安(ān)科瑞 陳聰

摘要：本文(wén)針對風力發電(diàn)和光(guāng)伏發電的儲能係統(tǒng)進(jìn)行(háng)了優化設計研(yán)究(jiū)。主要從容量匹配(pèi)，運行(háng)策略和經濟性評估三個(gè)方(fāng)麵(miàn)進(jìn)行(háng)分析(xī)。結果表明(míng)
，合理(lǐ)設(shè)置儲能(néng)係(xì)統容(róng)量並優(yōu)化運行
，可以提(tí)高風(fēng)電(diàn)光(guāng)伏(fú)發電(diàn)的平滑性
，為(wéi)電網(wǎng)提供(gōng)調(tiáo)峰服(fú)務
，並具有(yǒu)較(jiào)好的經濟(jì)效(xiào)益。本(běn)文(wén)為(wéi)風光(guāng)發電(diàn)儲(chǔ)能係統的優(yōu)化利用提供了參(cān)考。

關鍵詞：風力(lì)發電(diàn)；光(guāng)伏(fú)發電(diàn)；儲能；經濟(jì)性

0引言(yán)

隨(suí)著(zhuó)全球能源結構的調整和清潔(jié)能源的快速發展
，新(xīn)能源(yuán)發(fā)電方(fāng)式的比(bǐ)重不(bù)斷提高(gāo)。風(fēng)力發電(diàn)和光(guāng)伏(fú)發電作(zuò)為清潔可再生能(néng)源(yuán)的主(zhǔ)要形式
，在可(kě)再(zài)生能源(yuán)發電結構中占有(yǒu)重要(yào)地(dì)位(wèi)。但(dàn)是
，風(fēng)力發電和(hé)光伏(fú)發(fā)電(diàn)也存在(zài)間歇性強(qiáng)，調(tiáo)峰能力差(chà)等(děng)問(wèn)題(tí)。為了提高風力(lì)發(fā)電(diàn)和(hé)光伏(fú)發電的係統穩定(dìng)性，經(jīng)濟(jì)性(xìng)以(yǐ)及(jí)電(diàn)網適(shì)應(yīng)性
，搭(dā)建儲能係(xì)統對(duì)其發(fā)揮重要(yào)作用(yòng)。本文(wén)針對風(fēng)力(lì)發電與光伏(fú)發電儲(chǔ)能係統(tǒng)的(dí)匹(pǐ)配設計(jì)，運行策略(lüè)和(hé)經濟性進(jìn)行綜(zōng)合分析(xī)
，以(yǐ)期(qī)為風(fēng)力和(hé)光伏發電儲能係統(tǒng)的(dí)規劃(huá)設(shè)計和(hé)效益(yì)評估(gū)提供(gōng)參考(kǎo)。

1風(fēng)力(lì)發(fā)電(diàn)和(hé)光(guāng)伏發電儲能(néng)係統基(jī)本概(gài)述

1.1　風(fēng)力發電儲能係統(tǒng)

風(fēng)力(lì)發(fā)電(diàn)儲(chǔ)能係統(tǒng)由風力機(jī)組，功率電子裝置(zhì)，儲能裝(zhuāng)置(zhì)組(zǔ)成(chéng)。風力機組(zǔ)采(cǎi)用變槳(jiǎng)距，變(biàn)槳(jiǎng)角風(fēng)力機
，機組容(róng)量(liáng)一般在1-3MW。儲能係統常采用(yòng)鉛酸蓄電(diàn)池或(huò)鋰(lǐ)電池(chí)
，考慮到(dào)成(chéng)本效(xiào)益兼顧
，蓄(xù)電(diàn)池容量(liáng)約為風機(jī)額定(dìng)功(gōng)率(shuài)的20-40%。以(yǐ)2MW風機(jī)與(yǔ)0.5MW/1MWh鋰電(diàn)池(chí)組(zǔ)為例
，充電(diàn)時風機額定輸出2MW送入電(diàn)池充(chōng)電
，電池(chí)提(tí)供0.5MW功率(shuài)，可儲(chǔ)存1MWh能(néng)量(liáng)。放(fàng)電(diàn)時(shí)
，電(diàn)池(chí)可(kě)以提(tí)供0.5MW功率
，可持續輸出2小時(shí)。充放電(diàn)過(guò)程(chéng)中(zhōng)
，通過雙(shuāng)向DC/DC轉(zhuǎn)換器連(lián)接風(fēng)機發(fā)電(diàn)機側直流母(mǔ)綫(xiàn)與(yǔ)電池
，並(bìng)通過控(kòng)製(zhì)器協(xié)調(tiáo)風機，電池，DC/DC的(dí)功率(shuài)分(fēn)配。放電時
，先(xiān)從電池提(tí)供(gōng)功率
，不足(zú)部分從(cóng)風機(jī)補(bǔ)充(chōng)。光伏(fú)發(fā)電儲能係統(tǒng)控製策(cè)略(lüè)優(yōu)化(huà)可(kě)以提(tí)高係統(tǒng)經濟性
，延(yán)長電池(chí)壽(shòu)命(mìng)。

