同時我們也要客觀理性的分析目前“風(fēng)電+儲能”配置在政策機(jī)制、應(yīng)用場景、運(yùn)行規(guī)則、產(chǎn)品技術(shù)方面是否準(zhǔn)備充分，特別是在風(fēng)電后平價時代，“風(fēng)電+儲能”的模式如何更好的參與電力現(xiàn)貨市場及電力輔助服務(wù)市場，真正體現(xiàn)甩掉“拐棍”、并發(fā)揮新型靈活調(diào)節(jié)資源的系統(tǒng)價值。需要在初期的示范項目就統(tǒng)籌兼顧、從長計議。“風(fēng)電+儲能”配置不僅需要技術(shù)和成本上的突破，更需要市場長效機(jī)制的建立，并根據(jù)應(yīng)用場景適應(yīng)性調(diào)整運(yùn)行規(guī)則。

 

儲能裝置在風(fēng)電場配置的主要作用

 

隨著風(fēng)電開發(fā)建設(shè)規(guī)模的快速增長，電網(wǎng)“兩個細(xì)則”考核日趨嚴(yán)格，風(fēng)電目前作為傳統(tǒng)電力普遍認(rèn)為的“強(qiáng)波動、弱調(diào)節(jié)、弱抗擾”的變流器電源，成為同步發(fā)電機(jī)為主的電力系統(tǒng)輔助服務(wù)“理所當(dāng)然的買單方”，近年來“電力輔助服務(wù)”（運(yùn)行調(diào)節(jié)成本）分?jǐn)傎M(fèi)用增長迅猛，某些省今年已近0.1元/kWh，使得風(fēng)電場收益空間日漸壓縮，給進(jìn)入平價時代的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展帶來一定影響。

 

儲能裝置在風(fēng)電場配置主要作用包括降低發(fā)電計劃偏差、減少棄風(fēng)限電，提供調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)、“低儲高放”參與現(xiàn)貨交易等。同時，布局在新能源場站匯流升壓站的獨(dú)立儲能電站，還可以起到改善并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線潮流，減緩輸電阻塞等作用。各部分作用簡述如下：

 

1）降低發(fā)電計劃偏差：是通過儲能裝置配合風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，對給出的短期與超短期發(fā)電計劃偏差部分予以“充放電糾偏”，將有利于風(fēng)電場減免電網(wǎng)“兩個細(xì)則”考核罰款，降低運(yùn)維費(fèi)用。2）減少棄風(fēng)限電：是通過儲能裝置在大風(fēng)時段（如后半夜）或負(fù)荷低谷期時“充電”、在小風(fēng)時段或負(fù)荷高峰期“放電”，通過“能量搬移”手段起到削峰填谷的作用，減少風(fēng)電場棄電損失。3）調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)：若風(fēng)電場儲能裝置能夠接受電網(wǎng)調(diào)度，參與系統(tǒng)深度調(diào)峰（可與減少風(fēng)電場棄風(fēng)限電統(tǒng)籌安排）、或者風(fēng)電場不是通過預(yù)留功率備用而是通過配置儲能具備一次調(diào)頻能力并接受調(diào)用考核（GB 38755-2019《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》、DLT1870-2018《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范》均明確要求），應(yīng)該減免電力輔助服務(wù)費(fèi)用分?jǐn)偛@得相應(yīng)補(bǔ)償收益。4）“低儲高放”參與現(xiàn)貨交易：電力市場的進(jìn)一步開放將有助于提升新能源消納空間，風(fēng)電場參與電力市場現(xiàn)貨交易的機(jī)會將越來越多，若風(fēng)電場參與電力現(xiàn)貨交易頻次較高，因儲能裝置具有雙向調(diào)節(jié)能力，可參與現(xiàn)貨交易獲取價差，形成“低儲高放”的預(yù)期收益，可與“降低發(fā)電計劃偏差”作用同步安排。5）減緩輸電堵塞：在風(fēng)電外送匯集站通過儲能裝置可有效減緩輸電堵塞作用，可與“減少棄風(fēng)限電、參與系統(tǒng)深度調(diào)峰”同步安排，在接受電網(wǎng)調(diào)度的前提下獲得相應(yīng)收益。

