當前儲能基本配置在“源”側(cè)和“網(wǎng)”側(cè)，在“荷”側(cè)有個別用戶投資自建儲能，規(guī)?？偭炕究梢院雎圆挥嫛＿@種或依附于“源”、或依附于“網(wǎng)”、或依附于“荷”的“儲”只為依附方服務(wù)，不能成為獨立一極。這樣的“源網(wǎng)荷儲”電力系統(tǒng)實質(zhì)上是加強版的“源網(wǎng)荷”電力系統(tǒng)，主角依然是“源網(wǎng)荷”，“儲”只是“源網(wǎng)荷”各自的小跟班。“儲”在其間沒有地位，沒有發(fā)言權(quán)。新型電網(wǎng)是“源網(wǎng)荷儲”四維互動的關(guān)系，迫切需要明確及提升“儲”的地位，各方平等，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)才能本質(zhì)升級，構(gòu)建為面向未來的“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動的新型電力系統(tǒng)。
構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動
新型電力系統(tǒng)的一種思路
劉大為
一、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)迫切需要本質(zhì)升級
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由“源網(wǎng)荷”三者組成，為最大化利用清潔電力，平滑清潔電力的“間歇性、波動性”，穩(wěn)定電源供應(yīng)，儲能成為解決問題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的“源網(wǎng)荷”電力系統(tǒng)由此變?yōu)椤霸淳W(wǎng)荷儲”電力系統(tǒng)。
當前儲能基本配置在“源”側(cè)和“網(wǎng)”側(cè)，在“荷”側(cè)有個別用戶投資自建儲能，規(guī)?？偭炕究梢院雎圆挥嫛＿@種或依附于“源”、或依附于“網(wǎng)”、或依附于“荷”的“儲”只為依附方服務(wù)，不能成為獨立一極。這樣的“源網(wǎng)荷儲”電力系統(tǒng)實質(zhì)上是加強版的“源網(wǎng)荷”電力系統(tǒng)，主角依然是“源網(wǎng)荷”，“儲”只是“源網(wǎng)荷”各自的小跟班。“儲”在其間沒有地位，沒有發(fā)言權(quán)。新型電網(wǎng)是“源網(wǎng)荷儲”四維互動的關(guān)系，迫切需要明確及提升“儲”的地位，各方平等，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)才能本質(zhì)升級，構(gòu)建為面向未來的“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動的新型電力系統(tǒng)。
二、“荷”側(cè)用能心態(tài)分析
就目前而言，“源”側(cè)或“網(wǎng)”側(cè)配置的儲能，都不能積極地和“荷”側(cè)互動，電力系統(tǒng)實質(zhì)上依然沒有擺脫“源隨荷動”的傳統(tǒng)。在節(jié)能減排的大背景下，“網(wǎng)”側(cè)積極地給“荷”側(cè)描繪碳形象，提供節(jié)能結(jié)果報告，幫助進行節(jié)能分析。都根本上不能直達用戶痛點，不能協(xié)助用戶主動進行節(jié)能減排。
真正了解“荷”側(cè)需求只有“荷”自身。如果“荷”不能自主選擇發(fā)電來源，不能區(qū)分究竟是化石能源發(fā)電還是清潔能源發(fā)電，也沒有利益驅(qū)使其選擇發(fā)電來源，“荷”側(cè)并不在乎是“黑電”或“綠電”。就如同城市打出租車，“油”車和“電”車每公里單價一樣，同樣能安全快捷地把乘客送到目的地，乘客并不在意乘坐的是“油”車還是“電”車。
