chǔ)能電站本身運(yùn)行特性及在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用進(jìn)行評(píng)價(jià)。
比如利用系數(shù)指標(biāo)，如果按照常見(jiàn)的充放電倍率為0.5C的電化學(xué)儲(chǔ)能電站，設(shè)計(jì)每天充放電循環(huán)1次計(jì)算，理論上電站每天利用時(shí)長(zhǎng)4h即達(dá)成設(shè)計(jì)指標(biāo)，但從利用系數(shù)角度看，4/24=0.16(利用系數(shù)=統(tǒng)計(jì)期間利用小時(shí)數(shù)/統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù))，利用系數(shù)也遠(yuǎn)小于1。利用系數(shù)可以體現(xiàn)儲(chǔ)能整體發(fā)揮作用的情況，但不足以反映不同電站達(dá)成各自設(shè)計(jì)預(yù)期的程度。
隨著電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，對(duì)于儲(chǔ)能安全、運(yùn)行等方面評(píng)價(jià)指標(biāo)提出了更高要求。同時(shí)，儲(chǔ)能可應(yīng)用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)，不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同功能（如調(diào)峰、調(diào)頻等）的電站運(yùn)行方式差異較大，需結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景及功能定位，進(jìn)一步完善現(xiàn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)。
比如綜合效率指標(biāo)，目前電源側(cè)儲(chǔ)能大多不具備獨(dú)立計(jì)量裝置，用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能大多不上網(wǎng)反送電，綜合效率指標(biāo)（上網(wǎng)電量/下網(wǎng)電量）目前僅適用于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能評(píng)價(jià)。
設(shè)計(jì)思路
參照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，在保留一般通用評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮新型電力系統(tǒng)需要、不同應(yīng)用場(chǎng)景及功能應(yīng)用定位、關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量、消防應(yīng)急等因素，對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能安全運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。
原則1：評(píng)價(jià)指標(biāo)體系按照電力電量指標(biāo)（技術(shù)指標(biāo)）、能效指標(biāo)(經(jīng)濟(jì)指標(biāo))、可靠性指標(biāo)（安全指標(biāo)）3大類(lèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
原則2：統(tǒng)籌考慮儲(chǔ)能電站本身安全運(yùn)行情況，以及儲(chǔ)能電站在電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用2個(gè)維度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
原則3：統(tǒng)籌考慮不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同應(yīng)用功能的電站定位進(jìn)行設(shè)計(jì)。
原則4：評(píng)價(jià)指標(biāo)層級(jí)統(tǒng)籌考慮電站整體可靠性，以及關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量提升2個(gè)維度進(jìn)行設(shè)計(jì)，如電池、EMS（能量管理系統(tǒng)）、PCS（儲(chǔ)能變流器）可靠性指標(biāo)。
指標(biāo)體系
電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包含基礎(chǔ)參數(shù)、電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、時(shí)間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、次數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)8類(lèi)基礎(chǔ)指標(biāo)，以及電力電量、能效、可靠性3大類(lèi)17小類(lèi)40項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，涵蓋電站充放電運(yùn)行、備用、計(jì)劃停運(yùn)、非計(jì)劃停運(yùn)全部狀態(tài)。
電力電量評(píng)價(jià)指標(biāo)：包括運(yùn)行系數(shù)、利用系數(shù)、出力系數(shù)、備用系數(shù)、調(diào)頻里程5小類(lèi)11項(xiàng)指標(biāo)，全部為電站維度評(píng)價(jià)指標(biāo)。
其中，重點(diǎn)新增利用率指數(shù)指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)電化學(xué)儲(chǔ)能電站是否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期水平，更客觀(guān)反映電化學(xué)儲(chǔ)能電站利用率水平。利用率指數(shù)計(jì)算公式如下：
式中：
UTRI——利用率指數(shù)；
UTH——統(tǒng)計(jì)期間利用小時(shí)數(shù)；
DH——統(tǒng)計(jì)期間設(shè)計(jì)充放電小時(shí)數(shù)。
式中：
UTH——統(tǒng)計(jì)期間利用小時(shí)數(shù)；
ACE——統(tǒng)計(jì)期間儲(chǔ)能電站實(shí)際充電電量；
ADE——統(tǒng)計(jì)期間儲(chǔ)能電站實(shí)際放電電量；
PD——額定功率。
能效評(píng)價(jià)指標(biāo)：包括綜合效率、轉(zhuǎn)換效率、能量保持率3小類(lèi)8項(xiàng)指標(biāo)，全部為電站維度評(píng)價(jià)指標(biāo)?？紤]部分電源側(cè)和用戶(hù)側(cè)僅下網(wǎng)電量或上網(wǎng)電量，綜合效率類(lèi)指標(biāo)僅適用于電網(wǎng)側(cè)電站。
可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)：包括可用系數(shù)、計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)、非計(jì)劃停運(yùn)系數(shù)，以及涉網(wǎng)設(shè)備、電池、BMS（電池管理系統(tǒng)）、PCS、監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備可靠性9小類(lèi)21項(xiàng)指標(biāo)，9項(xiàng)為電站維度評(píng)價(jià)指標(biāo)、12項(xiàng)為設(shè)備維度評(píng)價(jià)指標(biāo)。