1.2　光(guāng)伏(fú)發(fā)電儲能係統

光(guāng)伏發電(diàn)儲(chǔ)能係統主(zhǔ)要由光伏數組，逆(nì)變器，儲(chǔ)能裝置組(zǔ)成(chéng)。光伏組(zǔ)件選(xuǎn)用(yòng)單晶或(huò)多晶矽組(zǔ)件
，轉換率18%以上
，組件(jiàn)容量一(yī)般在300-400W。逆變器采用並網(wǎng)型逆(nì)變器(qì)
，效率在(zài)98%以上(shàng)。儲(chǔ)能裝置(zhì)常用鋰電池(chí)
，也可(kě)采用鉛酸(suān)蓄電(diàn)池或電(diàn)容(róng)。儲(chǔ)能(néng)容量設計(jì)考(kǎo)慮(lǜ)發(fā)電容量，用(yòng)電負荷情(qíng)況，調峰需求(qiú)等
，一般取光伏(fú)容量的20-30%。例如(rú)100kW光(guāng)伏係(xì)統(tǒng)配備(bèi)20kW/50kWh鋰電池(chí)組
，充電時光伏(fú)發電(diàn)100kW
，20kW直(zhí)接(jiē)為負(fù)荷(hé)供(gōng)電(diàn)
，餘80kW充電；放電(diàn)時先從電(diàn)池(chí)供電20kW
，不足(zú)部分(fēn)從(cóng)光伏(fú)發(fā)電(diàn)補(bǔ)充。逆變器與電池通(tōng)過(guò)DC/DC調(tiáo)壓器連(lián)接(jiē)
，控製(zhì)充放電過程中的(dí)功率分(fēn)配(pèi)。因(yīn)此(cǐ)
，光(guāng)伏(fú)發(fā)電(diàn)儲(chǔ)能係統優化控製(zhì)策略(lüè)
，既考慮(lǜ)經濟性
，也要(yào)兼顧電(diàn)池(chí)充放電對壽命的影響(xiǎng)。

2風(fēng)力發電和光伏(fú)發電(diàn)儲能係(xì)統(tǒng)優(yōu)化(huà)設計(jì)

2.1儲能係統(tǒng)的容量(liáng)與(yǔ)功(gōng)率匹配(pèi)

儲(chǔ)能係(xì)統的容(róng)量和功率匹(pǐ)配(pèi)設(shè)計(jì)對(duì)係(xì)統(tǒng)的經濟(jì)技術(shù)性能有(yǒu)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響
，應該根(gēn)據(jù)發電側的(dí)配置(zhì)，用(yòng)戶側(cè)的負荷(hé)曲(qū)綫(xiàn)以(yǐ)及(jí)調峰(fēng)需求(qiú)來進(jìn)行匹(pǐ)配設(shè)計。例(lì)如
，如(rú)果(guǒ)一個風電場(cháng)配置了3台2MW的(dí)風(fēng)力發電(diàn)機(jī)組(zǔ)
，用戶側(cè)的負(fù)荷(hé)需求(qiú)峰穀(gǔ)差為1MW
，那麼(mó)儲(chǔ)能容(róng)量應(yīng)設計為(wéi)2MWh
，功率(shuài)為1MW
，以(yǐ)滿(mǎn)足(zú)需求。同時
，考慮(lǜ)到係統(tǒng)損耗(hào)和(hé)儲能效(xiào)率
，可(kě)以適(shì)當(dāng)加大(dà)10-20%的容量和(hé)功率(shuài)。另一(yī)個(gè)例子(zǐ)是(shì)一個(gè)100kW的光(guāng)伏(fú)發(fā)電站(zhàn)
，配備(bèi)了30kW/60kWh的(dí)鋰電池組。光伏(fú)每(měi)天發電(diàn)量約為(wéi)400kWh
，用戶大負(fù)荷約為(wéi)50kW。通過(guò)模擬(nǐ)光伏(fú)輸(shū)出曲綫和(hé)用(yòng)戶負荷曲(qū)綫(xiàn)
，可以得(dé)到(dào)直接供負(fù)荷電(diàn)量約為200kWh
，需要儲存(cún)入電(diàn)池的電量約為200kWh。針對用戶負荷的早晚(wǎn)峰值
，電(diàn)池容量(liáng)60kWh可以滿(mǎn)足約2h的(dí)早(zǎo)晚尖(jiān)峰需(xū)求(qiú)。考(kǎo)慮(lǜ)到電(diàn)池組的充(chōng)放(fàng)電損耗和轉(zhuǎn)換效率(shuài)
，配(pèi)備(bèi)30kW功(gōng)率(shuài)的(dí)電池組基(jī)本能滿(mǎn)足(zú)尖(jiān)峰填平(píng)需求。通(tōng)過(guò)具(jù)體案例分析
，綜(zōng)合考慮發電(diàn)側配置，用(yòng)戶(hù)側(cè)負(fù)荷情況(kuàng)，儲(chǔ)能(néng)效率等(děng)因素(sù)
，可(kě)以(yǐ)合(hé)理(lǐ)匹(pǐ)配設計儲能(néng)係(xì)統的容(róng)量和功(gōng)率
，以滿足係統需求(qiú)
，同時也要考(kǎo)慮經濟性。

