储能在配电网中的应用模式及技术经济分析

　　电池储能有三大要求。一是安全性：电网应用的储能理论上比电动汽车应用更加安全，但仍然需要昂贵配套设备保证其安全使用范围和性能。另外，电池自带电的特性对安全操作的要求高。二是经济性：电池全生命周期成本是主要制约因素，能量转换系统（PCS）和电池管理系统（BMS）等设备相对成熟，而且压缩成本空间较大，集成的利润空间较大。三是便捷性：储能尤其是分布式储能能否做到即插即用，方便用户使用或整合到已有电力系统中是用户满意度的重要考量之一。

　　配电网中的电池储能主要应用模式有固定式储能站和集装箱分布式方式。根据分析，以深圳宝清电池储能站为例，投资成本中电池约占50%、土建约占22%、设计费占9%、PCS、BMS以及常规设备各占5%左右，价格为5000元/千瓦时；而与集中式储能方式相比，集装箱分布式储能预期可节省30%~40%的成本，大大节省厂房建设的费用，且现场安装费用低，价格为3500元/千瓦时（见表1）。

　　为了促进电池储能在配电网的应用，有必要进行全方位、系统性地开展储能系统的成本效益分析。通过分析储能系统在配电网中的功能作用，我们采用了直接计算、等效替代和损失估计三种方法，对深圳宝清电池储能电站进行综合效益的实例量化评估分析（见表2）。效益分析与评估主要参考了Sandia国家实验室与美国电力科学研究院总结归纳的储能综合效益评价体系。

　　由于激励机制的缺乏和紧急情况发生的不确定性，宝清电池储能电站在紧急无功补偿、备用电源、独立供电、提高电能质量等方面的技术经济性难以给出详细的定量分析，但为了更好地评估电池储能站的效益，本次评价考虑电池储能站的削峰填谷作用，同时将无功补偿、备用电源、独立供电、提高电能质量等应用模式作为辅助功能，对租赁制和峰谷电价制两种经营模式进行了经济性分析。以宝清电池储能电站本期工程投资回收的角度测算了租赁费用和峰谷电价价格。两种经营模式及其相应的测算内容如表3所示，测算结果如表4所示。需要说明的是，本文开展的测算分析并不具有代表性，只是针对电池储能站应用的假设场景和可灵活调节的电价开展的研究。

　　总体来看，在两种经营模式下，电站运营20年的内部收益率要高于运营15年的内部收益率，以此推算的峰谷电价差和租赁费相对更低，创造了更大的盈利空间，因此在经济寿命周期内，电池寿命越长，储能站运营的经济性相对越好。从经营模式角度来看，对于经营模式之一的租赁制，承租方每年应向出租方支付年租赁费用，租赁费可以支付储能站的运行成本、税金、合理利润以及回收建设投资；对于经营模式之二的峰谷电价制，由于宝清电池储能电站的建设投资较大，容量较小，年发电量也相对较小，在项目投资收益率（税后）为7.5%的假设情况下，峰谷电价差要远远高于深圳市大工业用户的峰谷电价差。在现阶段政策缺乏、电价机制缺乏、紧急情况应对激励机制缺乏、电能质量敏感性激励缺乏的情况下，采用模式一租赁制可以降低经营风险，有利于吸引投资，同时能够使储能站在系统中充分发挥作用。