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工商业储能的多样应用与优势解析

2025-03-12

储能,简而言之,就是将能量通过特定介质或设备进行存储,并在需要时进行释放的过程。这一技术能够灵活地控制充放电,从而实现产能与用能在时间和空间上的有效匹配,为电力系统提供了巨大的灵活性。
从电力系统的视角出发,储能可以被划分为发电侧、电网侧以及用户侧三个主要类别,其中,电源侧和电网侧的储能又被统称为表前储能或大型储能。

表前储能,简而言之,就是与电网直接相连并配备独立功率和电量计量表的储能系统。相对而言,表后储能则是指用户侧储能,也被称为家庭储能。用户侧储能进一步细分为工商业储能和家庭储能。从商业角度来看,表前储能应具备独立市场主体地位,能够独立参与市场报价、接受调度并结算。

在国内,用户侧储能主要指的是服务于工商业客户的储能系统,这些系统类似于大型充电宝。在电价低廉时,这些系统会充电储存能量;而在电价高昂时,则会放电用于企业生产,从而利用峰谷电价差异降低企业用电成本。

此外,还有调峰和调频两种技术。调峰旨在将电能从富裕地区调往短缺地区,以平衡电力需求。由于电能无法大规模存储,因此通常需要多少电就发多少电。然而,当某个地区的发电量超过当地需求时,就需要通过调峰技术将多余电能输送到其他地区。

另一方面,调频则是为了维持电网频率的稳定。在我国,额定频率为50Hz,但生产、生活中使用的电器种类繁多,其启动和运转都可能影响电网频率。因此,需要通过调频技术来提升电能质量,确保电网的稳定运行。
一套完整的储能系统涵盖了电芯、功率转换系统(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、温控设备以及消防设施。其中,PCS作为储能系统的核心部件,负责实现电网与蓄电池之间的电能转换,并对转换过程进行实时监控和管理。它能够控制蓄电池的充电与放电,实现交直流之间的灵活转换,确保在无电网供电的情况下,仍能为交流负荷提供稳定电力。PCS主要由DC/AC双向变流器、控制单元等组成,其性能直接影响到储能系统的运行效率与稳定性。

BMS系统则专注于电池组的监控、计算、通信及保护功能。它通过电池管理芯片、模拟前端、嵌入式微处理器以及相关软件,对电池状态进行实时监测与控制,确保电池安全、高效地工作。

EMS系统作为储能系统的“大脑”,负责实现各设备的实时监控与智能管理。它能够采集、存储、处理并上传系统数据,制定运行策略,并进行总体化的信息化监控管理,为储能系统的稳定运行提供有力支持。

此外,“MW”作为PCS的功率单位,表示在特定时间内,电化学储能装置能够输入或输出的最大功率。而“MWh”则是电池容量的单位,衡量在一定条件下电池能够放出的电量,是评估电池性能的重要指标。同时,充放电深度(DoD)也是反映储能系统电池容量利用程度的关键指标,它表示电池已放电量与总容量的百分比,直接影响着电池的使用寿命与性能。

工商业储能的四大收益来源包括:

(1)削峰填谷:通过利用峰谷电价差异,企业在谷期和平期时段进行充电积累,而在峰期和尖峰期时段则放电使用,从而有效降低企业的用电成本,这是当前工商业储能的主要收益来源,占比高达90%以上。

(2)平衡需量电费:储能系统能够通过削峰填谷策略,帮助企业消除尖峰负荷,使用电曲线更加平滑,进而减少需量电费。

(3)动态增容:在用户变压器容量固定的情况下,当某个时段需要变压器超负荷运行时,通常需要进行变压器扩容。然而,配备适当的储能系统后,可以通过在该时段放电来减轻变压器负荷,从而节省了变压器的增容改造费用。

(4)需求侧响应:安装储能系统后,企业能够更好地响应电网的需求,避免限电和支付高昂电费。相反,他们可能通过参与需求响应交易来获取额外的补偿费。

关于如何通过储能实现“削峰填谷”

其核心是能量时移。具体来说,就是企业在用电负荷较低的时段对电池进行充电积累,而在用电负荷较高的时段则释放这些存储的电量,从而实现对用电负荷的削峰填谷。

储能系统如同一个“能量蓄水池”

它能够实现能量的时间转移。在光伏发电产出超过自用需求时,系统会智能地将多余电能储存至电池中;而当光伏发电不足时,则可灵活地从电池中提取电能,满足电力负荷需求。这一机制不仅优化了光伏电源的“削峰填谷”效果,还显著提升了光伏发电的自发自用比例,进而降低了用电成本。同时,通过减少碳排放,为企业贡献绿色能源价值。

Q:工商业储能如何助力企业降容降需?