2.2　儲能係統的運行(háng)策(cè)略優化(huà)

儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)的(dí)運行策略對(duì)其(qí)經(jīng)濟性和儲能(néng)設備的使(shǐ)用壽命具有重要影(yǐng)響。因(yīn)此(cǐ)
，需要(yào)對(duì)充放電策略，SOC（StateofCharge
，電池(chí)荷電(diàn)狀態）維持(chí)策(cè)略等進行精細的(dí)優化。具(jù)體(tǐ)來說
，充電策略(lüè)應考慮風(fēng)電(diàn)或光伏的(dí)預測輸(shū)出(chū)情況(kuàng)，電(diàn)網(wǎng)負荷需求(qiú)狀(zhuàng)況(kuàng)，電價信號等(děng)因素(sù)
，以(yǐ)便合理(lǐ)製定儲能(néng)係統的充電時(shí)段(duàn)和充電(diàn)功率。這樣(yàng)可以避免(miǎn)過充過放(fàng)的情(qíng)況(kuàng)
，同時(shí)優化經(jīng)濟效(xiào)益(yì)。放電策略(lüè)則需(xū)要根(gēn)據負荷需(xū)求曲綫，電價差異等條件
，優(yōu)先(xiān)利用(yòng)儲(chǔ)能電(diàn)量(liáng)提(tí)供功率支持
，實現(xiàn)峰(fēng)穀調(tiáo)節，電(diàn)費套(tào)利(lì)等目標(biāo)。

以(yǐ)一個2MW/5MWh的鋰電(diàn)池(chí)組風電場(cháng)為(wéi)例
，可以將SOC操作(zuò)範圍(wéi)設(shè)置為(wéi)20%-90%。在(zài)充(chōng)電(diàn)時(shí)
，需要(yào)考慮風機(jī)的實時(shí)輸出和電網負(fù)荷需求
，在(zài)風電(diàn)低穀時(shí)限製(zhì)充電功率
，以防(fáng)止過(guò)充。在放電時(shí)
，應(yīng)優先從(cóng)儲(chǔ)能中提供(gōng)功率(shuài)
，以(yǐ)抵(dǐ)消風(fēng)電(diàn)的(dí)波(bō)動(dòng)。具體的充(chōng)放電功(gōng)率將根據實時(shí)數(shù)據(jù)進行(háng)動態調整(zhěng)
，以(yǐ)維持合理(lǐ)的SOC水(shuǐ)平(píng)。這樣的(dí)策(cè)略不僅(jǐn)可(kě)以(yǐ)延(yán)長電池壽(shòu)命
，還可(kě)以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(tiáo)節(jié)。另外(wài)
，對於一個(gè)100kW/60kWh的(dí)光伏(fú)電池(chí)組
，充(chōng)放電(diàn)策略將根據當日(rì)光伏發電(diàn)預測和用戶負荷預(yù)測進(jìn)行(háng)優(yōu)化
，以保證SOC的合理化
，防止(zhǐ)電池過(guò)充(chōng)過放。在放電(diàn)時(shí)
，應優(yōu)先從電池(chí)供電
，然後(hòu)補(bǔ)充光(guāng)伏(fú)
，以(yǐ)平(píng)滑輸出。同(tóng)時(shí)
，運(yùn)行(háng)策略需要根(gēn)據(jù)電池(chí)的健(jiàn)康狀(zhuàng)態和使用(yòng)數(shù)據進行動(dòng)態調(tiáo)整更(gēng)新(xīn)
，以保證優(yōu)質(zhì)效(xiào)果。綜(zōng)上所述(shù)
，通過全(quán)麵優化儲能係統的運(yùn)行策略
，可以顯(xiǎn)著(zhù)提(tí)升其(qí)技術經(jīng)濟(jì)效益(yì)。