其中，重點(diǎn)考慮電化學(xué)儲(chǔ)能向更大容量發(fā)展，大型儲(chǔ)能電站設(shè)備數(shù)量較多，其停運(yùn)情況相較于中小型電站更頻繁，引入單位能量停運(yùn)次數(shù)，進(jìn)一步降低電站規(guī)模對(duì)于電站可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)的影響。單位能量計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)計(jì)算公式如下：
式中：
POT——統(tǒng)計(jì)期間計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)；
Qe——額定能量。
應(yīng)用成效
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合指標(biāo)體系中17項(xiàng)指標(biāo)對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能電站電力電量、能效、可靠性等方面進(jìn)行了安全運(yùn)行試評(píng)價(jià)。
【電力電量指標(biāo)評(píng)價(jià)】
電力電量指標(biāo)主要反映儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)電力電量平衡中發(fā)揮的作用。近年來(lái)，我國(guó)局地電力供需緊張，各省通過(guò)火電靈活性改造、水電擴(kuò)機(jī)增容、用戶(hù)側(cè)需求響應(yīng)、新型儲(chǔ)能建設(shè)等一系列手段提高靈活性資源，保障電力平衡穩(wěn)定。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲(chǔ)能平均運(yùn)行系數(shù)0.17，平均利用系數(shù)0.09，平均等效充放電次數(shù)92次（相當(dāng)于每1.7天完成一次完整充放電），平均利用率指數(shù)0.34（相當(dāng)于達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的34%），平均出力系數(shù)0.70（表征電站全出力運(yùn)行小時(shí)數(shù)與運(yùn)行小時(shí)數(shù)的比值），平均備用系數(shù)0.82。整體來(lái)看，電化學(xué)儲(chǔ)能電站利用水平不及預(yù)期。
與此同時(shí)，各應(yīng)用場(chǎng)景下電化學(xué)儲(chǔ)能利用情況均與電站設(shè)計(jì)初衷存在一定的差異。如新能源配儲(chǔ)平均利用率指數(shù)0.27，雖然比去年整體情況有所好轉(zhuǎn)，但仍不及預(yù)期，僅達(dá)到電站平均設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)的27%。
【能效指標(biāo)評(píng)價(jià)】
能效指標(biāo)主要反映儲(chǔ)能電站運(yùn)行過(guò)程中儲(chǔ)能系統(tǒng)、站用電、變配電等能量損耗情況。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲(chǔ)能電站平均轉(zhuǎn)換效率83.85%、平均綜合效率78.69%，其中投運(yùn)5年以上的電站能效水平明顯降低，轉(zhuǎn)換效率75.57%、綜合效率75.33%。由于電池性能的衰減、電氣設(shè)備的老化、運(yùn)維的不規(guī)范化等因素，儲(chǔ)能電站能效水平將逐漸降低。
儲(chǔ)能系統(tǒng)能量損耗主要包括儲(chǔ)能電站充放電過(guò)程中電池、PCS等設(shè)備損耗。其中，電池效率主要受電池放電深度、放電次數(shù)等固有屬性，以及運(yùn)行環(huán)境溫度、電芯一致性等因素影響。PCS效率主要受元器件質(zhì)量、主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略等因素影響。
站用電能量損耗主要包括監(jiān)控系統(tǒng)、照明動(dòng)力、暖通空調(diào)等設(shè)備損耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于儲(chǔ)能電站對(duì)環(huán)境溫度要求較高，暖通空調(diào)用電負(fù)荷較高，是儲(chǔ)能電站占比最高的站用電負(fù)荷。
變配電能量損耗主要包括電站運(yùn)行期間配套的輸變電設(shè)施電能損耗情況。
【可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)】
儲(chǔ)能電站可靠性指標(biāo)包括可用系數(shù)、非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)等，能夠綜合反映出儲(chǔ)能電站及設(shè)備運(yùn)行狀況，是儲(chǔ)能電站和設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行的重要指標(biāo)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2023年上半年電化學(xué)儲(chǔ)能電站可用系數(shù)達(dá)0.98，全國(guó)電力領(lǐng)域電化學(xué)儲(chǔ)能安全生產(chǎn)形勢(shì)總體平穩(wěn)，計(jì)劃停運(yùn)291次、單次平均計(jì)劃停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)78.83h、單位能量計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)35.73次/100MWh，非計(jì)劃停運(yùn)249次，單次平均非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)45.78h，單位能量非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)41.09次/100MWh。整體來(lái)看，電站關(guān)鍵設(shè)備、系統(tǒng)以及集成安裝質(zhì)量問(wèn)題是導(dǎo)致電站非計(jì)劃停運(yùn)主要原因，占比超75%。
下一步，中電聯(lián)將結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系試應(yīng)用情況，研究不同應(yīng)用場(chǎng)景下電化學(xué)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)利用小時(shí)數(shù)，組織開(kāi)展電化學(xué)儲(chǔ)能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，同時(shí)選取裝機(jī)規(guī)模較大的電化學(xué)儲(chǔ)能電站，試點(diǎn)開(kāi)展電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)對(duì)標(biāo)評(píng)價(jià)，加快樹(shù)立電化學(xué)儲(chǔ)能電站標(biāo)桿示范，引領(lǐng)帶動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
