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1、一、研究背景二、儲能優化配置技術原理三、儲能優化配置案例四、總結與展望2 一、研究背景 截至2023年12月底全國可再生能源發電總裝機達15.16億千瓦，占全國發電總裝機的51.9%，在全球可再生能源發電總裝機中的比重接近40%。新能源發電是未來人類社會能源供給的重要組成部分，儲能是構建未來靈活性調節能力的核心技術。通過規?；瘏⑴c新型電力系統的調峰、調頻、調壓、慣量支撐和容量備用等應用，實現不同時間尺度電力電量平衡，參與解決保供電、保安全和促消納的難題?！笆奈濉眱δ軐嵤┓桨钢袑δ艿墓δ芏ㄎ?023年全國電力裝機構成情況3 一、研究背景源網荷各側新型儲能應用場景1技術類型技術類型能量效率能量

2、效率應用規模應用規模儲能時長儲能時長啟動時間啟動時間響應速度響應速度抽水蓄能抽水蓄能70%-80%百兆瓦小時級3-5 minmin壓縮空氣壓縮空氣40%-70%百兆瓦小時級6 min1 min飛輪儲能飛輪儲能85%兆瓦分鐘級2 ms85%百兆瓦小時級100ms級10 ms液流電池液流電池70%-75%百兆瓦小時級100ms級ms級鈉離子電鈉離子電池池80%-90%百兆瓦小時級100ms級10 ms氫儲能氫儲能30%-40%兆瓦天、周級3-5 min1 s水電水電燃氣燃氣燃煤機組燃煤機組電化學儲能電化學儲能替代效果替代效果1.5倍2.5倍25倍不同類型儲能性能在調頻方面，電化學儲能的替代效果p儲

3、能好用是共識，如何把儲能用好卻是難題！41 圖片來源2023年新型電力系統發展藍皮書電化學儲能具有選址靈活、建設周期短、響應速度快、調節精度高、四象限靈活調節能力等特點，能夠為電力系統提供多時間尺度、全過程的平衡能力、支撐能力和調控能力。一、研究背景布點0123456012345600.30.60.91.2電池額定功率下的充放電時間（h）不同置信水平下的電池功率（MW）絕對值均值（MW）定容選型p 儲能系統優化配置技術是儲能應用環節的前端技術，是在發-輸-配-用各環節典型場景下儲能的技術選型、選址布點、容量優化計算，直接關系到技術需求的滿足程度、儲能投資的經濟性。5一、研究背景二、儲能優化配置

4、技術原理三、儲能優化配置案例四、總結與展望67 二、儲能優化配置技術原理儲能優化配置需要在場景-模式-策略等邊界層層遞進明晰情況下，通過搭建優化計算模型開展的優化計算問題，伴隨上游場景的變化，后續各環節隨之變化。7 二、儲能優化配置技術原理以新能源電站為例，目前儲能應用已經完成從促進消納到“兼顧消納和主動頻率支撐”，再到面向中長期市場、電力現貨市場、“兩個細則”考核規則，提升“新能源+儲能”市場競爭力的場景躍遷。80.10.20.30.40.50.60.72022年2025年2030年度電成本/元抽蓄鋰電池全釩液流壓縮空氣鈉離子鉛炭不同利用小時數的度電成本儲能度電成本包含造價成本、運營成本和沉

5、默成本，其中儲能的年利用小時數將嚴重影響沉默成本。2030年前，電化學儲能應用應設定在有限目標-日內波動調節。儲能的年利用小時數超過2000小時才能體現其經濟利用水平。超過2000小時的度電成本趨勢火電氣電儲能綜合調節度電成本6-8分/kwh0.12-0.15元/kwh0.55-0.65元/kWh 二、儲能優化配置技術原理p 通過技術目標梳理、政策環境分析，考慮儲能的收益途徑，明確儲能的應用模式。9 二、儲能優化配置技術原理典型電力系統運行圖以滿足負荷平衡需求和新能源消納要求為目標，采用時序生產模擬方法，通過迭代計算得到滿足系統需求的儲能功率和儲能能量。10 二、儲能優化配置技術原理邊界條件：

6、u 單位容量投資成本：2000元/kWhu 能量轉換效率：85%u 運維成本：0.05元/kWhu 儲能系統使用年限：10年u SOC范圍：0.1-0.9u 預期內部收益率：8%u 殘值和回收成本基本抵消：0u 循環次數：8000次u 貸款年利率：4.9%u 貸款年限：儲能運營期11 二、儲能優化配置技術原理12 二、儲能優化配置技術原理13 二、儲能優化配置技術原理14 二、儲能優化配置技術原理 儲能系統的容量保持率與其容量支撐能力、儲能投資收益息息相關，如何在規劃階段體現鋰電池儲能系統在未來實際工況下的容量衰減過程、收益變化過程；實際工況數據模擬 典型工況特征提取+實驗室典型工況下壽命衰減

