儲能技術(shù)的運用場景有哪些？儲能價值挖掘應(yīng)分為哪三個層次？

我們以為，儲能技術(shù)的發(fā)展，其場景的運用及價值的挖掘應(yīng)當分為三個層次，第一層次為單一收益模式，是指僅考慮現(xiàn)有機制體制帶來的投資收益，不考慮機制體制不涵蓋的其它間接收益，該方法簡單，但與儲能實際價值偏差較大，例如分時電價管理的場景模式，電廠調(diào)頻等;第二層次為系統(tǒng)價值模式，是指考慮儲能在電力系統(tǒng)內(nèi)的所有收益，考慮儲能的系統(tǒng)價值，但不考慮儲能的社會效益，如減排、提高基礎(chǔ)設(shè)施利用率等，該方法更能反映儲能的實際價值，例如儲能的需求側(cè)響應(yīng)等;第三層次為綜合效益模式，是指以區(qū)域能源系統(tǒng)為研究對象，通過比較該系統(tǒng)中有無儲能兩種情況下的生產(chǎn)運行成本以及社會效益的不同來計算儲能的收益，該方法能夠更全面體現(xiàn)儲能的實際價值，是儲能經(jīng)濟性研究的必然趨勢，目前尚無對應(yīng)儲能綜合效益模式的經(jīng)濟收益模型，這個層次的發(fā)展將與社會綜合能源利用結(jié)合起來，例如未來的能源互聯(lián)網(wǎng)模式下的交通、電力與燃氣網(wǎng)的互聯(lián)模式，碳交易模式等。

(一)輔助動態(tài)運行

動態(tài)運行是指為了保證負荷和發(fā)電之間實時保持平衡，需要火電機組的輸出根據(jù)調(diào)度的要求進行調(diào)整，而不是恒定地工作在額定輸出狀態(tài)。具體包括啟動、爬坡、非滿發(fā)狀態(tài)和關(guān)停4種運行狀態(tài)。輔助動態(tài)運行的應(yīng)用是指儲能裝置和火電機組共同按照調(diào)度的要求調(diào)整輸出的大小，盡可能地減小火電機組輸出的波動范圍，盡可能地讓火電機組工作在接近經(jīng)濟運行狀態(tài)下，一般來說，火電機組都設(shè)計成滿發(fā)時為經(jīng)濟運行狀態(tài)，機組的熱效率最高。

由于儲能技術(shù)具備快速響應(yīng)速度，通過應(yīng)用儲能技術(shù)進行輔助動態(tài)運行可以提高火電機組的效率，減少碳排放。動態(tài)運行會使機組部分組件產(chǎn)生蠕變，造成這些設(shè)備受損，提高了發(fā)生故障的可能，即降低了機組的可靠性。同時，增加了更換設(shè)備的可能和檢修的費用，最終降低了整個機組的使用壽命。儲能技術(shù)的應(yīng)用可以避免動態(tài)運行對機組壽命的損害，減少設(shè)備維護和更換設(shè)備的費用，進而延緩或減少發(fā)電側(cè)對新建發(fā)電機組的需求。

(一)削峰填谷

在負荷低或限電時，間歇性可再生能源給儲能裝置充電;在負荷高或不限電時，儲能裝置向電網(wǎng)充電。這一應(yīng)用使得儲能和可再生能源作為一個完整系統(tǒng)時，其輸出是可調(diào)、可調(diào)度的，減少電力系統(tǒng)備用機組容量，使間歇性、可再生能源變得電網(wǎng)友好、可調(diào)度。

(二)跟蹤計劃出力

近年來，大規(guī)模的風電并入電網(wǎng)運行，由于風電的出力情況具有隨機性、波動性的特點，使得電網(wǎng)的功率平衡受到影響，因此需要對風電場的發(fā)電功率進行預(yù)測，以保證電網(wǎng)的功率平衡和運行安全。

(一)調(diào)頻

電力系統(tǒng)頻率是電能質(zhì)量的主要指標之一。實際運行中，頻率并不能時刻保持在基準頻率狀態(tài)，當電力系統(tǒng)中原動機的功率和負荷功率發(fā)生變化時，必然會引起電力系統(tǒng)頻率的變化。頻率的偏差不利于用電和發(fā)電設(shè)備的安全、高效運行，在有的情況下，甚至會損害設(shè)備，因此，在系統(tǒng)頻率偏差超出允許范圍后(我國的偏差范圍為0.2Hz)，必須進行頻率調(diào)節(jié)。