只有通過利益和利害方式把“荷”側(cè)的主動性調(diào)動起來，讓“荷”參與電源選擇甚至是電力調(diào)度，才能改變過去“源隨荷動”的被動式供電，用戶有意愿且有能力主動選擇綠色能源，才能在此基礎(chǔ)上構(gòu)建未來新型電力系統(tǒng)，才能是各方互動的新型電力系統(tǒng)。
三、儲能現(xiàn)狀分析
（一）用戶側(cè)建設(shè)儲能條件及作用：
1.必須擁有一定體量，才具備財力投資儲能。
2.各地電價政策不一，當峰谷電價差額足夠大，用戶有動力和意愿投資儲能，以達到降本增效目的。
3.必須擁有一定的技術(shù)能力，以確保儲能安全有效運行。
4.必須有合適場地建設(shè)儲能。
用戶側(cè)建設(shè)儲能四個條件缺一不可，而且用戶側(cè)儲能設(shè)施不能向電網(wǎng)反供電，收回儲能建設(shè)運營成本渠道單一，只能靠峰谷差去消化。所以用戶側(cè)儲能只有特殊性，沒有普適性。
（二）電網(wǎng)側(cè)建設(shè)儲能條件及作用：
1.作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，相對容易獲得當?shù)卣С郑色@得合適儲能建設(shè)用地。
2.具有專業(yè)技術(shù)能力和團隊，保障儲能電站的安全運行。
3.具有一定財力建設(shè)儲能。
4.消納社會清潔能源發(fā)電，電網(wǎng)調(diào)頻，削峰填谷。
兩者對比，“荷”側(cè)建設(shè)儲能門檻較高，更多考慮是躲避電網(wǎng)峰價，降本增效，一般和清潔發(fā)電利用無關(guān)。而且因各自條件不同，投資意愿也不同，不具備社會推廣性?！熬W(wǎng)”側(cè)建設(shè)儲能門檻較低，而且“網(wǎng)”側(cè)儲能屬于公共設(shè)施，對社會貢獻益處良多，但因為當前電價政策下，儲能成本不能合理地反應(yīng)在銷售電價上，所以電網(wǎng)側(cè)缺乏一個積極部署的理由——利益！
縱然“儲”將成為未來電力系統(tǒng)的重要組成部分已成為社會各方共識，但各方缺乏投資意愿，“儲”在當前生態(tài)下難以自我健康成長。
四、光伏儲能投資分析
以某太陽能資源一般地區(qū)為例，當?shù)啬耆照招r數(shù)為2200小時—3000小時，一般工商業(yè)高峰電價為0.8179元/度。
（一）單一用戶投資“光伏+儲能”情況分析：
該地區(qū)A用戶擁有1000 m2的可架設(shè)光伏面積。
采用多晶硅太陽能電池的光伏系統(tǒng)，市場單價為3元/瓦，每瓦安裝費0.5元，即光伏系統(tǒng)為3.5元/瓦。一般100平方米可架設(shè)8—13kW的光伏板，取均數(shù)10kW/100m2。A用戶可架設(shè)100kW的光伏板。
靜態(tài)光伏系統(tǒng)投資為100000(W)×3.5(元/W)=35萬元。
根據(jù)最新市場報價，儲能鋰電池約為1.00元/Wh。自投資容量為400 kW·h、功率為100 kW的儲能電站。電池投入 400000W·h×1.00元/W·h=40萬元；儲能對應(yīng)逆變并網(wǎng)設(shè)備、儲能監(jiān)控及基建等費用約為17.5萬元。儲能電站總投入約57.5萬元。
光伏和儲能合計投入35萬元+57.5萬元=92.5萬元。
光伏發(fā)電系統(tǒng)損耗為30%，按當?shù)啬耆照?000小時計算，該光伏系統(tǒng)年發(fā)電量為：
2000小時×100KW×（1-0.3）=14萬度電
所發(fā)電量全部存入儲能電站平滑后再逆變成交流，經(jīng)地區(qū)公網(wǎng)返回該用戶，儲能電站選用鋰電池，損耗較小。一充一放損耗約為10%。
A用戶每年可有效使用清潔電量：
14萬度電×（1-0.1）=12.6萬度電
該地區(qū)一般工商業(yè)高峰電價為0.8179元/度，所發(fā)電量經(jīng)儲能緩存至電價高峰時段使用，每年節(jié)省電費：
126000度×0.8179元/度≈11萬元
靜態(tài)投資回收期=92.5萬元÷11萬元/年=8.4年