2.3　儲能係統(tǒng)的(dí)組件(jiàn)選擇與(yǔ)布(bù)局

儲能係統組(zǔ)件(jiàn)的合(hé)理選(xuǎn)擇和(hé)布(bù)局直(zhí)接影響係統性(xìng)能(néng)和經(jīng)濟指標(biāo)
，需要考慮以下(xià)幾個關(guān)鍵方(fāng)麵(miàn)：一
，根據係統(tǒng)容量需求，電氣特(tè)性參數，自(zì)放(fàng)電率(shuài)，使用(yòng)環境條(tiáo)件(jiàn)等因素(sù)
，選擇合(hé)適的(dí)儲能(néng)設備。例如對於大容(róng)量(liáng)風電(diàn)係統(tǒng)
，可(kě)以考慮使(shǐ)用成本(běn)較低(dī)的鉛(qiān)酸電池(chí)；對於配備光伏的家庭(tíng)微電網係(xì)統(tǒng)
，則(zé)可以(yǐ)選(xuǎn)擇(zé)長(cháng)壽命，高安(ān)全性的(dí)鋰電池。在(zài)選擇(zé)具(jù)體(tǐ)產品時(shí)
，需(xū)要(yào)匹(pǐ)配(pèi)其(qí)電(diàn)壓電流參數，容(róng)量大(dà)小，允(yǔn)許充(chōng)放電次數等指標
，確保其滿(mǎn)足係(xì)統(tǒng)運轉的需求。二
，需(xū)要(yào)選(xuǎn)擇高效(xiào)率(shuài)，損(sǔn)耗(hào)小的(dí)電力電(diàn)子變流設備(bèi)
，確保其電壓等(děng)級(jí)和(hé)功率大(dà)小匹(pǐ)配(pèi)係統(tǒng)的具體(tǐ)需求(qiú)。例如(rú)對於幾百(bǎi)KW級的(dí)風(fēng)電(diàn)光伏(fú)係(xì)統
，可以選擇(zé)采用IGBT變(biàn)流(liú)器；如果係(xì)統(tǒng)功率(shuài)達到幾百(bǎi)MW級
，則需要考(kǎo)慮(lǜ)采用(yòng)更高(gāo)功率等(děng)級(jí)的碳(tàn)化矽(guī)變(biàn)流(liú)設(shè)備。另(lìng)外
，關(guān)鍵部(bù)位(wèi)需要(yào)設置(zhì)合理(lǐ)的(dí)冗餘變(biàn)流設備
，以提升係(xì)統(tǒng)的(dí)可靠性(xìng)。三(sān)
，不同的拓(tuò)撲(pū)結構(gòu)關係(xì)到後續(xù)的係(xì)統控製策略(lüè)選用。例(lì)如
，公共(gòng)DC母綫(xiàn)的(dí)結(jié)構有利於風(fēng)電(diàn)和光(guāng)伏向(xiàng)儲能係統進行統一(yī)供電(diàn)
，便於實(shí)施(shī)風光互(hù)補的控(kòng)製(zhì)策略；而獨立的DC-AC結(jié)構則(zé)可以實(shí)現兩者的隔(gé)離(lí)控製。因(yīn)此
，需(xū)要(yào)根據工程的具體設(shè)計目的
，合理(lǐ)選擇(zé)係統(tǒng)拓(tuò)撲結構。四
，要優先(xiān)選(xuǎn)擇通信(xìn)協(xié)議開放，功能(néng)可擴(kuò)展(zhǎn)的能(néng)量管理(lǐ)係(xì)統
，以實(shí)現對(duì)各(gè)類儲能設(shè)備，變流(liú)設(shè)備(bèi)的(dí)狀態監(jiān)控
，並(bìng)根(gēn)據設(shè)備運(yùn)行(háng)數據和(hé)需求負(fù)荷
，製定(dìng)出優化的係(xì)統(tǒng)控(kòng)製策略。五(wǔ)
，根據(jù)對用(yòng)戶側負(fù)荷需求(qiú)分析，儲能容量(liáng)需求(qiú)評(píng)估等
，來(lái)合(hé)理(lǐ)確定光(guāng)伏(fú)發電，風電(diàn)發(fā)電，儲(chǔ)能(néng)設備(bèi)等的(dí)具(jù)體容量(liáng)配置方案。設(shè)備布(bù)局時
，要(yào)注(zhù)意(yì)強(qiáng)弱電的分離，防(fáng)潮，設備熱管理等多個方麵。綜(zōng)上
，通(tōng)過(guò)對係統關鍵設備及拓(tuò)撲結構(gòu)的(dí)精細(xì)化(huà)比選和設計(jì)分析(xī)
，可以獲(huò)得技術(shù)指標高且(qiě)經(jīng)濟性(xìng)好(hǎo)的儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)解(jiě)決(jué)方案(àn)。

表1　儲能(néng)係統優化設計關鍵(jiàn)措(cuò)施

3風力發(fā)電和光伏(fú)發電儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)經濟性(xìng)分(fēn)析(xī)

3.1儲能係(xì)統(tǒng)的成(chéng)本(běn)與(yǔ)效益評估(gū)