 

此外，儲能裝置在電力系統(tǒng)中還可實(shí)現(xiàn)無功支撐、快速調(diào)壓、慣量支撐、黑啟動等其他應(yīng)用，但需要結(jié)合具體應(yīng)用場景進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計與盈利模式設(shè)計。

 

同時強(qiáng)制性國標(biāo)GB 38755-2019《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》明確要求新能源場站必須具備一次調(diào)頻、快速調(diào)壓與調(diào)峰能力。綜合現(xiàn)有可行的技術(shù)手段來看，盡管從理論上而言，“風(fēng)電+儲能”配置能較大程度上解決風(fēng)電場目前迫切的現(xiàn)實(shí)需求，有利于實(shí)現(xiàn)“可預(yù)測、可調(diào)節(jié)、可支撐”的并網(wǎng)友好型目標(biāo)，但是需要在儲能產(chǎn)品完善可靠、技術(shù)成本逐步下降的預(yù)期上，進(jìn)一步明確與設(shè)計“風(fēng)電+儲能”的具體應(yīng)用場景、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行規(guī)則與長效市場機(jī)制，方可使“風(fēng)電+儲能”配置真正有效的支撐風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

 

“風(fēng)電+儲能”模式目前面臨的主要問題及改進(jìn)建議

 

1、“風(fēng)電+儲能”應(yīng)用場景與價值貢獻(xiàn)需要進(jìn)一步明確。

 

從以往“風(fēng)電+儲能”項目情況看，多是政策示范性和資源牽引性項目，項目本身并沒有盈利性，特別是去年以來的“風(fēng)電+儲能”項目，投資業(yè)主基于“保電價”、“圈資源”目的而上馬的儲能項目，本身就是一個投資收益權(quán)衡的衍生品，對其應(yīng)用場景及價值貢獻(xiàn)缺乏理性考慮和深入研究。

 

目前多個省區(qū)要求風(fēng)電場配置儲能應(yīng)具備電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的調(diào)峰、調(diào)頻能力以及減少棄電的能力，或者將儲能裝置分離出來以第三方獨(dú)立儲能電站地位參與系統(tǒng)調(diào)峰輔助服務(wù)，也在運(yùn)營規(guī)則中明確了儲能裝置參與輔助服務(wù)的市場定位和按效果付費(fèi)的基本原則。但“風(fēng)電+儲能”在系統(tǒng)中的作用定位仍不清晰，如何調(diào)度管理，如何計量結(jié)算，調(diào)峰深度、調(diào)用頻次也不得而知。同時風(fēng)電場業(yè)主所希望的通過儲能裝置“充放電”調(diào)節(jié)降低發(fā)電計劃偏差減免“兩個細(xì)則”考核罰款、通過“低儲高放”獲取電力現(xiàn)貨價差收益等應(yīng)用場景下，儲能裝置如何運(yùn)行調(diào)用也不清晰。

 

從目前風(fēng)電投資業(yè)主的心態(tài)來看，不論儲能裝置是參與系統(tǒng)調(diào)峰或是減少棄電，都希望能夠產(chǎn)生相應(yīng)的價值貢獻(xiàn)——或減少“兩個細(xì)則”考核罰款，或減少“電力輔助服務(wù)”費(fèi)用分?jǐn)偅蛴行碌膬r值贏利點(diǎn)。其最終能否通過儲能系統(tǒng)控制策略設(shè)計、聯(lián)合場站優(yōu)化運(yùn)行、商業(yè)模式設(shè)計等方式，實(shí)現(xiàn)多元價值，仍需要進(jìn)一步深入研究。

 

2、“風(fēng)電+儲能”配置需進(jìn)一步完善行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支撐。

 

目前，儲能應(yīng)用技術(shù)方面的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚不全面，是制約儲能發(fā)展的瓶頸之一。譬如電池儲能系統(tǒng)，鋰離子電池、儲能變流器、BMS等主要環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)雖然初步形成，但儲能作為系統(tǒng)工程所涉及到并網(wǎng)安全的儲能產(chǎn)品、集成設(shè)計、安裝、驗收、運(yùn)維、消防安全等基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前尚不健全，需要進(jìn)一步明確。如：對于儲能系統(tǒng)的功率容量定義，是直流側(cè)或是交流側(cè)？儲能系統(tǒng)高低壓穿越的工況狀態(tài)是充電還是放電狀態(tài)？一次調(diào)頻功率幅度和頻率調(diào)節(jié)范圍如何設(shè)置等等……