多晶硅光伏板使用壽命約15年，磷酸鐵鋰電池無衰減使用壽命約為10年，均大于8.4年靜態(tài)投資回收期，整體投資獲利可期。
（二）用戶側(cè)投資“光伏”，電網(wǎng)側(cè)投資“儲能”情況分析：
電網(wǎng)側(cè)“儲能”作為共享資源，向周邊用戶開放，用戶按需付費租用電網(wǎng)側(cè)儲能容量，可以較完美地綜合電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的需求，結(jié)合自身特點揚長避短。
在這種情況下，多個用戶租用電網(wǎng)側(cè)儲能容量，客觀上共享該儲能電站的逆變等設(shè)備，既可達到實際使用效果，又可降低用戶一次性投入成本，也可降低用戶后期長期維護成本。
舉例說明：A用戶自建有100kW光伏發(fā)電，電網(wǎng)企業(yè)在其鄰近處按A用戶需求配套建設(shè)400kW·h儲能，接收A的光伏直流發(fā)電，或存儲或逆變后經(jīng)公網(wǎng)交流再供電回用戶；鄰近該儲能電站的B用戶自建有50kW光伏發(fā)電，電網(wǎng)企業(yè)按需搭積木式配套建設(shè)200kW·h儲能；同樣按需搭積木式擴容該儲能電站，滿足C、D用戶。A、B、C、D四個用戶客觀上共享該儲能電站的除電池外的其它設(shè)備，有效地降低了電站投資成本，縮短儲能電站投資周期。
（三）以上兩種形態(tài)對比分析：
光伏建設(shè)成本日益降低，發(fā)電平價上網(wǎng)都會盈利，發(fā)電自用更能降低自身用電成本。就單一用戶全方位投資“光伏+儲能”而言，雖然在理論上可完全收回投資并有相當盈利，但不確定因素較多，回報期較長，資金占有嚴重，且需要承擔后期人工及設(shè)備維護費用，故用戶全線投資“光伏+儲能”意愿不強。而且光伏的波動性和間歇性，使得用戶的用電體驗較差，也嚴重影響用戶光伏自建自用積極性；再加上目前政策上對“余電上網(wǎng)”變現(xiàn)預(yù)設(shè)有消納前提，且手續(xù)繁瑣，對小容量光伏發(fā)電不太友好，進一步打擊用戶自建分布式光伏的積極性。
作為增量配電企業(yè)，在轄區(qū)提供共享儲能服務(wù)，海納百川式接納各個中小用戶的光伏發(fā)電，對于清潔發(fā)電來者不拒，經(jīng)“平滑”加工后提供給用戶，可完全消除用戶對供電穩(wěn)定性的疑慮；也可在用戶同意下以高于國家補貼后價格、低于目錄電價的基礎(chǔ)上，經(jīng)公網(wǎng)供給其它用戶，為簽約用戶提供余電變現(xiàn)通道。在此過程，用戶通過儲能及電網(wǎng)調(diào)度，在保障自身供應(yīng)基礎(chǔ)上，投資收益最大化；儲能投資方收取相應(yīng)容量的基本租賃費獲取收益；電網(wǎng)企業(yè)收取按電量計算的服務(wù)費獲取收益。最終實現(xiàn)多方共贏。
五、“用戶側(cè)光伏，電網(wǎng)側(cè)儲能”配置應(yīng)用場景：
在“用戶側(cè)建光伏，電網(wǎng)側(cè)建儲能”基本硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，建設(shè)“智慧平臺”，用戶隨時掌握電網(wǎng)供電情況、光伏發(fā)電情況、電站電量情況，可隨時選擇電網(wǎng)供電或電站供電，也可選擇以合適價格售出己有電池電量。
“智慧平臺”不僅包含傳統(tǒng)意義的營配調(diào)，功能要求要賦予用戶參與互動機會，建設(shè)實時電力交易平臺，最終構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)。它不僅是一個政策創(chuàng)新，也是許多技術(shù)創(chuàng)新加以支持的系統(tǒng)創(chuàng)新。以“儲”為共有交匯點，用戶參與電力調(diào)度，交易平臺上交易儲能電站電量，實現(xiàn)用戶側(cè)成本最小化，效益最大化。電網(wǎng)企業(yè)可根據(jù)協(xié)議價收購儲能電站“光伏溢出”電量，為公網(wǎng)供電，平臺服務(wù)用戶之間電量交易，實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)成本最小化，效益最大化。最終實現(xiàn)多方共贏，全社會共贏。