儲(chǔ)能係統的(dí)成(chéng)本(běn)主要(yào)分為設備購置(zhì)成本，運維成本以及係統電能損耗成本(běn)。在評(píng)估其效益時
，需(xū)要考慮(lǜ)儲能係(xì)統在改善電網調峰性(xìng)能，減少備用(yòng)容量，延長相關(guān)設備(bèi)使(shǐ)用(yòng)壽命等(děng)方麵的經濟(jì)價(jià)值。可以(yǐ)通(tōng)過(guò)具體(tǐ)案例(lì)進行(háng)成(chéng)本效益(yì)分析
，例如某風電(diàn)場(cháng)配備了2MW/5MWh的(dí)鋰(lǐ)電池(chí)儲能(néng)係統
，設(shè)備購(gòu)置成本為(wéi)120萬元
，10年(nián)使(shǐ)用(yòng)期(qī)
，年運維費用為6萬(wàn)元。該係統通過峰(fēng)穀(gǔ)切換(huàn)
，可幫助風場減(jiǎn)少(shǎo)約(yuē)10%的棄(qì)風(fēng)量
，據測(cè)算每年可(kě)增加發(fā)電收(shōu)入約(yuē)18萬元(yuán)。同時作為頻率(shuài)調節儲備(bèi)
，可(kě)額外獲得約10萬(wàn)元(yuán)的(dí)調峰補償收(shōu)入。另(lìng)外
，係(xì)統吸(xī)收湧餘(yú)功(gōng)率
，可減少(shǎo)機(jī)組機械(xiè)應力
，延長逆變器使(shǐ)用壽命(mìng)約10%
，每年(nián)節約維護(hù)成(chéng)本約(yuē)5萬(wàn)元(yuán)。扣除(chú)運維成本(běn)後(hòu)
，該(gāi)儲(chǔ)能係(xì)統(tǒng)10年(nián)內的效益(yì)約(yuē)為330萬元(yuán)
，投資(zī)回收(shōu)期小(xiǎo)於5年(nián)。另一個(gè)案(àn)例(lì)是某(mǒu)光(guāng)伏電站(zhàn)配備(bèi)100kW/200kWh的電(diàn)池(chí)組進行峰穀填(tián)平(píng)
，同(tóng)樣可以獲得(dé)良好(hǎo)的(dí)經(jīng)濟效益。因此
，在(zài)評估(gū)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)的(dí)效(xiào)益時
，除了考(kǎo)慮經濟(jì)效(xiào)益外
，還(huán)需關(guān)注(zhù)其(qí)在提(tí)高電網穩(wěn)定(dìng)性，減少調峰輪備容(róng)量(liáng)等(děng)方麵的技術價值
，以及(jí)減少棄(qì)風棄光(guāng)對(duì)環境(jìng)的影(yǐng)響(xiǎng)等(děng)全麵效益。通過(guò)綜(zōng)合(hé)技(jì)術經濟效益分析(xī)
，可(kě)以更全(quán)麵地評估儲能(néng)係(xì)統的(dí)合理(lǐ)性。

3.2儲能(néng)係統(tǒng)對電網的價(jià)值分(fēn)析

儲能(néng)係統(tǒng)通(tōng)過(guò)充(chōng)放電調節
，能夠(gòu)為電(diàn)網提供(gōng)各(gè)種服務
，提(tí)升電網供電的(dí)可(kě)靠性，經(jīng)濟(jì)性和靈活(huó)性。具體(tǐ)表現在(zài)以(yǐ)下(xià)幾(jī)個(gè)方(fāng)麵：一(yī)是(shì)提高電(diàn)源調(tiáo)峰能(néng)力(lì)。儲能係統(tǒng)能夠(gòu)快(kuài)速響(xiǎng)應(yīng)需(xū)求(qiú)變化(huà)
，實現(xiàn)充電儲能和峰(fēng)穀(gǔ)調節
，降(jiàng)低對調峰(fēng)發(fā)電機組(zǔ)的依(yī)賴
，從而降(jiàng)低(dī)調(tiáo)峰成(chéng)本。二(èr)是(shì)減(jiǎn)少備用容量需求(qiú)。儲(chǔ)能係(xì)統可作為容量備用(yòng)
，降低電網(wǎng)準備(bèi)的備用(yòng)容(róng)量。例如
，10MW儲能係統可(kě)以減少(shǎo)約5MW的備用(yòng)容(róng)量。三(sān)是提(tí)高(gāo)電(diàn)網靈(líng)活性(xìng)。儲(chǔ)能係(xì)統增強(qiáng)電(diàn)網吸收新能(néng)源等不穩定源的(dí)能力(lì)
，同時在(zài)黑啟(qǐ)動時為係(xì)統供電(diàn)。四是(shì)提(tí)高(gāo)電力(lì)質(zhì)量。儲(chǔ)能係統能夠(gòu)平滑(huá)電(diàn)源(yuán)波動
，控(kòng)製充放(fàng)電參與電壓/頻率調節
，提高(gāo)電力質(zhì)量。五(wǔ)是節(jié)約用(yòng)戶(hù)電費(fèi)。儲能係統(tǒng)實現(xiàn)峰(fēng)穀(gǔ)時間電(diàn)價套利(lì)
，充(chōng)電(diàn)存儲夜(yè)間低穀(gǔ)電價(jià)電量
，放(fàng)電(diàn)減(jiǎn)少高(gāo)峰用電
，降(jiàng)低用戶電(diàn)費支出。具體(tǐ)經(jīng)濟(jì)效益可(kě)以進行(háng)測算(suàn)
，例如
，在某地區建設(shè)100MW/400MWh儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)
，可減少(shǎo)該(gāi)地約(yuē)40MW備用容量
，同(tóng)時(shí)參與頻(pín)率(shuài)調(tiáo)節(jié)獲得電費補償約(yuē)300萬(wàn)元/年(nián)
，用(yòng)戶通過夜間充電可節約(yuē)電(diàn)費(fèi)100萬(wàn)元/年(nián)。該(gāi)儲能(néng)係統(tǒng)投(tóu)資在8年內收(shōu)回。綜(zōng)上所述
，儲能(néng)係統通過多種方式提(tí)升電網可靠性，靈活性(xìng)，經(jīng)濟性
，成為電(diàn)網的(dí)重要(yào)支(zhī)撐技術(shù)裝備。

