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在分享一个光伏储能案例时,徐亮提到收益分析的结果,光伏的土地成本我们按3.85/瓦时来计算,储能系统的土地成本按1块5/瓦时,整个系统算下来我们投资回收7年、8年,内部收益率达到9.12%,通过这个项目我们开发光储系统的时候,本地把光伏消纳到70%,30%余量上网,我们把免费的午餐利用起来,跟光伏储能相结合,这个项目还是可以满足设计要求的。
而新能源发展给储能带来无线的商机与挑战,储能与可再生能源、智能电网、电动汽车构成四合一的共同体,未来的新能源并网储能成为一种刚需,这是必然产物。
——摘自2018中国分布式储能峰会徐亮发言
2018年10月26日,北极星电力网、北极星储能网、中关村储能产业技术联盟在北京西国贸大酒店联合举办2018中国分布式储能峰会,在上午“主旨报告”环节,南京冠隆电力科技有限公司高级工程师徐亮作“集装箱式储能系统(ESS)在工商业侧应用”。
以下为发言实录:
南京冠隆电力科技有限公司高级工程师徐亮:尊敬的各位领导、专家、工程人员,大家上午好!我是南京冠隆电力的徐亮,今天给大家汇报是“集装箱储能系统在工商业侧的应用”。
主要从下面五个部分:第一,储能市场的应用需求;第二,工商业储能市场的开发、设计原则及常用厂内图介绍;第三,工商业储能市场应用分类;第四,距离案例;第五,公司常规的产品。
首先介绍一下用户侧储能系统。储能系统是目前的一个风口,因为它是新能源发展的必然产物,从储能本身的功能特点,储能叫能量海绵,可以吸收、可以放出,响应时间比较快。最近这两年井喷式的风光电站的建设,导致本地负荷不能消纳、不能外送、电网质量下降等这方面的原因。第二,大规模的电动汽车带来的动力电池、快速充电的普及,给储能市场带来了另外一个用处。第三,能源互联网,目前大数据中心的用电负荷占整个电网用电负荷的1.8%,大数据用电对电能的质量可靠要求比较高,储能系统可以充当备用电源UPS的功能。
我们储能系统跟常规的风光电站不一样,因为储能系统对于电网来说,大家知道它是非常友好的,常规的风光电站是即发即用,不连续的,对电网来说增量不增容,虽然容量增加了但是没有增加电网可用于调度的能力,新能源发展给储能带来无线的商机与挑战,储能与可再生能源、智能电网、电动汽车构成四合一的共同体,未来的新能源并网储能成为一种刚需,这是必然产物。储能系统的几大功能,削峰填谷、负荷跟踪。PV功率波动平抑、按计划处理跟踪等,主要是四方面的作用。 储能带来的四大好处,储能对于电网公司、对于企业本身、对于工厂用电都有一定的好处,可以解决电厂的供电问题等等。
工商业储能系统的开发、设计,我们在开发储能电站的时候重要的第一步工作就是前期的工作,前期的工作我们主要有资料的搜集,资料的搜集主要有两个方面,一个是纸质的文件,第二个就是现场考察,考察设备的摆放、设备的电缆布线。
我们这里有一个表格,光伏和储能相结合,对应光伏的表格。
第二个,把工商业的定义,我们的设计原则,储能是并网不上网,我们的原则是充得起、放得出,因为储能是不允许逆流上网的,我们在设计开发的时候心目中总是有个并网不上网、充得起放得出。设计原则我们也考虑了四个方面,系统的高安全、低成本、长寿命、易回收,在工商业侧我们考虑低成本,怎么从最佳的配置、最佳的控制策略方面考虑,工商业主要的就是峰谷差价套利。长寿命,放电深度80%—90%,充放电次数、循环次数,跟整个系统的寿命都有很大的关系。
我们把工商业定义,三个方面定价、负荷、商务,开发储能电站的时候我们首先要考虑定价,存在峰谷差价,我们不希望是个这样的曲线、也不希望是一个直线,我们希望高峰低估的时候存在负荷差。第三,企业的性能要稳定,运营的寿命要跟系统的寿命相闭合。三个方面我们广义的定义工商业的基本点。