A:降容降需主要得益于储能系统的作用,它能有效降低变压器总体容量需求,从而节省变压器扩容的建设成本,以及后期的固定容量电费或最大需量电费。这对于采用两部制电价的大工业用电户而言,意味着显著的电费节约。两部制电价包括电量电价和容量电价,前者根据实际用电量计算,后者则可选择按变压器固定容量或最大需量计算。最终,这两种电费将相加形成用户应付的全部电费。通过储能系统的优化运用,企业能够在这两部分电费上都实现显著的节约。
企业安装储能系统后,该系统可以发挥替代作用,以一定功率向负荷供电,从而平抑负荷功率峰值,降低总体容量需求。这一举措不仅减少了变压器建设成本,还能降低后期的容量电费。
以一个配置300kW储能系统的企业为例,在按需量计费的情况下,该系统每月可释放300kW的功率,有效抵消尖峰负荷冲击,相当于增加了300kW的变压器容量。按照每千瓦每月需量费用40元来计算,该储能系统每月可为企业节省300×40=2万元的需量费用。

接下来,我们探讨工商业储能如何实现动态增容。在传统模式下,当用户需要变压器在某个时段超负荷运行时,通常需要进行变压器扩容。然而,这种方式成本高昂。相比之下,动态增容通过安装储能系统来实现。在变压器超负荷运行时段,储能系统可以放电降低变压器负荷,从而避免或推迟变压器的增容改造。这不仅显著降低了成本,还为企业带来了峰谷套利的额外收益。

工商业/用户侧储能十大应用场景详解

零碳智慧园区+储能
在传统工业园区中,设备众多且用电功率大,长时间高负荷运行导致设备能耗高。为达成减碳目标,园区内大量采用可再生能源,但其不稳定性带来的供电波动问题不容忽视。此时,储能系统成为调节供需电平的关键。通过“智慧园区+储能”模式,储能设备能高效收集太阳能、风能等多余电力,并在主要用电时段回馈电网,从而稳定电网并保障园区在紧急情况下的电力供应。此外,我国工业园区的电价差为储能项目的峰谷套利提供了得天独厚的条件。

商业综合体+储能
商业综合体面临节能与充电双重挑战。通过采用节能技术和设备,可有效降低能源消耗;而分布式新能源电站与储能设备的结合,则能将电能储存供商业体使用,降低对传统能源的依赖。同时,储能设备还支持在停车场、地下车库等设置充电桩,为新能源汽车提供便捷充电服务。

数据中心+储能
在“双碳”战略推动下,低碳数据中心成为行业新趋势。通过数字化、智能化技术,将分布式能源、储能与负荷深度融合,建立虚拟电厂上层平台的聚合作用,使数据中心负荷、可再生能源电源及储能形成一个有机整体。这不仅实现了区域内的自发自用、自我管理的能源自治域,还通过储能系统的削峰填谷、容量调配等功能,提升了电力运营的经济性、供电可靠性及系统安全性。

光储充一体化

光储充一体化解决方案通过结合光伏发电、储能设备与充电桩,实现可再生能源的高效利用与电力系统的稳定运行。该方案不仅适用于新建项目,也可用于现有项目的升级改造,为推动绿色能源发展、促进碳中和目标的实现提供了有力支持。
微电网+储能
随着海岛建设的蓬勃发展,我国面临着为少数居民、守岛民兵以及移动信号发射基站、海事雷达站等设施提供稳定电能的挑战。在恶劣的自然环境中,常规的光伏发电和风力发电往往难以满足这一需求。然而,通过微电网与储能技术的结合,这一问题得到了有效解决。

微电网是一种小型的电力系统,它将分布式能源、储能设备以及负荷深度融合在一起。通过智能化的控制和管理,微电网能够在各种环境下为海岛提供稳定可靠的电能。而储能设备则在其中发挥了关键作用,它能够有效地收集和储存太阳能、风能等可再生能源,并在需要时释放出来,从而确保微电网的稳定运行。