3.3經濟(jì)性(xìng)指標(biāo)的計算(suàn)與比較

對(duì)儲(chǔ)能係(xì)統的(dí)經(jīng)濟性(xìng)指標進行計算與比(bǐ)較(jiào)
，可以評估(gū)不同方案的經(jīng)濟(jì)效益(yì)。主(zhǔ)要(yào)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)包括(kuò)：

1. 投(tóu)資回(huí)收(shōu)期。根(gēn)據總投資成(chéng)本，年(nián)運行(háng)維護(hù)費用(yòng)及係(xì)統收益
   ，計算投資回(huí)收所(suǒ)需(xū)要的(dí)時間(jiān)
   ，一般要(yào)求(qiú)投資回(huí)收期在項目(mù)使(shǐ)用壽(shòu)命(mìng)1/3以內。

2. 遞增係統效益與(yǔ)遞(dì)增(zēng)成(chéng)本比(bǐ)。評估增(zēng)加儲能(néng)容量對係統效(xiào)益(yì)提升的(dí)貢獻(xiàn)與(yǔ)成(chéng)本增(zēng)加的(dí)比值(zhí)
   ，選擇(zé)優(yōu)解(jiě)。遞(dì)增(zēng)係統(tǒng)效(xiào)益與遞(dì)增成本比計算公(gōng)式：比值=ΔE/ΔC；式中
   ，ΔE為(wéi)係統效益的遞(dì)增量(liáng)
   ，ΔC為(wéi)係統成本(běn)的(dí)遞(dì)增量。

3. 淨(jìng)現值（NPV）。估算(suàn)項(xiàng)目的收益(yì)現值與成本現值之差(chà)
   ，NPV大於0表(biǎo)示(shì)項(xiàng)目(mù)經濟可行。NPV計算公式(shì)：NPV=∑（t=1）n（R-C）/（1+r）t；式中
   ，R和(hé)C分別為t年的收益(yì)和成(chéng)本
   ，r為(wéi)貼現率(shuài)
   ，n為(wéi)項目(mù)使用壽命。（4）

4. 內部收益率(shuài)（IRR）。計(jì)算(suàn)項目收(shōu)益所對應(yīng)的復(fù)利(lì)回報(bào)率(shuài)
   ，IRR高於銀行*款利(lì)率(shuài)表(biǎo)示項(xiàng)目價(jià)值高。IRR滿足等式(shì)：∑（t=1）n（R-C）/（1+IRR）t=0。

具體計算可基於特定(dìng)案例(lì)
，例如(rú)某風電場考(kǎo)慮增(zēng)設2MW/5MWh儲(chǔ)能係統
，成本(běn)為120萬元
，使(shǐ)用壽命為10年(nián)。經過(guò)測算(suàn)
，該儲能係統(tǒng)的(dí)投(tóu)資(zī)回(huí)收(shōu)期為(wéi)4.5年
，淨(jìng)現(xiàn)值(zhí)（NPV）為260萬元
，內(nèi)部(bù)收(shōu)益率(shuài)（IRR）為16.5%
，符(fú)合經濟(jì)效益要(yào)求。同時
，也(yě)可(kě)以通(tōng)過(guò)比較不(bù)同儲(chǔ)能容量方(fāng)案的(dí)經(jīng)濟(jì)性(xìng)評價指標
，選擇優解。通過(guò)定量(liáng)經(jīng)濟(jì)性分析
，我們可(kě)以(yǐ)比(bǐ)較(jiào)不(bù)同儲能(néng)配置方案的(dí)可(kě)行(háng)性
，並選擇(zé)經濟(jì)效(xiào)益較(jiào)佳(jiā)的儲(chǔ)能係統(tǒng)解決方案(àn)
，結合技(jì)術指標(biāo)評(píng)估
，我們可以(yǐ)實(shí)現技(jì)術經濟兼優的(dí)儲能係統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4安科瑞Acrel-2000MG微(wēi)電網能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係統

