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 隨著風(fēng)光新能源入網(wǎng)比例大幅提高，儲(chǔ)能在政策與市場(chǎng)的共同作用下，迎來(lái)了飛速發(fā)展。2021年，中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)裝機(jī)功率累計(jì)達(dá)5.1GW。據(jù)中國(guó)化學(xué)（601117）與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2025年電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)40GW。然而，儲(chǔ)能普遍利用率低嚴(yán)重限制了儲(chǔ)能快速發(fā)展，已成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目平均等效利用系數(shù)為12.2%，新能源配儲(chǔ)系數(shù)僅為6.1%，火電廠配儲(chǔ)能為15.3%，電網(wǎng)儲(chǔ)能為 14.8%，用戶儲(chǔ)能為 28.3%。這意味著大部分儲(chǔ)能站在投資建設(shè)后處于閑置狀態(tài)，無(wú)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(chǔ)能高效利用？國(guó)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(chǔ)能安全長(zhǎng)效運(yùn)行是目前電化學(xué)儲(chǔ)能健康發(fā)展的重大阻礙。第一，是儲(chǔ)能實(shí)際壽命不達(dá)預(yù)期。據(jù)國(guó)內(nèi)權(quán)威專家統(tǒng)計(jì)，功率型儲(chǔ)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?jī)?chǔ)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(chǔ)能站安全事故頻發(fā)，造成不可計(jì)量的損失。儲(chǔ)能事故在全球范圍內(nèi)屢見(jiàn)不鮮，大型儲(chǔ)能電站一旦發(fā)生事故，會(huì)造成較大生命財(cái)產(chǎn)損失，令儲(chǔ)能投資商和運(yùn)營(yíng)商退避三舍。

如何延長(zhǎng)儲(chǔ)能電池壽命、盡可能避免儲(chǔ)能發(fā)生事故？國(guó)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(chǔ)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(guò)主動(dòng)預(yù)警平臺(tái)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(chǔ)能安全長(zhǎng)效。

首先是從PCS硬件方面，目前，規(guī)模化電化學(xué)儲(chǔ)能電站拓?fù)浞绞饺砸缘蛪杭惺綖橹?。?.26MW/2.5MWh集裝箱為例，對(duì)比3類技術(shù)方案的優(yōu)劣后，國(guó)能日新認(rèn)為組串式方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(zhǎng)電池壽命、提高儲(chǔ)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(duì)比請(qǐng)見(jiàn)下表：


接著，從電池軟件防護(hù)方面，國(guó)能日新提出大數(shù)據(jù)AI算法防護(hù)方案，解決當(dāng)前儲(chǔ)能站電池系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)嚴(yán)重依賴電池管理系統(tǒng)（BMS）的三大弊端：1無(wú)法識(shí)別電池自身缺陷、老化衰竭的早期軟故障；2 對(duì)電池狀態(tài)估算（SOC/SOH/內(nèi)阻）誤差會(huì)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(huì)變化。

國(guó)能日新通過(guò)對(duì)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(duì)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(cè)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(duì)檢測(cè)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(lái)的性能下降和壽命縮減等問(wèn)題，保障電站安全運(yùn)行、延長(zhǎng)電站壽命。

成本高、盈利少

在儲(chǔ)能安全長(zhǎng)效能夠保證的基礎(chǔ)上，電化學(xué)儲(chǔ)能站投資成本高昂，而后續(xù)運(yùn)行中的效益問(wèn)題卻降低了儲(chǔ)能投資商和運(yùn)營(yíng)商的積極性。目前儲(chǔ)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(chǔ)能參與市場(chǎng)的相關(guān)政策，新型儲(chǔ)能盈利渠道正經(jīng)歷多元化。如何提高儲(chǔ)能效益，從而重新調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能投資商和運(yùn)營(yíng)商積極性？國(guó)能日新建議利用共享儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，且儲(chǔ)能要盡快適應(yīng)多元化的儲(chǔ)能盈利市場(chǎng)。

共享儲(chǔ)能電站相對(duì)于新能源配套儲(chǔ)能，布局更加科學(xué)合理，一個(gè)共享儲(chǔ)能電站即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)新能源場(chǎng)站配套儲(chǔ)能的調(diào)頻調(diào)峰功能，方便電網(wǎng)公司調(diào)度。通過(guò)建設(shè)共享儲(chǔ)能電站，參照合同能源管理模式和新能源場(chǎng)站合作，既滿足了電網(wǎng)公司對(duì)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(chǎng)站投資和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

市場(chǎng)化背景下，目前儲(chǔ)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(chǎng)收益、峰谷套利以及容量電價(jià)補(bǔ)償。不同電力市場(chǎng)之間存在耦合性，互相影響，也包括價(jià)格信號(hào)。比如，能量市場(chǎng)價(jià)格變化可能會(huì)引起調(diào)頻市場(chǎng)的價(jià)格變化。在日漸復(fù)雜多變的電力市場(chǎng)中，如何考慮與平衡市場(chǎng)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(chǔ)能站適應(yīng)市場(chǎng)化發(fā)展的復(fù)雜需求，國(guó)能日新智慧儲(chǔ)能EMS通過(guò)多元市場(chǎng)模型，發(fā)揮儲(chǔ)能靈活性，在不同時(shí)段參與不同市場(chǎng)，提出儲(chǔ)能參與更多種類的市場(chǎng)服務(wù)的儲(chǔ)能策略，從而實(shí)現(xiàn)跨時(shí)段與跨市場(chǎng)套利，達(dá)到儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商和電網(wǎng)的雙贏，綜合提高儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

首先，在儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)上，構(gòu)建儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的日前-日內(nèi)-實(shí)時(shí)市場(chǎng)多時(shí)間尺度的滾動(dòng)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(chǎng)模型。在儲(chǔ)能壽命與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)儲(chǔ)能的現(xiàn)貨市場(chǎng)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(chǔ)能經(jīng)濟(jì)收益。

再是配合功率預(yù)測(cè)，制定儲(chǔ)能在不限電時(shí)最大化減免考核的策略使儲(chǔ)能EMS對(duì)接功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)獲取預(yù)測(cè)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(cè)允許誤差范圍內(nèi)，減免考核損失。


找對(duì)方法 前景廣闊

雙碳宏觀背景下，儲(chǔ)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(guó)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(chǔ)能需要克服安全性與經(jīng)濟(jì)性障礙。在安全性上，通過(guò)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(chǔ)能壽命延長(zhǎng)、避免事故，從而保障儲(chǔ)能長(zhǎng)久運(yùn)行和盈利。在經(jīng)濟(jì)性上，隨著全國(guó)各省政策逐步放開，共享儲(chǔ)能可作為儲(chǔ)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(chǔ)能發(fā)展需求，“搭上”儲(chǔ)能市場(chǎng)化“快車”。此文既是國(guó)能日新的思考與探討，希望可以為儲(chǔ)能健康發(fā)展提供思路，同時(shí)也是國(guó)能日新努力的方向，以數(shù)據(jù)技術(shù)為抓手，把握儲(chǔ)能安全保障與盈利能力，推動(dòng)電化學(xué)儲(chǔ)能蓬勃發(fā)展。

國(guó)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(guó)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(chǔ)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(cè)類產(chǎn)品穩(wěn)居行業(yè)翹楚地位。

國(guó)能日新創(chuàng)新推動(dòng)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(jí)，助力我國(guó)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(chǔ)能行業(yè)健康可持續(xù)視角下的發(fā)展思考