某加工企業(yè)供能不足情況下裝配儲能系統(tǒng)的分析

摘要：某加工企業(yè)隨著用電負荷需求的增長，出現(xiàn)供電側(cè)與需求側(cè)矛盾問題。鑒于此，基于各種負荷數(shù)據(jù)，以用能情況分析為導向，以綠色能源為基礎(chǔ)，從管理層面和技術(shù)層面共同探討解決問題的方式，最終決定建設(shè)一套簡單的儲能系統(tǒng)，運用“削峰填谷”的策略，彌補供電容量的不足，提升供電安全裕度。

關(guān)鍵詞：削峰填谷;容量;儲能

1 ? ?用電負荷數(shù)據(jù)分析

（1）可參照電力監(jiān)控數(shù)據(jù)，逐級分析高峰、低谷負荷期并統(tǒng)計時間段等。比如：分析供用電系統(tǒng)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)1、6、7、8、11、12月為高峰負荷期，2、3、4、5月為次高峰負荷期，9、10月為低負荷期。

用電高峰負荷期處于總裝機容量的80%～100%。2019年8月約有17天的高峰時段，負荷占比為90%～98%;12月約有21天的高峰時段，負荷占比為90%～96%。低負荷期處于總裝機容量的60%～85%，用電狀況良好。

綜上所述，在用電高峰期，從運行安全性考慮，經(jīng)常采用限電拉路措施，造成了停供電的可能;緊急情況下還會啟用小容量應(yīng)急電源予以應(yīng)對。這些緊急措施對于加工企業(yè)來說，增加了安全生產(chǎn)風險，且必然造成經(jīng)濟效益損失。

（2）分解各區(qū)域供電數(shù)據(jù)。比如：該企業(yè)分為A、B、C、D四個區(qū)域，根據(jù)各區(qū)域監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場實抄數(shù)據(jù)分析，A區(qū)域負荷占比為10%～20%;B區(qū)域占比為20%～25%;C區(qū)域占比為20%～50%，且每日負荷波動較大;D區(qū)域為民用區(qū)域，屬于居民用電，占比為10%～25%。

綜上所述，每日08：00—16：00為同期用電高峰期，16：00—20：00為次高峰期，20：00—次日08：00為低谷期。找準高峰時段后，只要將尖峰段“削平”即可緩解同期高峰負荷的壓力。另外，可以充分利用低谷時段，實施“削峰填谷”的運行策略。

2 ? ?管理層面和技術(shù)層面解決方式

供能不足的關(guān)鍵在于負荷開啟時間極度同期。管理層面：采取生產(chǎn)區(qū)域錯峰用電方式，根據(jù)加工任務(wù)，調(diào)整設(shè)備開啟同期時段，在一定程度上可緩解總?cè)萘坎蛔銓е碌某摵涩F(xiàn)象。但在生產(chǎn)環(huán)節(jié)全部開啟的情況下，錯峰方式并不能完全解決超負荷問題，只能采取“削峰填谷”的方式，建設(shè)一套儲能系統(tǒng)，讓負荷高峰區(qū)變得平緩。

3 ? ?建設(shè)儲能系統(tǒng)，緩解供電壓力

3.1 ? ?儲能系統(tǒng)作用

該儲能系統(tǒng)能提供削峰填谷、平抑電價、應(yīng)急備電功能，并能為上級電力部門提供輔助服務(wù)，從而有效控制用電費用。配置儲能系統(tǒng)前后電力需求預(yù)估如圖1所示。

3.2 ? ?儲能系統(tǒng)的布局及設(shè)計選擇

以配置典型的500 kW/2 MW·h儲能系統(tǒng)為例接入10 kV母線。充放電能力最大500 kW，約占總?cè)萘康?%，可將高峰時刻的負荷降低到原容量的92%以下，新增500 kW充放電能力小于用電低谷、平段之間的容量差，充電時不會造成總用電負荷超載。

以一年中某天為例，配置儲能系統(tǒng)前后負荷曲線對比如圖2所示，原負荷曲線因配置儲能系統(tǒng)而實現(xiàn)“削峰填谷”。

4 ? ?建設(shè)儲能系統(tǒng)效益計算

（1）北京電價時段劃分：高峰時段（10：00—15：00，18：00—21：00）、平段（07：00—10：00，15：00—18：00，21：00—23：00）、低谷時段（23：00—次日07：00）。根據(jù)北京電價時段，儲能系統(tǒng)每日充放電2次：在谷段23：00—次日07：00進行第一次充電4 h，保證電池SOC為100%，在高峰時段10：00—15：00進行第一次放電;在平段15：00—18：00進行第二次充電3 h，在高峰時段18：00—21：00進行第二次放電。

（2）北京市現(xiàn)行階梯銷售電價：根據(jù)《關(guān)于調(diào)整本市一般工商業(yè)銷售電價有關(guān)問題的通知》（京發(fā)改〔2019〕758號），1～10 kV電壓等級的一般工商業(yè)用戶尖峰時段電價為1.416 7元/（kW·h），高峰時段電價為1.288 4元/（kW·h），平段電價為0.769 7元/（kW·h），低谷時段電價為0.302 3元/（kW·h）。由此可見，尖峰、低谷時段電價差額為1.114 4元/（kW·h），高峰、低谷時段電價差額為0.986 1元/（kW·h），平谷時段電價差額為0.467 4元/（kW·h），高峰、平段電價差額為0.518 7元/（kW·h）。

（3）儲能系統(tǒng)運行10年經(jīng)濟測算表如表1所示。

綜上所述，加入儲能系統(tǒng)，一方面可以對整個供電系統(tǒng)進行必要的擴容，另一方面可以“削峰填谷”，形成峰谷價差利潤。該系統(tǒng)投資金額約496萬元，年平均收益約44萬元，10年合計收益約440萬元。

5 ? ?結(jié)語

本文通過對某加工企業(yè)負荷數(shù)據(jù)的分析，分解出高峰及低谷用電時段，得出以下結(jié)論：面對調(diào)整同期性無法解決的問題及不能限電的情況，通過投資建設(shè)一套儲能系統(tǒng)來保證持續(xù)供電的要求十分必要。雖然投資額為496萬元，10年回收金額約440萬元，但在保障供電安全和持續(xù)用電方面還是值得的。

收稿日期：2021-06-22

作者簡介：梁睿（1980—），男，北京人，工程師，部門經(jīng)理，研究方向：供配電網(wǎng)管理、新能源規(guī)劃管理。