電力設(shè)計企業(yè)參與新型儲能工程項目實踐調(diào)研

喬紅雷，馬 雪，彭爍君，王洋洋

(1.中國電建集團(tuán)河南省電力勘測設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450000；2.中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計院有限公司，四川 成都 610021；3.水電水利規(guī)劃設(shè)計總院， 北京 100120)

0 引言

在“雙碳”目標(biāo)背景下，清潔能源發(fā)展和新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需求為儲能的發(fā)展提供了歷史性機(jī)遇。傳統(tǒng)意義的電力儲能是為實現(xiàn)電力存儲及雙向轉(zhuǎn)換的技術(shù)，電能以機(jī)械能、電磁能、化學(xué)能等形式存儲下來，并適時反饋回電力網(wǎng)絡(luò)。目前，常用的儲能技術(shù)主要有以下幾類：物理儲能(抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)、電磁儲能(電容器儲能、超導(dǎo)儲能等)、電化學(xué)儲能(鋰離子電池、鉛電池等)、化學(xué)儲能(儲氫等)和相變儲能(熔融鹽儲熱、冰蓄冷等)。每種儲能技術(shù)都有自身的優(yōu)勢和限制，技術(shù)發(fā)展水平、適用場合和應(yīng)用前景也各不相同。抽水蓄能技術(shù)相對成熟，目前處于主導(dǎo)地位。本文中新型儲能是指除抽水蓄能以外的儲能形式，其中電化學(xué)儲能受地域、環(huán)境、資源情況影響較小，應(yīng)用場景廣泛，發(fā)展迅速，前景較好。

1 新型儲能技術(shù)的應(yīng)用

新型儲能在電力系統(tǒng)的主要作用調(diào)峰、調(diào)頻、改善電能質(zhì)量、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。按照儲能在電力系統(tǒng)中的位置功能劃分，儲能的應(yīng)用可分為：發(fā)電側(cè)儲能、電網(wǎng)側(cè)儲能、用戶側(cè)儲能等。在發(fā)電側(cè)，儲能主要用于輔助機(jī)組動態(tài)運(yùn)行，提高機(jī)組的效率，提高可再生能源發(fā)電的可控性和友好性等[1]。儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)的作用主要是緩解輸配電阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴(kuò)容及無功支持，提高輸配電網(wǎng)供電安全性、彈性、靈活性、穩(wěn)定性與可靠性等服務(wù)[1]。在用戶側(cè)，儲能主要應(yīng)用于分時電價管理、容量費(fèi)用管理、提高供電質(zhì)量和可靠性、提高分布式能源就地消納等方面[2]。

2 相關(guān)政策

2.1 新型儲能直接政策

在“雙碳”背景下，為促進(jìn)新型儲能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展，國家能源局于2021年連續(xù)出臺多項與新型儲能相關(guān)的直接政策。《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確了我國新型儲能發(fā)展的方向和商業(yè)化發(fā)展目標(biāo)，提出了儲能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的工作要求?！缎滦蛢δ茼椖抗芾硪?guī)范(暫行)》、《電化學(xué)儲能電站安全管理暫行辦法(征求意見稿)》兩份文件，規(guī)范了儲能全流程管理要求，明確“無歧視”并網(wǎng)，對國家各相關(guān)管理部門的安全職責(zé)進(jìn)行了梳理和劃分，明確各環(huán)節(jié)消防安全的管理責(zé)任?！峨娀瘜W(xué)儲能電站并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議(示范文本)(征求意見稿)》首次針對新型電化學(xué)儲能電站形成并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議文本，改變了儲能參與市場交易、并網(wǎng)調(diào)度無據(jù)可依的狀態(tài)。

2.2 “可再生能源+儲能”一體化發(fā)展的相關(guān)政策

2021年2月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《國家發(fā)展改革委、國家能源局關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源規(guī)〔2021〕280號)文件，明確要利用存量常規(guī)電源，合理配置儲能，統(tǒng)籌各類電源規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營，優(yōu)先發(fā)展新能源，積極實施存量“風(fēng)光水火儲一體化”提升，穩(wěn)妥推進(jìn)增量“風(fēng)光水(儲)一體化”，探索增量“風(fēng)光儲一體化”，嚴(yán)控增量“風(fēng)光火(儲)一體化”。

2021年5月國家能源局發(fā)布《關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項的通知》，首次將新型儲能作為市場化落實并網(wǎng)條件之一；2021年8月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》，首次在國家層面明確配建儲能比例，由發(fā)電企業(yè)通過市場化方式配置調(diào)峰和儲能資源。