这一解决方案不仅适用于海岛等偏远地区,也可以广泛应用于其他需要稳定电能的场合,如山区、边远牧场等。通过微电网与储能的结合,我们能够实现清洁能源的高效利用,为偏远地区的居民和设施提供稳定可靠的电力支持。
在这种海岛上,我们安装了离网型智能海岛微电网,通过能源管理系统实现对发电、储能和用电工况的精确协调控制。该系统能够灵活调配各用户的连接方式,从而确保“源-网-荷-储”的协调运行和经济性。这一创新解决方案不仅解决了岛上居民的用电问题,还为海岛及海洋的开发保护提供了可靠的电力支持,同时为智能海岛微电网的建设提供了宝贵的技术经验。

在矿区等地区,如石油勘探和煤矿,常常面临缺乏可靠且经济型电源的困境。为了解决这一问题,我们配置了储能系统。当电网侧发生故障或需要正常检修时,该系统能确保负荷侧的稳定供电。通过储能变流器,电池系统中的直流电能可转换为交流电能,为用户侧提供电力支持。

此外,在用户侧从电网侧取电的过程中,系统控制器会根据用电计费的峰、平、谷时段,合理分配用户取电和电池储能的时间段。对于海上油田等孤岛电网,其电源容量小而负荷容量大,大负荷启动或电网故障会导致频率波动。通过配置储能系统,我们可以有效提升电力系统的调频性能,维持频率的稳定性。

高功率应急储能电源是新能源电池行业的一个重要分支,类似于“超大号的充电宝”。这种电源在房车旅行、夜间垂钓和户外露营等户外场景中非常有用。同时,在电网供电系统发生故障时,它还能为应急救援提供电力支持,适用于抢险、医院备用电源等多种场合。

另一方面,城市轨道交通也正在探索储能技术的应用。城市轨道交通车辆在制动过程中会产生大量再生电能,通过引入储能系统可以回收并利用这些电能,符合节能型社会的要求和发展趋势。其中,飞轮储能技术在城市地铁中得到了广泛应用。飞轮储能利用电动机带动飞轮转子高速旋转来储存能量,具有高功率密度和长寿命的特点,能够在短时间内响应大功率充放电需求,并确保充放电寿命长达上千万次。



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工商业储能的多样应用与优势解析

2025-03-12

储能,简而言之,就是将能量通过特定介质或设备进行存储,并在需要时进行释放的过程。这一技术能够灵活地控制充放电,从而实现产能与用能在时间和空间上的有效匹配,为电力系统提供了巨大的灵活性。
从电力系统的视角出发,储能可以被划分为发电侧、电网侧以及用户侧三个主要类别,其中,电源侧和电网侧的储能又被统称为表前储能或大型储能。

表前储能,简而言之,就是与电网直接相连并配备独立功率和电量计量表的储能系统。相对而言,表后储能则是指用户侧储能,也被称为家庭储能。用户侧储能进一步细分为工商业储能和家庭储能。从商业角度来看,表前储能应具备独立市场主体地位,能够独立参与市场报价、接受调度并结算。

在国内,用户侧储能主要指的是服务于工商业客户的储能系统,这些系统类似于大型充电宝。在电价低廉时,这些系统会充电储存能量;而在电价高昂时,则会放电用于企业生产,从而利用峰谷电价差异降低企业用电成本。

此外,还有调峰和调频两种技术。调峰旨在将电能从富裕地区调往短缺地区,以平衡电力需求。由于电能无法大规模存储,因此通常需要多少电就发多少电。然而,当某个地区的发电量超过当地需求时,就需要通过调峰技术将多余电能输送到其他地区。

另一方面,调频则是为了维持电网频率的稳定。在我国,额定频率为50Hz,但生产、生活中使用的电器种类繁多,其启动和运转都可能影响电网频率。因此,需要通过调频技术来提升电能质量,确保电网的稳定运行。
一套完整的储能系统涵盖了电芯、功率转换系统(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、温控设备以及消防设施。其中,PCS作为储能系统的核心部件,负责实现电网与蓄电池之间的电能转换,并对转换过程进行实时监控和管理。它能够控制蓄电池的充电与放电,实现交直流之间的灵活转换,确保在无电网供电的情况下,仍能为交流负荷提供稳定电力。PCS主要由DC/AC双向变流器、控制单元等组成,其性能直接影响到储能系统的运行效率与稳定性。