 

再如集中儲能電站目前在國外、國內(nèi)均發(fā)生過損失慘重的火災(zāi)事故。風(fēng)電場多處在山區(qū)荒漠偏遠(yuǎn)地帶，與升壓站統(tǒng)一布置的電池儲能系統(tǒng)消防安全至關(guān)重要，儲能系統(tǒng)消防設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)以“預(yù)防電池儲能系統(tǒng)熱失控為主，防消結(jié)合”的集成設(shè)計原則，否則一旦出現(xiàn)電池?zé)崾Э蒯劤苫馂?zāi)，就是“火燒連營”的嚴(yán)重后果。

 

還有大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)退役電池的梯次利用、回收尚未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模化產(chǎn)業(yè)鏈，如磷酸鐵鋰電池按滿容量充放電循環(huán)次數(shù)達(dá)到5000-6000次后，如何退役更換，如何回收再利用等都還是未解之疑。

 

再如儲能容量選擇配置、充放電時間各地儲能政策也是要求不一，從5%—20%容量配比、0.5小時—2小時充放電時間要求各不相同。據(jù)了解，由上海電力設(shè)計院牽頭編制的《風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》（國標(biāo)征求意見稿）于2017年7月公告征求業(yè)內(nèi)意見，其中針對儲能容量選擇配置的要求如下：

 

“6.2.2風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的容量配比應(yīng)以電網(wǎng)不同調(diào)控模式（平滑功率輸出、跟蹤計劃出力、系統(tǒng)削峰填谷等模式）要求為目標(biāo)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后最終確定。1）當(dāng)風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用平滑功率輸出模式，儲能系統(tǒng)配置的額定功率不宜小于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電安裝總功率的10%，在額定功率下持續(xù)放電時間不宜小于0.5h。2）當(dāng)風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用跟蹤計劃出力模式，儲能系統(tǒng)配置的額定功率不宜小于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電安裝總功率的30%，在額定功率下持續(xù)放電時間不宜小于1h。3）當(dāng)風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與系統(tǒng)調(diào)頻時，儲能系統(tǒng)配置的最大功率不宜小于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電安裝總功率的20%。4）當(dāng)風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)采用削峰填谷模式，儲能系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)具體要求，經(jīng)過優(yōu)化分析后確定。”

 

嚴(yán)格的講，儲能系統(tǒng)容量及充放電時長的選擇，需要根據(jù)“風(fēng)電+儲能”應(yīng)用場景（系統(tǒng)定位），結(jié)合風(fēng)光出力波動性、靈活性調(diào)節(jié)資源稀缺性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特征等因素綜合計算分析，并輔以建模仿真，給出最適宜的容量選擇、應(yīng)用場景和運(yùn)行控制策略，而非一刀切、無差異的儲能配置政策要求。

 

據(jù)悉，國標(biāo)《風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》目前已完成報批稿，預(yù)計不久的將來會下發(fā)執(zhí)行，屆時“風(fēng)電+儲能”配置設(shè)計將有一個可參照的規(guī)范依據(jù)，但仍需因地制宜，根據(jù)具體的應(yīng)用場景及主要關(guān)聯(lián)因素，體現(xiàn)有據(jù)可依、量身定制的設(shè)計成果。

 

3、儲能配置還需要進(jìn)一步降低投資成本，釋放盈利空間

 

儲能電站成本分為技術(shù)成本和非技術(shù)成本，技術(shù)成本高主要是因為儲能尚未規(guī)模化應(yīng)用，電池、PCS、EMS等設(shè)備成本高；非技術(shù)成本高，主要是儲能電站開發(fā)、土地、接入、并網(wǎng)驗收費(fèi)用等。

 