2021年，全國多省份紛紛下達(dá)相關(guān)政策，明確“新能源+儲能”的發(fā)展需求，并提出新增新能源項目配置5%～20%儲能設(shè)施的要求，儲能也成為優(yōu)先并網(wǎng)優(yōu)先消納的技術(shù)條件。

2.3 電力系統(tǒng)輔助服務(wù)相關(guān)政策

2016年6月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點工作的通知》，明確在發(fā)電側(cè)建設(shè)的電儲能設(shè)施，可與機(jī)組聯(lián)合參與調(diào)峰調(diào)頻，或作為獨立主體參與輔助服務(wù)市場交易；用戶側(cè)建設(shè)的電儲能設(shè)施，可作為獨立市場主體或與電企業(yè)聯(lián)合參與調(diào)頻、深度調(diào)峰或啟停調(diào)峰等服務(wù)。

2017年11月，國家能源局發(fā)布《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制工作方案》，提出鼓勵采用競爭方式確定電力輔助服務(wù)承擔(dān)機(jī)組，按需擴(kuò)大電力輔助服務(wù)提供主體，鼓勵儲能設(shè)備、需求側(cè)資源參與提供電力輔助服務(wù)，允許第三方參與提供電力輔助服務(wù)，確立在2019～2020年，配合現(xiàn)貨交易試點，開展電力輔助服務(wù)市場建設(shè)。輔助服務(wù)交易逐漸實現(xiàn)市場化運(yùn)作。

2021年8月，國家能源局公開征求《并網(wǎng)主體并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定(征求意見稿)》和《電力系統(tǒng)輔助服務(wù)管理辦法(征求意見稿)》的意見，正式將新型儲能作為市場主體，納入到國家并網(wǎng)運(yùn)行管理及輔助服務(wù)管理中。進(jìn)一步支撐新能源接入和消納，提升電力系統(tǒng)可靠性和電能質(zhì)量。同時推動建立用戶參與的分擔(dān)共享機(jī)制，疏導(dǎo)電力系統(tǒng)運(yùn)行日益增加的輔助服務(wù)費(fèi)用。

東北、福建、山東、山西、新疆等多地在嘗試開展輔助服務(wù)市場建設(shè)試點工作，給予儲能平等的市場主體身份，為系統(tǒng)提供調(diào)峰等輔助服務(wù)。

2.4 電價改革方面

2021年7月國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善分時電價機(jī)制的通知》，優(yōu)化了分時電價機(jī)制，確定了峰谷電價價差原則。隨著國家政策的推動以及供電緊張的壓力，目前已有十多個省份出臺了完善分時電價的相關(guān)政策，通過拉大峰谷價差、優(yōu)化峰谷時段來調(diào)節(jié)用電負(fù)荷。

3 儲能項目實踐調(diào)研

3.1 福建省某設(shè)計企業(yè)調(diào)研

福建省某設(shè)計企業(yè)是一家具備電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和各類大中型發(fā)電廠及電網(wǎng)工程勘察設(shè)計能力的大型科技企業(yè)，具備專業(yè)的儲能項目團(tuán)隊，在儲能項目規(guī)劃、研發(fā)和生產(chǎn)方面經(jīng)驗豐富。本課題重點調(diào)研了該設(shè)計企業(yè)參與的某100 MWh級電網(wǎng)側(cè)大型儲能示范項目。

該儲能示范項目于2020年1月實現(xiàn)并網(wǎng)調(diào)試，以110 kV接入省電網(wǎng)，搭載了百兆瓦時級大規(guī)模電池儲能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制系統(tǒng)，可為附近3個220 kV重負(fù)荷的變電站提供調(diào)峰調(diào)頻服務(wù)，提高變電站的平均負(fù)載率，提升區(qū)域電網(wǎng)的利用效率。項目采用的電池單體循環(huán)壽命可達(dá)12 000次，遠(yuǎn)超 3 000～6 000 次的平均循環(huán)壽命，可以進(jìn)一步提高項目效益，更好地為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)等多種服務(wù)，實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，緩解高峰供電壓力，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。項目運(yùn)營效益受電價機(jī)制影響較大。