这个是常用的工商业并网的系统图,工商业工厂有小规模的工厂、大规模和特大规模的工厂,这个图是380V,工厂的规模比较小,10—100千瓦的储能系统。下面这个图是10千伏,但是厂区只有一台负荷变压器,是小规模的工厂,我们100—500千瓦的储能系统。这个图进户线,厂里面的负荷变压器有2台及2台以上,这样的系统在目前共商业的配电系统比较多,适合接200—1000千瓦的储能系统。这个就是比较大规模的特大型的工厂,可能是35千伏—110千伏,有多台的负荷变压器分布在厂区的不同区域内,这样的系统体量比较大,我们目前可以做到1兆瓦—20兆瓦的储能放亮,这样的放亮国家电网要求,如果20—50兆瓦,省地方公司备案,这是厂区的并网点图。
第三个问题,储能市场的应用分类。安装方式仓贮式、集装箱式、车载移动式。接入方式分直流耦合和交流耦合,目前直流耦合有它的优势,系统效率比较高,还有电缆并网手续比较简单,一般情况下供电250千瓦以下我们用直流方式接入系统,交流对那些体量比较大一些。按使用场所分户用型、商用型、新能源电站。按输出类型分离网型和并网型。
按用途来分,有能量型和功率型,功率型要求秒级的,对于这样的储能要求比较高,要求充放电倍率1C以上,像2C—4尺,还有大功率的厂房,充电性的负载启动的情况下可能也会有存量超过需量定位。能量型的,都是小时为单位,比如我们行业里面用的铅酸电池、锂电池都能帮助,要求充放电必须在0.5C左右,0.25—0.5C这个充放电倍率都能满足能量型,能量型用铅酸,刚刚专家也讲了,这样的比较好一点、成本比较便宜一点。
能量型加功率型的,这张图里面,如果有冲击性负载我们并网,我们采用功率性的储能系统,左边这个是重要负载,没有冲击,就采用备用电源和削峰填谷的这种方式。
这张图是光租改造,我们在开发工商业储能的时候可能会碰到,原有的工商业屋顶上面已经安装了光伏,这个时候我们采用光伏跟储能相结合,如果原有的光伏系统跟储能系统的并网只有一个的时候,我们就采用这样的方式,我们接在并网点2的位置,还有接在并网点1的位置,这方面改造我们就考虑并网点跟计量点的改造。
光储,国家没有补贴脱硫上网电价在我们江苏只有3毛9,如果跟储能相结合,把光伏多余的电我们采用光储相结合的供电图,这是张家港屋顶电价的图,现场有一个并网点、二个并网位,我们做了两套储能系统,通过储能并网位分别接到这两个并网位,采用光储相结合的系统。
下面这个是我们开发订单的时候,好多工业厂房里面用了大功率的UPS,UPS这个行业里面目前有两种方式,一种是模块化的UPS,还有一种是塔式的UPS,模块的UPS是N+1,模式可以设定的,我们把N加在模块当中,有了一个模块充当UPS功能,其他的模块用来产生峰谷差套利,这样就可以把原有的UPS系统固定资产进行切换,产生经济效益,这是一个模块化的UPS的储能改造。UPS本身只要把外面的电池进行更换、逻辑程序刷新一下就可以。
这是一个塔式的UPS改造,把掌柜的UPS,AC转DC,DC转AC,中间加了一个二极管,有一种电池反过来给峰谷电价套利。因为常规的UPS配套了外接电池,长期处在辅充的状态,将产生峰谷差价套利。
下面这个是我刚才讲的光储跟充电桩相结合,目前政府很多大楼都建了大量的测孔,屋顶上面可以装屋顶光伏,测孔下面未来的发展可以做大量的快充、慢充的充电桩,我们可以采用光伏屋顶跟储能系统相结合的给充电桩系统充电。这里面加了一个连并网充电柜,当正常的情况下储能跟光伏同时给充电桩广电,充电桩充电的时候大电流储能系统缓冲,这样光储相结合的应用。
还有其他的模式,好多专家讲的隔墙售电,拉线方式。智慧城市微电网建设,还有功能作用比如增容、UPS,还有买地转租赁,就是这个房子我买过来,但是我不用我转给别人用,产生差价,叫买地转租赁的方式。