應(yīng)用場景一：用戶租賃容量充滿，且已滿足自用后，多余電量可按雙方簽訂協(xié)議供給公網(wǎng)，為用戶保底變現(xiàn)。
應(yīng)用場景二：在光伏發(fā)電高峰時，且電網(wǎng)供電不為峰價時，選擇光伏電量存儲，由電網(wǎng)供電。待電網(wǎng)供電為峰價時，可選擇存儲電量供電。由于存儲電量歸屬權(quán)為用戶，電網(wǎng)不收取電費。這樣可對清潔發(fā)電“跨時轉(zhuǎn)移”，降低用戶用電成本。
應(yīng)用場景三：當增量配電網(wǎng)外網(wǎng)電源故障或計劃停電，增量配電網(wǎng)失去外部電源，此時，A、B、C、D等簽約用戶由“儲能電站”經(jīng)公網(wǎng)繼續(xù)供電。未簽約用戶供電開關(guān)自動跳閘斷開，待外網(wǎng)電源恢復后才能自動合閘接受電網(wǎng)供電。若故障時間較長，A用戶存儲電量耗盡，A用戶供電開關(guān)自動跳閘。
應(yīng)用場景四：接場景三外部故障，A用戶已耗盡自己的存儲電量，B用戶沒有使用或有較多的電量富裕。經(jīng)B同意，A用戶可通過競拍方式繼續(xù)獲得B用戶的存儲電量，“電力銀行”作為交易平臺為雙方服務(wù)，收取按電量電價計算的服務(wù)費。
應(yīng)用場景五：增量配電企業(yè)自投光伏，電網(wǎng)電價平價時光伏發(fā)電存儲，電價峰時經(jīng)公網(wǎng)進行轄區(qū)供電，以實現(xiàn)效益最大化。也可在外部電源故障時，結(jié)合應(yīng)急供電車為特約用戶提供保電服務(wù)。
應(yīng)用場景六：A用戶可以通過智慧交易平臺隨時選擇售出儲能電量，所獲收益將高于現(xiàn)在光伏電量收購價（選擇在電網(wǎng)峰價時售出收益最高）。
應(yīng)用場景按具體運營情況，有待后續(xù)補充更多場景。需要明確說明的是，儲能投資方和電網(wǎng)企業(yè)收取的“容量租賃費”和“服務(wù)費”，不一定為現(xiàn)金，也可按電量折算，如存儲A用戶2度電，按1.5度記賬，其中0.5度電折算為服務(wù)費。
六、“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動對各方的好處：
（一）對用戶好處：
1.區(qū)別于以往光伏發(fā)電政策，余電不僅能變現(xiàn)，也能變電。
2.無需投資逆變設(shè)備，節(jié)省用戶投資，也省卻后期逆變設(shè)備維護費用。
3.自發(fā)自用電源經(jīng)儲能平滑后，電源穩(wěn)定。
4.用戶可以對供電電源有選擇權(quán)。
5.無需投資儲能，減少資金占有；“電力銀行”專業(yè)維護儲能電站，增加電站安全性。用戶隨時申請增加或減少租賃容量，使用靈活性更高。
6.在電網(wǎng)外部電源故障期間，可不間斷獲得電力。
7.按電力供應(yīng)實時情況，用戶可以通過 “智慧平臺”，隨時自由靈活處理存儲電量和清潔發(fā)電電量，實現(xiàn)效益最大化。
8.擺脫場地限制，可“無限制”按需增加儲能容量。
（二）對增量配電企業(yè)好處：
1.按需投資儲能，最大化降低投資的盲目性。
2.擺脫光伏投資的場地限制，充分調(diào)動社會資源投資光伏發(fā)電，有利于分布式發(fā)電推廣。
3.專業(yè)儲能，保障儲能運行安全。高效收集社會閑散發(fā)電資源，打通清潔發(fā)電和清潔用電的通道。
4.增加公司業(yè)務(wù)范圍，擺脫電價政策限定，儲能供電變?yōu)殡娏Ψ?wù)。
5.可通過公網(wǎng)為用戶提供異地保電服務(wù)。
6.儲能設(shè)施價值將得到最大化利用。
a/響應(yīng)清潔發(fā)電就地消納政策；
b/延緩變電站容量投資；
c/減少向上級電網(wǎng)繳納的容量電費；