BMS系统则专注于电池组的监控、计算、通信及保护功能。它通过电池管理芯片、模拟前端、嵌入式微处理器以及相关软件,对电池状态进行实时监测与控制,确保电池安全、高效地工作。

EMS系统作为储能系统的“大脑”,负责实现各设备的实时监控与智能管理。它能够采集、存储、处理并上传系统数据,制定运行策略,并进行总体化的信息化监控管理,为储能系统的稳定运行提供有力支持。

此外,“MW”作为PCS的功率单位,表示在特定时间内,电化学储能装置能够输入或输出的最大功率。而“MWh”则是电池容量的单位,衡量在一定条件下电池能够放出的电量,是评估电池性能的重要指标。同时,充放电深度(DoD)也是反映储能系统电池容量利用程度的关键指标,它表示电池已放电量与总容量的百分比,直接影响着电池的使用寿命与性能。

工商业储能的四大收益来源包括:

(1)削峰填谷:通过利用峰谷电价差异,企业在谷期和平期时段进行充电积累,而在峰期和尖峰期时段则放电使用,从而有效降低企业的用电成本,这是当前工商业储能的主要收益来源,占比高达90%以上。

(2)平衡需量电费:储能系统能够通过削峰填谷策略,帮助企业消除尖峰负荷,使用电曲线更加平滑,进而减少需量电费。

(3)动态增容:在用户变压器容量固定的情况下,当某个时段需要变压器超负荷运行时,通常需要进行变压器扩容。然而,配备适当的储能系统后,可以通过在该时段放电来减轻变压器负荷,从而节省了变压器的增容改造费用。

(4)需求侧响应:安装储能系统后,企业能够更好地响应电网的需求,避免限电和支付高昂电费。相反,他们可能通过参与需求响应交易来获取额外的补偿费。

关于如何通过储能实现“削峰填谷”

其核心是能量时移。具体来说,就是企业在用电负荷较低的时段对电池进行充电积累,而在用电负荷较高的时段则释放这些存储的电量,从而实现对用电负荷的削峰填谷。

储能系统如同一个“能量蓄水池”

它能够实现能量的时间转移。在光伏发电产出超过自用需求时,系统会智能地将多余电能储存至电池中;而当光伏发电不足时,则可灵活地从电池中提取电能,满足电力负荷需求。这一机制不仅优化了光伏电源的“削峰填谷”效果,还显著提升了光伏发电的自发自用比例,进而降低了用电成本。同时,通过减少碳排放,为企业贡献绿色能源价值。

Q:工商业储能如何助力企业降容降需?

A:降容降需主要得益于储能系统的作用,它能有效降低变压器总体容量需求,从而节省变压器扩容的建设成本,以及后期的固定容量电费或最大需量电费。这对于采用两部制电价的大工业用电户而言,意味着显著的电费节约。两部制电价包括电量电价和容量电价,前者根据实际用电量计算,后者则可选择按变压器固定容量或最大需量计算。最终,这两种电费将相加形成用户应付的全部电费。通过储能系统的优化运用,企业能够在这两部分电费上都实现显著的节约。
企业安装储能系统后,该系统可以发挥替代作用,以一定功率向负荷供电,从而平抑负荷功率峰值,降低总体容量需求。这一举措不仅减少了变压器建设成本,还能降低后期的容量电费。
以一个配置300kW储能系统的企业为例,在按需量计费的情况下,该系统每月可释放300kW的功率,有效抵消尖峰负荷冲击,相当于增加了300kW的变压器容量。按照每千瓦每月需量费用40元来计算,该储能系统每月可为企业节省300×40=2万元的需量费用。

接下来,我们探讨工商业储能如何实现动态增容。在传统模式下,当用户需要变压器在某个时段超负荷运行时,通常需要进行变压器扩容。然而,这种方式成本高昂。相比之下,动态增容通过安装储能系统来实现。在变压器超负荷运行时段,储能系统可以放电降低变压器负荷,从而避免或推迟变压器的增容改造。这不仅显著降低了成本,还为企业带来了峰谷套利的额外收益。

工商业/用户侧储能十大应用场景详解

零碳智慧园区+储能
在传统工业园区中,设备众多且用电功率大,长时间高负荷运行导致设备能耗高。为达成减碳目标,园区内大量采用可再生能源,但其不稳定性带来的供电波动问题不容忽视。此时,储能系统成为调节供需电平的关键。通过“智慧园区+储能”模式,储能设备能高效收集太阳能、风能等多余电力,并在主要用电时段回馈电网,从而稳定电网并保障园区在紧急情况下的电力供应。此外,我国工业园区的电价差为储能项目的峰谷套利提供了得天独厚的条件。