3.2 電力設(shè)計企業(yè)參與儲能項目狀況和特點

根據(jù)本課題調(diào)研情況，儲能業(yè)務(wù)屬于電力設(shè)計企業(yè)近幾年內(nèi)伴隨著儲能產(chǎn)業(yè)的崛起而發(fā)展起來的新興業(yè)務(wù)，儲能業(yè)務(wù)的體量占比并不高。電力設(shè)計企業(yè)對于儲能業(yè)務(wù)的切入角度，仍側(cè)重于其核心的規(guī)劃咨詢、勘測設(shè)計和EPC總承包業(yè)務(wù)模式。電力設(shè)計企業(yè)電力自身的資源稟賦和能力決定了其在儲能業(yè)務(wù)競爭中的特點，主要體現(xiàn)在以下方面。

具備的優(yōu)勢：

1)具有豐富的電力行業(yè)設(shè)計經(jīng)驗，熟悉電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、供、配各環(huán)節(jié)的建設(shè)和運(yùn)營情況，在技術(shù)、品牌和資源方面優(yōu)勢突出；

2)掌握和了解屬地區(qū)域的能源、電力方面的規(guī)劃，熟悉相關(guān)行業(yè)政策；

3)高端優(yōu)秀的專業(yè)人才儲備充足，技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用能力強(qiáng)；

4)具備開展規(guī)劃、咨詢、設(shè)計、監(jiān)理、總承包、投資運(yùn)營等產(chǎn)業(yè)鏈條上多數(shù)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的能力；

5)在儲能領(lǐng)域具備了一定的工程業(yè)績和經(jīng)驗。

面臨的挑戰(zhàn)：

1)與儲能業(yè)務(wù)配套的組織模式、人員配置、資源投入等還不完全匹配；

2) 相關(guān)商業(yè)模式的創(chuàng)新和應(yīng)用需進(jìn)一步深化；

3) 儲能業(yè)務(wù)的規(guī)模化發(fā)展的體系建設(shè)有待完善；

4) 儲能電池技術(shù)是電化學(xué)儲能項目的核心技術(shù)環(huán)節(jié)。電池設(shè)備廠商大部分都具有系統(tǒng)集成能力，掌握電池電芯相關(guān)的核心技術(shù)和成本控制能力，能獨立完成電池系統(tǒng)集成方案，為業(yè)主提供成套的解決方案，同時對電池運(yùn)行控制能給出更詳細(xì)的方案，能給出更低的價格和更高效率的電池運(yùn)行方案。相關(guān)方面目前屬于電力設(shè)計院的短板。

4 儲能業(yè)務(wù)發(fā)展面臨的問題

1)可再生能源配置儲能設(shè)施后影響收益

國家要求新建可再生能源配置儲能等調(diào)峰資源，在現(xiàn)階段確實影響了發(fā)電企業(yè)的部分收益。當(dāng)下業(yè)內(nèi)對新能源發(fā)電項目強(qiáng)制配置儲能設(shè)施的容量比例和調(diào)度運(yùn)行方式存在不同的聲音。單個新能源發(fā)電企業(yè)配置的儲能或調(diào)峰設(shè)施規(guī)模較小，在運(yùn)營過程中難以產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，將出現(xiàn)運(yùn)營成本高、效率低等問題?？稍偕茉磁渲脙δ芎?，如何調(diào)度運(yùn)行，如何參與市場，在尚未建立容量電價補(bǔ)償機(jī)制的情況下，發(fā)電企業(yè)配置儲能設(shè)施或調(diào)峰資源的固定成本增加如何疏導(dǎo)成為新能源企業(yè)關(guān)注的核心問題。

2)儲能參與市場機(jī)制不健全

在相關(guān)政策的支持下，發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)的儲能發(fā)展迅速，但市場參與仍較為有限。目前的調(diào)峰市場未形成有效的價格機(jī)制，激勵不充足、不穩(wěn)定、不夠準(zhǔn)確。部分省份設(shè)定調(diào)峰服務(wù)固定補(bǔ)償價格，但尚未為儲能參與調(diào)峰提供充足利潤。 國內(nèi)省份的調(diào)頻市場也引入了表現(xiàn)結(jié)果支付，給予響應(yīng)速度快、精度高、延遲少的資源更多支付。此外，一些市場還對調(diào)頻容量、調(diào)頻里程給予部分支付。不過，目前大部分省份的調(diào)頻市場依舊獨立運(yùn)行，無法很好地考慮調(diào)頻、能量、備用等標(biāo)的間的耦合關(guān)系。

3)項目建設(shè)缺乏相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

新型儲能項目分布在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)等各類場景，在不同應(yīng)用場景下，對新型儲能的規(guī)模、技術(shù)、性能要求差別很大。作為新生事物，新型儲能項目在建設(shè)運(yùn)營中尚缺乏國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，可能導(dǎo)致安全隱患。為避免個別新型儲能企業(yè)以犧牲安全為代價壓低成本、造成劣幣驅(qū)逐良幣等情況發(fā)生，推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，新型儲能相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作顯得極為迫切。

