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 隨著風(fēng)光新能源入網(wǎng)比例大幅提高，儲能在政策與市場的共同作用下，迎來了飛速發(fā)展。2021年，中國電化學(xué)儲能市場裝機(jī)功率累計(jì)達(dá)5.1GW。據(jù)中國化學(xué)（601117）與物理電源行業(yè)協(xié)會預(yù)測，2025年電化學(xué)儲能裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)40GW。然而，儲能普遍利用率低嚴(yán)重限制了儲能快速發(fā)展，已成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，電化學(xué)儲能項(xiàng)目平均等效利用系數(shù)為12.2%，新能源配儲系數(shù)僅為6.1%，火電廠配儲能為15.3%，電網(wǎng)儲能為 14.8%，用戶儲能為 28.3%。這意味著大部分儲能站在投資建設(shè)后處于閑置狀態(tài)，無法有效發(fā)揮其能源、經(jīng)濟(jì)等多方面作用。究竟什么阻礙了儲能高效利用？國能日新（301162）認(rèn)為其根源主要在于安全性與經(jīng)濟(jì)性兩方面。

壽命短、事故多

不能保障儲能安全長效運(yùn)行是目前電化學(xué)儲能健康發(fā)展的重大阻礙。第一，是儲能實(shí)際壽命不達(dá)預(yù)期。據(jù)國內(nèi)權(quán)威專家統(tǒng)計(jì)，功率型儲能系統(tǒng)預(yù)期是10年，而實(shí)際運(yùn)行壽命不足3年；能量儲能性能系統(tǒng)預(yù)期是15-20年，而實(shí)際運(yùn)行壽命不足8年。第二，是儲能站安全事故頻發(fā)，造成不可計(jì)量的損失。儲能事故在全球范圍內(nèi)屢見不鮮，大型儲能電站一旦發(fā)生事故，會造成較大生命財(cái)產(chǎn)損失，令儲能投資商和運(yùn)營商退避三舍。

如何延長儲能電池壽命、盡可能避免儲能發(fā)生事故？國能日新基于項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，建議重點(diǎn)從電化學(xué)儲能系統(tǒng)中最核心的兩個(gè)單元——PCS和電池著手。在PCS技術(shù)上采用組串式方案、在電池防護(hù)上通過主動預(yù)警平臺提前暴露隱患，避免非計(jì)劃的停產(chǎn)與事故，“軟硬兼施”，保障儲能安全長效。

首先是從PCS硬件方面，目前，規(guī)模化電化學(xué)儲能電站拓?fù)浞绞饺砸缘蛪杭惺綖橹?。?.26MW/2.5MWh集裝箱為例，對比3類技術(shù)方案的優(yōu)劣后，國能日新認(rèn)為組串式方案設(shè)計(jì)簡單、每簇獨(dú)立、可杜絕環(huán)流，是目前三種方案中的最優(yōu)解，可延長電池壽命、提高儲能站安全性、一定程度上避免事故發(fā)生。詳細(xì)優(yōu)缺點(diǎn)對比請見下表：


接著，從電池軟件防護(hù)方面，國能日新提出大數(shù)據(jù)AI算法防護(hù)方案，解決當(dāng)前儲能站電池系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測嚴(yán)重依賴電池管理系統(tǒng)（BMS）的三大弊端：1無法識別電池自身缺陷、老化衰竭的早期軟故障；2 對電池狀態(tài)估算（SOC/SOH/內(nèi)阻）誤差會增大并累計(jì)增加；3 電池老化后，出廠設(shè)置的保護(hù)閾值不會變化。

國能日新通過對BMS采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和計(jì)算，彌補(bǔ)BMS自身算力不足，實(shí)現(xiàn)云校準(zhǔn)，消除累計(jì)誤差。并對電池運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和分析，實(shí)現(xiàn)電池風(fēng)險(xiǎn)提前預(yù)測診斷，準(zhǔn)確預(yù)判模組一致性異常風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)設(shè)備維護(hù)和檢修，對檢測出可能存在異常的電池箱及時(shí)更換，解決電池成組后帶來的性能下降和壽命縮減等問題，保障電站安全運(yùn)行、延長電站壽命。

成本高、盈利少

在儲能安全長效能夠保證的基礎(chǔ)上，電化學(xué)儲能站投資成本高昂，而后續(xù)運(yùn)行中的效益問題卻降低了儲能投資商和運(yùn)營商的積極性。目前儲能項(xiàng)目的盈利模式因地方政策不同而產(chǎn)生不同盈利效果，隨著如山東、青海、山西、甘肅等省份逐漸放開儲能參與市場的相關(guān)政策，新型儲能盈利渠道正經(jīng)歷多元化。如何提高儲能效益，從而重新調(diào)動儲能投資商和運(yùn)營商積極性？國能日新建議利用共享儲能優(yōu)勢，且儲能要盡快適應(yīng)多元化的儲能盈利市場。