從LCOE角度看，風(fēng)電場配置儲能的LCOE成本受到系統(tǒng)成本、系統(tǒng)營收、凈發(fā)電量等多因素影響，不能簡單看做風(fēng)電LCOE成本和儲能COE成本的加和。通過LCOE成本計算，當(dāng)前新能源配置儲能將拉低風(fēng)電場收益水平，新能源場站配置儲能仍有待于儲能成本的大幅降低，以及儲能循環(huán)壽命增長。當(dāng)且僅當(dāng)新能源場站配置儲能系統(tǒng)的LCOE低于電力市場交易差價均值時，新能源配置儲能通過電能轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)峰谷套利的商業(yè)模式才可成立；當(dāng)調(diào)頻市場為主的輔助服務(wù)市場價格水平高于儲能系統(tǒng)的LCOE時，其參與輔助服務(wù)市場的商業(yè)模式才可成立，且需要考慮單獨(dú)運(yùn)行而非與新能源場站捆綁的方式；當(dāng)系統(tǒng)對于新能源場站出力和預(yù)測精度考核的嚴(yán)格程度達(dá)到一定高度時，從實(shí)際應(yīng)用的角度才有必要通過包括加裝儲能裝置能方式尋求解決方案。

 

4、“風(fēng)電+儲能”應(yīng)著眼于提高調(diào)節(jié)能力，配置應(yīng)不拘形式，多措并舉

 

GB 38755-2019《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》明確要求3.3.2條給出了電源與電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓等調(diào)節(jié)能力的關(guān)系，并提出“新能源場站應(yīng)提高調(diào)節(jié)能力，必要時應(yīng)配置燃?xì)怆娬尽⒊樗钅茈娬尽δ茈娬镜褥`活調(diào)節(jié)資源及調(diào)相機(jī)、靜止同步補(bǔ)償器、靜止無功補(bǔ)償器等動態(tài)無功調(diào)節(jié)設(shè)備”的要求。可見其主導(dǎo)思想是從系統(tǒng)需求出發(fā)，譬如一次調(diào)頻響應(yīng)、無功調(diào)整和電壓自動控制方面，完全可以著眼于組合資源的靈活性和調(diào)節(jié)能力入手，而不應(yīng)該也沒有必要限定具體實(shí)現(xiàn)方式，要求每個場站配置大容量的電池儲能系統(tǒng)。

 

電池儲能的替代方案不勝枚舉，完全可以因地制宜，靈活組合。可以有在風(fēng)電匯集站建設(shè)“共享儲能”、“風(fēng)電+可調(diào)節(jié)水電儲能”、“風(fēng)電+壓縮空氣儲能”、“風(fēng)電+光熱儲能”等多種可比選方案。如建設(shè)“風(fēng)光同場+儲能”，風(fēng)光資源具有互補(bǔ)特性，風(fēng)光同場互補(bǔ)在一定程度上降低了發(fā)電出力的波動性與峰谷差，然后再根據(jù)系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源需求確定儲能的容量和形式。又如“風(fēng)電+常規(guī)調(diào)節(jié)性電源”的組合，現(xiàn)階段其價值與經(jīng)濟(jì)性也高于單個風(fēng)電項目配置儲能。因此，應(yīng)允許風(fēng)電配合多種儲能技術(shù)方案或采用具備同等效果的解決方案，而不應(yīng)在當(dāng)前技術(shù)快速發(fā)展的情況下，僅局限于電池儲能的單一路線來強(qiáng)制推行“風(fēng)電+儲能”配置模式。“風(fēng)電+儲能”是能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動下，通過技術(shù)創(chuàng)新和市場機(jī)制引領(lǐng)的新興業(yè)態(tài)，我們僅有“擁抱儲能”的情懷還不夠，因為一個新興業(yè)態(tài)若要被廣大受眾認(rèn)同并接受，必須要解決經(jīng)濟(jì)可行性、應(yīng)用便利性與安全可靠性，因此需要政府、電網(wǎng)、新能源與儲能企業(yè)、行業(yè)協(xié)會組織聚焦問題，從儲能應(yīng)用場景拓展、政策與運(yùn)營規(guī)則制定、市場機(jī)制建立、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)完善、產(chǎn)品成本下降方面各盡所能、共同發(fā)力，使得“風(fēng)電+儲能”模式得以有效落地。