5 結(jié)論與建議

5.1 政策方面

1)國家在鼓勵新能源配置一定規(guī)模儲能設(shè)施的要求下，應(yīng)盡快打通“新能源+儲能”模式下的成本疏導(dǎo)渠道。探索一種按照價值表現(xiàn)參與電力市場化交易的方式，通過合理設(shè)置交易規(guī)則，使儲能項目能夠按照在電力系統(tǒng)中的作用價值實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)回報。在有條件的地區(qū)，加快探索儲能容量電費(fèi)機(jī)制，嘗試儲能容量市場的建設(shè)。

2) 進(jìn)一步完善相關(guān)電價機(jī)制。通過電費(fèi)價格等利益信號，引導(dǎo)市場成員形成對儲能項目開發(fā)和建設(shè)的內(nèi)在驅(qū)動，實現(xiàn)自發(fā)選擇儲能項目建設(shè)模式和商業(yè)模式，能夠自主參與市場競爭，充分提高儲能資源的利用效率和價值作用。

3)完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范儲能健康發(fā)展。建議政府部門、行業(yè)協(xié)會、相關(guān)利益方聯(lián)合發(fā)力，完善儲能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。避免儲能快速發(fā)展帶來的一些問題，統(tǒng)籌考慮區(qū)域電源規(guī)劃、新能源發(fā)展情形、電力市場建設(shè)進(jìn)度等因素，合理測算電力系統(tǒng)儲能需求，科學(xué)設(shè)計配置比例與時長，確保增設(shè)儲能系統(tǒng)能夠得到有效利用。

5.2 電力設(shè)計企業(yè)方面

1)充分發(fā)揮規(guī)劃咨詢電力系統(tǒng)資源的先天優(yōu)勢，搶抓市場先機(jī)。儲能發(fā)展與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展相伴而生，儲能項目的布局也伴隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)逐步趨于合理化。電力設(shè)計企業(yè)是新型電力系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵力量，對屬地區(qū)域電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”的狀況和特點極為熟悉。電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮其在能源電力領(lǐng)域的規(guī)劃咨詢特長，積極參與儲能項目規(guī)劃和布局，鎖定市場源端優(yōu)勢，站在產(chǎn)業(yè)鏈上游的視角培育項目，帶動業(yè)務(wù)規(guī)?；l(fā)展。

2)積極參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的編制。隨著新型儲能相關(guān)支持性政策的密集出臺，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展短期之內(nèi)將涌現(xiàn)出極高的市場熱情。同時，儲能建設(shè)、管理、技術(shù)、運(yùn)行等方面的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善也愈發(fā)重要。 積極參與相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的編制，不僅可以對促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)范貢獻(xiàn)力量，而且在儲能業(yè)務(wù)市場開發(fā)方面掌握主導(dǎo)權(quán)。

3)拓展業(yè)務(wù)模式和商業(yè)模式的多元化發(fā)展。雖然，當(dāng)下設(shè)備制造企業(yè)在獨立儲能電站方面也具有提供一體化解決方案的能力，但電力設(shè)計企業(yè)與其相比，在提供綜合性解決方案層面更具備優(yōu)勢。隨著用戶側(cè)儲能表現(xiàn)出與分布式能源、微電網(wǎng)、5G基站、綜合智慧能源、工業(yè)園區(qū)等相結(jié)合多元化發(fā)展的趨勢，儲能作為應(yīng)用場景中的一環(huán)，如何系統(tǒng)性規(guī)劃并實現(xiàn)儲能在綜合場景中的價值，恰恰是電力設(shè)計企業(yè)所獨具的優(yōu)勢能力。在儲能項目運(yùn)營收益能力還需進(jìn)一步提高的階段，電力設(shè)計企業(yè)應(yīng)充分挖掘其在規(guī)劃咨詢、勘測設(shè)計和總承包建設(shè)管理方面的市場價值。待時機(jī)成熟，也可參與儲能項目“投建營”一體化業(yè)務(wù)，利用儲能參與電力市場交易形成效益。

參與課題研究的還有：岳振琪(華北電力設(shè)計院有限公司)；李亞周(西北電力設(shè)計院有限公司)；薛立民(山西省電力勘測設(shè)計院有限公司)；余世峰(國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司)；張磊(貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司)；孫衛(wèi)鋒(福建省電力勘測設(shè)計院有限公司)。