(二)調(diào)峰

電力系統(tǒng)在實際運行過程中，用電負荷有高峰低谷之分，需要配備一定的發(fā)電機組在需要高峰負荷時發(fā)電，滿足電力需求，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中電力生產(chǎn)和電力消費間的平衡。由于各國電力系統(tǒng)的運行方式不盡相同，對于電力輔助服務(wù)的分類也各有區(qū)別，目前在美國等國外輔助服務(wù)市場中，并沒有包含調(diào)峰輔助服務(wù)，在中國的輔助服務(wù)市場中，調(diào)峰輔助服務(wù)分為基本調(diào)峰和有償調(diào)峰。

(三)備用容量

備用容量指的是電力系統(tǒng)除滿足預(yù)計負荷需求外，在發(fā)生事故時，為保障電能質(zhì)量和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行而預(yù)留的有功功率儲備。備用容量可以隨時被調(diào)用，并且輸出負荷可調(diào)。通常來說，電力系統(tǒng)中的備用容量應(yīng)該等于系統(tǒng)正常電力供應(yīng)容量的15%～20%，但最小值應(yīng)該等于系統(tǒng)中單機裝機最大的機組容量。

(一)分時電價管理

目前電網(wǎng)公司基于零售電價均采用分時電價。用戶可以根據(jù)自己的實際情況安排用電計劃，將電價較高時段的電力需求轉(zhuǎn)移到電價較低的時段實現(xiàn)，從而達到降低總體電價水平的目的，即為分時電價管理。分時電價管理與移峰很相似，但分時電價管理是基于分時電價體系來實現(xiàn)的。在實施了分時電價的電力市場中，儲能是理想的幫助電力用戶實現(xiàn)分時電價管理的手段。在電價較低時給儲能系統(tǒng)充電，在高電價時放電，不僅可以通過低存高放來降低整體用電成本，而且還不用改變用戶的用電習慣，即使是在電價最高時還可以按自己的需求使用電能。分時電價管理的收益主要通過電價差和用電計劃的調(diào)整而獲得。

(二)容量費用管理

在電力市場中，存在著兩種形式的電價，一種是電量電價，另一種是容量電價。其中，電量電價指的是按照實際發(fā)生的交易電量計費的電價。容量電價與電量電價不同，它主要取決于用戶用電功率的最高值，與在該功率下使用的時間長短以及用戶用電總量都無關(guān)。采用儲能技術(shù)可以補充用戶最峰時段用電的容量，從而減少向電力公司繳納容量電費。

(三)提高供電可靠性

儲能用于提高微網(wǎng)供電可靠性，是指發(fā)生停電故障時，儲能能夠?qū)涞哪芰抗?yīng)給終端用戶，避免了故障修復(fù)過程中的電能中斷，以保證供電可靠性?？煽啃缘慕?jīng)濟價值計算一般來說會很困難。一方面，提高可靠性對應(yīng)的經(jīng)濟效益跟停電損失有關(guān)，而在某次停電事件中不同的負荷所受影響是不同的;另一方面，有些重要負荷涉及到公共安全、災(zāi)后救援以及戰(zhàn)時的一些特殊情況，這樣的情況下提供電力供應(yīng)保證服務(wù)的價值是非常難量化的。因此，該部分收益主要取決于電力服務(wù)對用戶來說的價值，另外停電損失的賠償也是該部分收益的一部分。

(四)提高電能質(zhì)量

儲能技術(shù)用于提高電能質(zhì)量，是指在負荷端的儲能能夠在短期故障的情況下保持電能質(zhì)量，減少電壓波動、頻率波動、功率因數(shù)、諧波以及秒級到分鐘級的負荷擾動等對電能質(zhì)量的影響。與提高供電可靠性類似，通過儲能提高電能質(zhì)量獲得收益，主要跟發(fā)生電能質(zhì)量不合格事件的次數(shù)及低質(zhì)量的電力服務(wù)給用戶造成的損失程度有關(guān)，同時配備的儲能系統(tǒng)的容量等指標也能影響該部分的收益。

通過分析儲能在能源系統(tǒng)中的主要作用和收益模式，建立了儲能的收益模型。在傳統(tǒng)發(fā)電領(lǐng)域，儲能主要起到輔助動態(tài)運行、取代或延緩新建機組的作用;在可再生能源領(lǐng)域，儲能主要起到削峰填谷和跟蹤計劃出力的作用;在輔助服務(wù)領(lǐng)域，儲能主要起到調(diào)頻、調(diào)峰和備用容量的作用;在分布式能源與微網(wǎng)領(lǐng)域，儲能主要起到分時電價管理、容量費用管理和提高供電可靠性的作用。