4.1概(gài)述(shù)

Acrel-2000MG儲能能量管理係(xì)統是安科(kē)瑞(ruì)專門針對工(gōng)商業儲能電站研製的本(běn)地化(huà)能(néng)量管理係(xì)統(tǒng)
，可(kě)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電站的數據采集，數(shù)據處(chǔ)理，數(shù)據存儲，數(shù)據查詢與(yǔ)分(fēn)析(xī)，可(kě)視(shì)化監(jiān)控(kòng)，報警管理(lǐ)，統計(jì)報(bào)表，策略管理(lǐ)，歷史曲(qū)綫等功能(néng)。其中策(cè)略管(guǎn)理
，支持多(duō)種(zhǒng)控(kòng)製策(cè)略(lüè)選(xuǎn)擇(zé)
，包含(hán)計劃曲綫，削(xiāo)峰填穀，需(xū)量(liáng)控製，防逆流(liú)等(děng)。該(gāi)係統(tǒng)不僅可以(yǐ)實現下級(jí)各儲能(néng)單元(yuán)的(dí)統(tǒng)一監控和(hé)管(guǎn)理
，還可(kě)以實現與(yǔ)上級調度(dù)係(xì)統和雲平(píng)台(tái)的(dí)數(shù)據通訊(xùn)與交互(hù)
，既(jì)能(néng)接(jiē)受上(shàng)級調度(dù)指令
，又可以(yǐ)滿足(zú)遠(yuǎn)程監控與運維
，確保(bǎo)儲能係(xì)統(tǒng)安全，穩定，可靠(kào)，經濟(jì)運行。

4.2應(yīng)用(yòng)場景

適(shì)用(yòng)於(yú)工商(shāng)業儲能電(diàn)站(zhàn)，新(xīn)能(néng)源(yuán)配儲(chǔ)電(diàn)站。

4.3係(xì)統結構(gòu)

4.4係(xì)統(tǒng)功(gōng)能(néng)

（1）實時監(jiān)管

對微電網(wǎng)的(dí)運(yùn)行(háng)進(jìn)行實時監(jiān)管
，包含市電，光伏(fú)，風電，儲能，充電樁及用電(diàn)負荷
，同(tóng)時(shí)也包(bāo)括收益數(shù)據(jù)，天(tiān)氣(qì)狀況，節(jié)能減排(pái)等信息。

（2）智能監控

對係(xì)統(tǒng)環境(jìng)，光伏組(zǔ)件，光(guāng)伏(fú)逆變(biàn)器，風電控製(zhì)逆(nì)變一體機，儲(chǔ)能電池，儲能(néng)變流(liú)器，用電(diàn)設(shè)備等進(jìn)行實時監測(cè)
，掌握微(wēi)電網係統(tǒng)的(dí)運行狀況(kuàng)。

（3）功率(shuài)預測(cè)

對(duì)分布(bù)式(shì)發(fā)電係統(tǒng)進行短(duǎn)期，超短期發(fā)電功率(shuài)預(yù)測
，並展示合(hé)格(gé)率(shuài)及(jí)誤差(chà)分(fēn)析(xī)。

（4）電(diàn)能(néng)質量

實(shí)現整(zhěng)個微(wēi)電網係統(tǒng)範圍內的電能質(zhì)量(liáng)和電能(néng)可(kě)靠性(xìng)狀(zhuàng)況(kuàng)進行持(chí)續性的監(jiān)測(cè)。如(rú)電壓諧波(bō)，電(diàn)壓閃變，電壓不平(píng)衡等穩態數據和(hé)電(diàn)壓暫升/暫降，電壓中斷暫態(tài)數(shù)據進(jìn)行(háng)監測分析(xī)及錄(lù)波展示(shì)
，並(bìng)對(duì)電壓，電流瞬(shùn)變進行監(jiān)測。

（5）可視(shì)化(huà)運(yùn)行(háng)

實現微(wēi)電網無(wú)人值守
，實現(xiàn)數字(zì)化(huà)，智能(néng)化，便捷化管理(lǐ);對重要負荷與(yǔ)設(shè)備(bèi)進行不(bù)間斷(duàn)監控(kòng)。

（6）優(yōu)化控製(zhì)