共享儲能電站相對于新能源配套儲能，布局更加科學(xué)合理，一個(gè)共享儲能電站即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)新能源場站配套儲能的調(diào)頻調(diào)峰功能，方便電網(wǎng)公司調(diào)度。通過建設(shè)共享儲能電站，參照合同能源管理模式和新能源場站合作，既滿足了電網(wǎng)公司對新能源技術(shù)考核要求，也提高了新能源電站電能質(zhì)量，又減小了新能源場站投資和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

市場化背景下，目前儲能主要有4種盈利模式：新能源電站支付的容量租賃費(fèi)用、輔助服務(wù)市場收益、峰谷套利以及容量電價(jià)補(bǔ)償。不同電力市場之間存在耦合性，互相影響，也包括價(jià)格信號。比如，能量市場價(jià)格變化可能會引起調(diào)頻市場的價(jià)格變化。在日漸復(fù)雜多變的電力市場中，如何考慮與平衡市場價(jià)格以及新能源出力等不確定性，做出整體的智慧調(diào)控是一個(gè)技術(shù)難題。

為幫助儲能站適應(yīng)市場化發(fā)展的復(fù)雜需求，國能日新智慧儲能EMS通過多元市場模型，發(fā)揮儲能靈活性，在不同時(shí)段參與不同市場，提出儲能參與更多種類的市場服務(wù)的儲能策略，從而實(shí)現(xiàn)跨時(shí)段與跨市場套利，達(dá)到儲能運(yùn)營商和電網(wǎng)的雙贏，綜合提高儲能的經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值。

首先，在儲能參與電力市場上，構(gòu)建儲能參與現(xiàn)貨市場的日前-日內(nèi)-實(shí)時(shí)市場多時(shí)間尺度的滾動優(yōu)化模型，以及歷史調(diào)頻容量里程比相關(guān)的調(diào)頻市場模型。在儲能壽命與風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)上，對儲能的現(xiàn)貨市場優(yōu)化調(diào)控進(jìn)行完善，并考慮綜合調(diào)頻性能指標(biāo)與分時(shí)電價(jià)的影響，提高儲能經(jīng)濟(jì)收益。

再是配合功率預(yù)測，制定儲能在不限電時(shí)最大化減免考核的策略使儲能EMS對接功率預(yù)測系統(tǒng)獲取預(yù)測數(shù)據(jù)，調(diào)整并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)時(shí)功率，將其始終控制在預(yù)測允許誤差范圍內(nèi)，減免考核損失。


找對方法 前景廣闊

雙碳宏觀背景下，儲能作為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的必由之路，其健康可持續(xù)發(fā)展之道值得探究。國能日新認(rèn)為，在行業(yè)寄予的厚望與實(shí)際利用率低下的矛盾之中，電化學(xué)儲能需要克服安全性與經(jīng)濟(jì)性障礙。在安全性上，通過PCS硬件采用組串式方案以及電池軟件AI智能防護(hù)，軟硬兼施，實(shí)現(xiàn)儲能壽命延長、避免事故，從而保障儲能長久運(yùn)行和盈利。在經(jīng)濟(jì)性上，隨著全國各省政策逐步放開，共享儲能可作為儲能經(jīng)濟(jì)性新思路，并應(yīng)在算法技術(shù)支撐下加快適應(yīng)日益多元的儲能發(fā)展需求，“搭上”儲能市場化“快車”。此文既是國能日新的思考與探討，希望可以為儲能健康發(fā)展提供思路，同時(shí)也是國能日新努力的方向，以數(shù)據(jù)技術(shù)為抓手，把握儲能安全保障與盈利能力，推動電化學(xué)儲能蓬勃發(fā)展。

國能日新科技股份有限公司（股票代碼：301162）成立于2008年，致力于能源數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用開發(fā)。國能日新以數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，專注于智慧電站、智慧電網(wǎng)、智慧儲能、綜合能源服務(wù)等領(lǐng)域的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)服務(wù)及整體解決方案。其中，功率預(yù)測類產(chǎn)品穩(wěn)居行業(yè)翹楚地位。

國能日新創(chuàng)新推動能源技術(shù)革命，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化升級，助力我國能源“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，為全球能源綠色、低碳化發(fā)展提供技術(shù)產(chǎn)品與服務(wù)。

原標(biāo)題：電化學(xué)儲能行業(yè)健康可持續(xù)視角下的發(fā)展思考