d/增強電網(wǎng)供電可靠性；
e/可參與上級電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰行動，同時獲得峰谷差價;
7.構(gòu)建的電力交易平臺，必然保有買賣雙方的結(jié)算資金，在發(fā)展到一定階段，“智慧平臺”必然會拓展出金融業(yè)務(wù)，具有金融屬性。
8. 相對從上級電網(wǎng)買入的電價，增量配電企業(yè)可以以更低的價格買入用戶儲能電站的電量，按政策電價售出，獲得利益最大化。
七、“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動進一步分析
在當前“碳達峰碳中和”的大背景下，發(fā)展清潔能源既是歷史使命，也是歷史必然，構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)是電力革命的必由之路。“儲”必須是獨立一方，擺脫以前的依附性，才有資格有能力和“源”、“網(wǎng)”、“荷”三者互動。當前儲能投資主要是依靠政策強令投資或企業(yè)責任投資，而缺少因利益而投資。只有設(shè)立互動機制，讓儲能投資成為可獲利投資，才能贏得社會資本青睞，反過來也會促進儲能各方面健康成長。
目前儲能建設(shè)和運營成本雖然居高不下，但業(yè)已發(fā)展到一定階段，具有一定的經(jīng)濟性。相信隨著儲能技術(shù)的進一步發(fā)展，儲能成本的進一步下降，儲能必然會邁過商業(yè)化門檻，不僅安全可用，而且經(jīng)濟適用。當下時，建設(shè)“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)也是迫在眉睫。在建設(shè)應(yīng)用示范項目時，作為儲能和智慧平臺架設(shè)方，應(yīng)積極爭取政策扶持著眼未來，打造“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)。
同時，“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)也可積極為清潔能源發(fā)電、為全社會最大化減排助力，為供需雙方履行社會責任布設(shè)有利環(huán)境。
八、“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)對增量配電企業(yè)的意義
增量配電企業(yè)相對于上級電網(wǎng)企業(yè)，在規(guī)模上不能與之相提并論，如果拘泥于傳統(tǒng)供電服務(wù)，并以此對標，永遠無法與之相媲美。再者，國家進行增量配電電力改革，目的不是再造一個傳統(tǒng)供電局，而是希望增量配電企業(yè)以大電網(wǎng)為依托，發(fā)展出有利于清潔能源利用的商業(yè)模式。
這種“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動新型電力系統(tǒng)有所區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，通過智慧平臺實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”互聯(lián)互通，打造真正的智慧電網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)，提高清潔能源使用面積，有效降低用戶用電成本。僅就就增量配電企業(yè)而言，與其建設(shè)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，不如先行一步，利用上級電網(wǎng)托底優(yōu)勢，發(fā)展新型電力系統(tǒng)，既可為增量配電企業(yè)探索生存之道，為電力改革做有益嘗試，也可為國家“雙碳”目標做出實實在在貢獻。
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