1 引言
据全球储能项目库的不完全统计，截至2017年底，中国已投运储能项目累计装机规模28.9GW。其中，电化学储能的累计装机规模为389.8MW。储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微电网发展中必不可少的支撑技术，目前其应用主要有平滑短时出力波动，跟踪调度计划出力，提高可再生能源发电的确定性、可预测性和经济性；实现削峰填谷、调频调压、热备用、电能质量治理等功能，提高系统自身的调节能力。储能技术目前正朝着转换高效化、能量高密度化和应用低成本化方向发展。
近期国家出台多项能源规划政策，都将储能作为未来重点研究和发展领域之一，并提出比较明确的应用路径和商业路径，故储能是推动新能源健康发展，保障能源顺利转型，构建能源互联网的重要支撑。
根据能量存储方式的不同，储能方式分为机械、电磁和电化学三大类型。其中，机械储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能；电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能。削峰填谷、利用谷时段电价低时进行充电蓄能，在峰时段用电高峰时将储存电能送出。本课题选用磷酸铁锂电池作为主要研究对象，并在实际项目中应用。
1 储能系统的设计方案
储能系统的核心单元主要由储能变流器（PCS）、电池组（BP）和电池管理系统（BMS）组成，储能监控系统负责整个系统运行状态的维护。储能系统是通过一级升压接入电网10kV并网点，系统原理图如图1所示。
图1 储能系统原理图
本系统采用40英尺电池集装箱，集装箱中主要包含：500KW PCS；1MWh锂电池；配套电池管理系统BMS；电控柜；温度调节系统；消防系统；照明系统；接地系统等。
2 前期的数据分析
2.1 该区域电价情况
（1）峰时段1.166元/kW·h；平时段0.704元/kW·h；谷时段0.351元/kW·h。
（2）基础电费（容量费）：42元/kW；超出契约限额：84元/kW。
（3）分时电价时段划分：
两部制非夏季：峰时段（8～11时、18～21时）6小时，平时段（6～8时、11～18时、21～22时）10小时，谷时段（22时～次日6时）8小时。
两部制夏季：峰时段（8～11时、13～15时，18～21时），平时段（6～8时、11～13时、15～18时，21～22时），谷时段（22时～次日6时）。
2.2 园区用电数据分析
根据园区总的有功功率分析，峰值基本上分布在早上9～10时这个时间段，持续时间一般为1个小时，偶尔会有两个小时的峰值用电时间；峰值时间段及日期如红色框图，用电数据分析：每天大致在9～11事这段时间有一个明显的峰值，持续时间不超过2个小时。5月份总有功功率曲线图如图2所示。
数据来源：自动化监控系统所采集的数据，每小时采集一个点，采集量为有功功率（kW）。
图2 园区5月份总有功功率曲线图
2.3 系统运行策略确定
2.3.1 容量确定
根据园区的用电情况设计系统容量为500kW/1MWh锂电池储能系统，削峰填谷、利用平时段、谷时段电价低时进行充电蓄能，在峰时段用电高峰时将储存电能送出。
2.3.2 运行策略
谷时段（22时～次日6时）充电；峰时段（8～11时）检测是否需要调需，若无，在11时第一个峰时段结束前放电40%；平时段（11～13时）充满电池；下午待机调需，若无，在（18～21时）前放完电池，结束一天的充放电循环。
该系统的收益方式：峰谷电价差+容量费（基本电费）方式。
2.4 预期的系统效率分析
储能系统的充放电效率指的是：系统实际输送上网的交流电量与系统标称容量在没有任何能量损失情况下理论发电量之比。储能系统的总效率由电池充放电效率、储能变流器效率、变压器效率、线路损失等部分组成。
选定的电池充放电效率约96%，储能变流器效率98.5%，变压器效率98.5%，通电线路损耗约0.5%，系统的总效率89.9%。
3 系统的运行情况
3.1 系统的电气构成
本系统的装机容量为500kW/1MWh。储能系统由电池串、储能变流器（PCS）、专用变压器、储能管理系统（EMS）、配电系统组成，并网方式为10kV单路并网。
电池串充放电之后经过变流器后输出0.38kV交流电，最终由380V/10kV升压变压器升压后单路10kV接入用户侧配电网并入电力系统。
3.2 系统的保护装置
为保证电力系统安全运行和储能系统及附属设施的安全，并网储能系统必须有良好的避雷、防雷及接地装置、继电保护等，所有设备信息上传到监控系统。
3.3 系统的运行数据
该储能项目于2017年9月19日正式投运，采用某公司最新研制的500kW储能逆变器；锂电池采用1344只270Ah磷酸铁锂电池；储能系统采用标准集装箱设计，该储能项目截至2018年5月21日累计充电电量407640kW·h，放电电量353200kW·h，累计收益20.772万元，系统效率86.65%，系统效率比预期稍低，但系统运行稳定，后期可从变压器效率，电池效率方面提升系统的整体效率。图3为系统运行部分数据示意图。
图3 系统运行数据
4 结论
（1）本储能项目的正常运行为储能的投资和运行提供一种可行性方案，尤其适用于经济条件发达、峰谷电价差异大的区域。
（2）随着储能技术的不断推进，该类型的储能项目投资回收期会进一步缩小，为储能在用户侧大规模应用提供系统端的技术支持。
（3）本储能项目对优化能源结构、提高电网接纳间歇式可再生能源的能力、推广储能应用和推进储能行业发展具有积极的示范意义。
参考文献
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[2]妍洁，曹哲，张怡，等．储能系统应用于用户侧的技术经济分析[J]．电气应用，2017，（1）．
[3]吴国荣，李志强，王思耕．化学储能功率转换系统的研究[J]．电气传动，2013，（8．
[4]于波，王成山，肖峻，等．平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法[J]．2012，（16）．
（作者梁吉连供职于浙江正泰新能源开发有限公司）