通(tōng)過(guò)分析歷(lì)史用(yòng)電(diàn)數據(jù)，天氣(qì)條件對(duì)負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測(cè)
，並(bìng)結(jié)合(hé)分布式電源出力與(yǔ)儲(chǔ)能(néng)狀態(tài)
，實現(xiàn)經濟(jì)優化(huà)調(tiáo)度(dù)
，以降(jiàng)低(dī)尖(jiān)峰或(huò)者高峰時刻(kè)的用電(diàn)量
，降(jiàng)低(dī)企業(yè)綜(zōng)合用(yòng)電成本(běn)。

（7）收(shōu)益(yì)分析(xī)

用戶可以查看光伏(fú)，儲能，充電(diàn)樁(zhuāng)三部(bù)分(fēn)的(dí)每(měi)天電量和(hé)收(shōu)益數(shù)據(jù)
，同時可以切換年(nián)報查看每個月的電(diàn)量和(hé)收(shōu)益。

（8）能(néng)源分析(xī)

通過(guò)分析光伏(fú)，風電(diàn)，儲能設(shè)備(bèi)的發電效率(shuài)，轉化效率(shuài)
，用於評估設(shè)備(bèi)性(xìng)能與(yǔ)狀態。

（9）策略配置

微電網(wǎng)配(pèi)置主要對(duì)微(wēi)電(diàn)網係(xì)統(tǒng)組成，基礎(chǔ)參(cān)數(shù)，運行策略(lüè)及統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行(háng)設置。其中策(cè)略(lüè)包含計劃(huá)曲綫，削峰(fēng)填(tián)穀，需(xū)量(liáng)控製，新(xīn)能源消納，逆功(gōng)率(shuài)控製(zhì)等。

5硬(yìng)件及其配(pèi)套產品

6結論

隨著(zhuó)可(kě)再生能源比重的(dí)不(bù)斷提(tí)高(gāo)
，風力發(fā)電和(hé)光伏(fú)發(fā)電(diàn)的(dí)間歇性(xìng)和(hé)波(bō)動性對電網穩定運(yùn)行提出(chū)挑(tiāo)戰。儲能係統(tǒng)作為有(yǒu)效(xiào)解決新能源規模(mó)化利(lì)用(yòng)的(dí)關(guān)鍵技(jì)術
，發揮著不可替代(dài)的(dí)重(zhòng)要(yào)作(zuò)用。本文針對風電(diàn)和光伏(fú)發電的(dí)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)進(jìn)行(háng)了(liǎo)係(xì)統(tǒng)研(yán)究(jiū)
，重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)能係(xì)統的(dí)優化設計，運(yùn)營策略(lüè)和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估進行了探(tàn)討。研(yán)究表(biǎo)明(míng)
，合理規(guī)劃(huá)儲能係(xì)統容(róng)量(liáng)配(pèi)置與控製(zhì)策略(lüè)
，不(bù)僅(jǐn)能提高風電(diàn)和光(guāng)伏發電的(dí)可(kě)靠(kào)性，經濟(jì)性
，也(yě)可以減(jiǎn)少其(qí)棄風棄光量(liáng)
，提供(gōng)調(tiáo)峰備用(yòng)等多種(zhǒng)電(diàn)網服務
，具有良好(hǎo)的技(jì)術(shù)經濟效(xiào)益。總(zǒng)體而言
，儲能(néng)技術與風(fēng)電(diàn)，光(guāng)伏(fú)發(fā)電深度融合(hé)
，是實現可再生(shēng)能(néng)源大規(guī)模利(lì)用的重(zhòng)要(yào)途徑(jìng)之一。未(wèi)來(lái)的研究可繼續關(guān)注(zhù)如何利用(yòng)儲(chǔ)能(néng)技(jì)術提(tí)高(gāo)新(xīn)能(néng)源並網(wǎng)規模
，實現可(kě)再(zài)生能(néng)源(yuán)與電(diàn)網(wǎng)的協調(tiáo)優(yōu)化(huà)及(jí)互利共(gòng)贏(yíng)。

參(cān)考文獻

[1]張(zhāng)凱銘.風光互(hù)補(bǔ)發電係(xì)統大(dà)功率點(diǎn)跟(gēn)蹤(zōng)及儲能控(kòng)製策略研究［D］.哈爾(ěr)濱：東(dōng)北農(nóng)業大學
，2023.

[2]陳(chén)海龍.風光儲(chǔ)充微電(diàn)網係統的(dí)設(shè)計與應(yīng)用［J］光(guāng)源(yuán)與照(zhào)明
，2022（6）：217-219

[3]安科瑞(ruì)企業(yè)微電(diàn)網設(shè)計(jì)與應(yīng)用(yòng)手冊.2022年05版

[4]林(lín)振.風力(lì)發(fā)電(diàn)與光(guāng)伏(fú)發電儲(chǔ)能係統(tǒng)優化(huà)設計及經濟性(xìng)分(fēn)析