商业综合体+储能
商业综合体面临节能与充电双重挑战。通过采用节能技术和设备,可有效降低能源消耗;而分布式新能源电站与储能设备的结合,则能将电能储存供商业体使用,降低对传统能源的依赖。同时,储能设备还支持在停车场、地下车库等设置充电桩,为新能源汽车提供便捷充电服务。

数据中心+储能
在“双碳”战略推动下,低碳数据中心成为行业新趋势。通过数字化、智能化技术,将分布式能源、储能与负荷深度融合,建立虚拟电厂上层平台的聚合作用,使数据中心负荷、可再生能源电源及储能形成一个有机整体。这不仅实现了区域内的自发自用、自我管理的能源自治域,还通过储能系统的削峰填谷、容量调配等功能,提升了电力运营的经济性、供电可靠性及系统安全性。

光储充一体化

光储充一体化解决方案通过结合光伏发电、储能设备与充电桩,实现可再生能源的高效利用与电力系统的稳定运行。该方案不仅适用于新建项目,也可用于现有项目的升级改造,为推动绿色能源发展、促进碳中和目标的实现提供了有力支持。
微电网+储能
随着海岛建设的蓬勃发展,我国面临着为少数居民、守岛民兵以及移动信号发射基站、海事雷达站等设施提供稳定电能的挑战。在恶劣的自然环境中,常规的光伏发电和风力发电往往难以满足这一需求。然而,通过微电网与储能技术的结合,这一问题得到了有效解决。

微电网是一种小型的电力系统,它将分布式能源、储能设备以及负荷深度融合在一起。通过智能化的控制和管理,微电网能够在各种环境下为海岛提供稳定可靠的电能。而储能设备则在其中发挥了关键作用,它能够有效地收集和储存太阳能、风能等可再生能源,并在需要时释放出来,从而确保微电网的稳定运行。

这一解决方案不仅适用于海岛等偏远地区,也可以广泛应用于其他需要稳定电能的场合,如山区、边远牧场等。通过微电网与储能的结合,我们能够实现清洁能源的高效利用,为偏远地区的居民和设施提供稳定可靠的电力支持。
在这种海岛上,我们安装了离网型智能海岛微电网,通过能源管理系统实现对发电、储能和用电工况的精确协调控制。该系统能够灵活调配各用户的连接方式,从而确保“源-网-荷-储”的协调运行和经济性。这一创新解决方案不仅解决了岛上居民的用电问题,还为海岛及海洋的开发保护提供了可靠的电力支持,同时为智能海岛微电网的建设提供了宝贵的技术经验。

在矿区等地区,如石油勘探和煤矿,常常面临缺乏可靠且经济型电源的困境。为了解决这一问题,我们配置了储能系统。当电网侧发生故障或需要正常检修时,该系统能确保负荷侧的稳定供电。通过储能变流器,电池系统中的直流电能可转换为交流电能,为用户侧提供电力支持。

此外,在用户侧从电网侧取电的过程中,系统控制器会根据用电计费的峰、平、谷时段,合理分配用户取电和电池储能的时间段。对于海上油田等孤岛电网,其电源容量小而负荷容量大,大负荷启动或电网故障会导致频率波动。通过配置储能系统,我们可以有效提升电力系统的调频性能,维持频率的稳定性。

高功率应急储能电源是新能源电池行业的一个重要分支,类似于“超大号的充电宝”。这种电源在房车旅行、夜间垂钓和户外露营等户外场景中非常有用。同时,在电网供电系统发生故障时,它还能为应急救援提供电力支持,适用于抢险、医院备用电源等多种场合。

另一方面,城市轨道交通也正在探索储能技术的应用。城市轨道交通车辆在制动过程中会产生大量再生电能,通过引入储能系统可以回收并利用这些电能,符合节能型社会的要求和发展趋势。其中,飞轮储能技术在城市地铁中得到了广泛应用。飞轮储能利用电动机带动飞轮转子高速旋转来储存能量,具有高功率密度和长寿命的特点,能够在短时间内响应大功率充放电需求,并确保充放电寿命长达上千万次。