下面介绍一个具体的应用案例。结合具体应用案例,我们首先要了解一下常规的集装箱系统的设备组成分辅材配套、储能逆变器、集装箱体、交直流配电柜、锂电池组、BMS/EMS、供电与监控消防。
这是一个集装箱系统的结构图,大家都知道就不讲了。
下面介绍一个具体应用案例。这个项目的基本信息,是在我们江苏,现场有两台变压器,一个800的,一个630的,每个月的电费在35万度,有最高负荷、有最低负荷,拖网价3毛9,峰谷电价是0.7558,从这个基本信息我们把供电曲线画出来,红的这个线就是正常的高峰曲线,一年当中5月份、6月份、7月份是发电量最高的时候。峰谷曲线和光伏曲线去对比,有20%—30%的电量不能消纳,就把30%的电量利用起来,我们设立了一个方案,两充两放和一充一放的对应和倍率的表格,我们经过计算,我们最终方案两充两放,屋顶电站配置了900千瓦,储能500千瓦/1146千瓦时。对于的系统图,PSC加储能并网位、切换位置四,系统对应的图。这是光储应用的供电图,我们把储能并网的并网位2这个并网点位置上。这是EMS控制图,这是基本的监控。这是BMS的三构架图。这是对于系统组成,从模组到电池柜PACK的系统图。这是电池柜,我们讲的电池架高压盒电气图。
最后我们把光储系统做了一个简要的分析。电池我们采用了磷酸铁锂电池,放电深度按90%,系统效率85—90%,我们这里取85%的系统效率。放电量跟峰谷电价0.7558,光伏的容量取900千瓦,自发自用,余量上访。我们给客户的方案,光伏发电打85折,储能发电打98折,这样做测算分析。通过测算,因为我储能电站的寿命是10年,光伏电站是25年,后面储能电站寿命结束了我们也不敢换PCS,通过我们把整个生命期,通过电价打98折、85折我们做了收益分析。收益分析的结果,光伏的土地成本我们按3.85/瓦时来计算,储能系统的土地成本按1块5/瓦时,整个系统算下来我们投资回收7年、8年,内部收益率达到9.12%,通过这个项目我们开发光储系统的时候,本地把光伏消纳到70%,30%余量上网,我们把免费的午餐利用起来,跟光伏储能相结合,这个项目还是可以满足设计要求的。
我们在开发电站的时候有一个小结。
第一,业主对储能的认知度不够,受光伏影响,要求的返利,提成成本较高,收益难保证。
第二,并网点与设备摆放问题,出现没有地方摆放,致考虑多点并网,屋顶建配电房等现象。
第三,这个项目目前是百里挑一,并不是每个工商业都适合做储能,越是工商业电价比较好的,像上海、江苏这些地方,我们要尽量的把储能功能叠加产生收益。
第四,目前这个项目示范性为主,单体体量比较小,相对开发成功率不是很高。
下面讲一下储能的商业模式。现在大规模的储能有三方,业主、投资、电力公司建立储能电站,20兆瓦以上的当地的电力公司参与。第二,通过合同能源管理+EPC模式,他可以转包。
第二种,规模比较小的,这是业主跟投资方直接来参与,投方设备+投资+运维,给业主打折或者需量减少这种方式。未来的一种方式,随着储能系统的成本下降,对于储能系统认知度提高,储能的用户自己会投资、自己会持续。第二,用户以其他的方式参与储能电站的建设。第三,三方共同来建很大的储能电站,叫多方共建、多方分红,这是未来的一种开发模式。
下面介绍一下冠隆电力,储能集装箱、光伏控制电源、储能EPC、大功率储能逆变器等。离网控制器我们控制电流20安—400安,DC/DC电压等级12V、24V、48V、220V、360V、600V。储能系统,我们有三相100K到500K规格等等。我们公司位于江北新区,欢迎各位领导到我们厂里参观,欢迎各位同行公推建设储能电站。谢谢!
(根据北极星储能网现场速记整理,未经嘉宾审阅)
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