7、數據 模擬實際工況下壽命損耗儲能系統容量保持率計算示意圖15 二、儲能優化配置技術原理 多時間尺度問題耦合交叉存在，比如涵蓋短時間間隔（s級至min級頻率支撐）、長時間尺度（年度消納）需求同時存在的多場景協同優化配置問題，如何在模型復雜、算力有限的情況下高效求解；統籌優化求解算法上層長時間尺度模型群體智能優化算法構建局部短時模型底層需求優化求解雙層優化配置模型底層短時功率支撐場景上層長時全局優化場景典型時段電網頻率數據午間棄光夜間棄風河南電網2020年3月19日系統運行平衡圖1000012000140001600018000200002200024000260002800030000 0:00

8、 3:006:009:0012:0015:0018:0021:000:003:006:009:0012:0015:0018:0021:000:003:006:009:0012:0015:0018:0021:00功率（MW）常規電源出力徑流式水電風電可用功率光伏可用功率負荷+交換功率常規電源出力下限16 二、儲能優化配置技術原理 儲能優化配置結果如何驗證；控制策略仿真、投資經濟性測算、其他配置方法對比等驗證。兼顧消納和主動支撐的儲能容量配置計算步驟：Step1：基于對電網、電站實際運行數據完成儲能需求典型特征提??；Step2：考慮儲能充放電限制條件、以經濟性最優等為目標函數，進行儲能容量尋優；S

9、tep3：對儲能容量尋優結果進行時序仿真，模擬儲能時序運行效果。儲能配置流程風光實際運行年度數據儲能需求特征提取儲能需求典型特征曲線多目標優化算法儲能容量配置結果生產時序仿真8760h典型日8760h8760h1718一、研究背景二、儲能優化配置技術原理三、儲能優化配置案例四、總結與展望案例電源側電網側用戶側兼顧新能源消納與主動頻率支撐，提升電網支撐能力面向電力現貨市場和“兩個細則”考核，提升市場競爭力獨立儲能參與電力現貨市場，價差套利分時電價政策環境下，峰谷價差套利 三、儲能優化配置案例19 三、儲能優化配置案例20 三、儲能優化配置案例相較于促進消納場景下，雖然在兼顧場景下光伏電站配建儲能

10、的年投資總成本增加，但由于儲能收益種類增加，投資回收期縮短2年，內部收益率提升了2%。21 三、儲能優化配置案例在促進消納場景下，儲能收益90%以上來自于降低棄電率，在兼顧多場景下，儲能收益超過一半來自于降低棄電率，新能源上網電價直接影響儲能是否具有投資價值。近年來新能源上網電價持續下降，兼顧多場景相較于促進消納場景能獲得更好的投資經濟性。光伏電站1（18MW）儲能配置方案的經濟性（預期內部收益率8%）光伏電站2（50MW）儲能配置方案的經濟性（預期內部收益率8%）22 三、儲能優化配置案例23 三、儲能優化配置案例24 三、儲能優化配置案例25 三、儲能優化配置案例26 三、儲能優化配置案例

11、27 三、儲能優化配置案例季節季節時段時段電價電價元元/kWh夏季夏季（7、8、9月）月）0:00-8:00低谷0.35458258:00-11:30平段0.675922511:30-13:30低谷0.354582513:30-16:30平段0.675922516:30-20:30峰段0.997262520:30-22:30尖峰1.190066522:30-24:00平段0.6759225冬季冬季（1月、月、12月）月）0:00-6:00低谷0.3545825 6:00-8:30平段0.67592258:30-11:30峰段0.997262511:30-17:00平段0.675922517:0

12、0-19:00尖峰 1.190066519:00-20:00峰段0.997262520:00-24:00平段0.6759225其他季節其他季節0:00-5:00低谷0.35458255:00-11:30平段0.675922511:30-13:30低谷0.354582513:30-16:00平段0.675922516:00-22:00峰段0.997262522:00-24:00平段0.6759225 用戶側分時電價用戶側分時電價1MW/2h1MW/2h儲能投資經濟性分析儲能投資經濟性分析方案方案方案方案1方案方案2方案方案3方案方案4儲能單價儲能單價1.56元/Wh1.2元/Wh1元/Wh0.8

13、元/Wh初始投資成本初始投資成本312萬元240萬元200萬元160萬元項目凈現值項目凈現值46.8萬元118萬元158萬元199萬元投資回收期投資回收期8.7年5.9年4.7年3.5年內部收益率內部收益率11.2%17.9%23.3%31%綜合考慮儲能系統的初始投資成本、年運維成本、儲能循環壽命（SOC范圍0.8，8000次），儲能使用年限約11年，預期收益率8%。28一、研究背景二、儲能優化配置技術原理三、儲能優化配置案例四、總結與展望29 四、總結與展望 包括長時儲能的新型儲能技術和電力市場的快速發展，給儲能優化配置帶來了顯著的場景和需求變化：儲能建模搭建體現儲能技術性能及經濟性參數相互關聯融合的系統級技術-經濟特性模型。IIIIII多類型儲能協同配置解決日內問題的電化學儲能與長時儲能協同配置。多元場景協同配置不同電壓等級、源側-網側、配網側-主網側儲能協同配置。30