某加工企业供能不足情况下装配储能系统的分析

摘要：某加工企业随着用电负荷需求的增长，出现供电侧与需求侧矛盾问题。鉴于此，基于各种负荷数据，以用能情况分析为导向，以绿色能源为基础，从管理层面和技术层面共同探讨解决问题的方式，最终决定建设一套简单的储能系统，运用“削峰填谷”的策略，弥补供电容量的不足，提升供电安全裕度。

关键词：削峰填谷;容量;储能

1    用电负荷数据分析

（1）可参照电力监控数据，逐级分析高峰、低谷负荷期并统计时间段等。比如：分析供用电系统数据，发现1、6、7、8、11、12月为高峰负荷期，2、3、4、5月为次高峰负荷期，9、10月为低负荷期。

用电高峰负荷期处于总装机容量的80%～100%。2019年8月约有17天的高峰时段，负荷占比为90%～98%;12月约有21天的高峰时段，负荷占比为90%～96%。低负荷期处于总装机容量的60%～85%，用电状况良好。

综上所述，在用电高峰期，从运行安全性考虑，经常采用限电拉路措施，造成了停供电的可能;紧急情况下还会启用小容量应急电源予以应对。这些紧急措施对于加工企业来说，增加了安全生产风险，且必然造成经济效益损失。

（2）分解各区域供电数据。比如：该企业分为A、B、C、D四个区域，根据各区域监控平台数据以及现场实抄数据分析，A区域负荷占比为10%～20%;B区域占比为20%～25%;C区域占比为20%～50%，且每日负荷波动较大;D区域为民用区域，属于居民用电，占比为10%～25%。

综上所述，每日08：00—16：00为同期用电高峰期，16：00—20：00为次高峰期，20：00—次日08：00为低谷期。找准高峰时段后，只要将尖峰段“削平”即可缓解同期高峰负荷的压力。另外，可以充分利用低谷时段，实施“削峰填谷”的运行策略。

2    管理层面和技术层面解决方式

供能不足的关键在于负荷开启时间极度同期。管理层面：采取生产区域错峰用电方式，根据加工任务，调整设备开启同期时段，在一定程度上可缓解总容量不足导致的超负荷现象。但在生产环节全部开启的情况下，错峰方式并不能完全解决超负荷问题，只能采取“削峰填谷”的方式，建设一套储能系统，让负荷高峰区变得平緩。

3    建设储能系统，缓解供电压力

3.1    储能系统作用

该储能系统能提供削峰填谷、平抑电价、应急备电功能，并能为上级电力部门提供辅助服务，从而有效控制用电费用。配置储能系统前后电力需求预估如图1所示。

3.2    储能系统的布局及设计选择

以配置典型的500 kW/2 MW·h储能系统为例接入10 kV母线。充放电能力最大500 kW，约占总容量的8%，可将高峰时刻的负荷降低到原容量的92%以下，新增500 kW充放电能力小于用电低谷、平段之间的容量差，充电时不会造成总用电负荷超载。

以一年中某天为例，配置储能系统前后负荷曲线对比如图2所示，原负荷曲线因配置储能系统而实现“削峰填谷”。

4    建设储能系统效益计算

（1）北京电价时段划分：高峰时段（10：00—15：00，18：00—21：00）、平段（07：00—10：00，15：00—18：00，21：00—23：00）、低谷时段（23：00—次日07：00）。根据北京电价时段，储能系统每日充放电2次：在谷段23：00—次日07：00进行第一次充电4 h，保证电池SOC为100%，在高峰时段10：00—15：00进行第一次放电;在平段15：00—18：00进行第二次充电3 h，在高峰时段18：00—21：00进行第二次放电。

（2）北京市现行阶梯销售电价：根据《关于调整本市一般工商业销售电价有关问题的通知》（京发改〔2019〕758号），1～10 kV电压等级的一般工商业用户尖峰时段电价为1.416 7元/（kW·h），高峰时段电价为1.288 4元/（kW·h），平段电价为0.769 7元/（kW·h），低谷时段电价为0.302 3元/（kW·h）。由此可见，尖峰、低谷时段电价差额为1.114 4元/（kW·h），高峰、低谷时段电价差额为0.986 1元/（kW·h），平谷时段电价差额为0.467 4元/（kW·h），高峰、平段电价差额为0.518 7元/（kW·h）。

（3）储能系统运行10年经济测算表如表1所示。

综上所述，加入储能系统，一方面可以对整个供电系统进行必要的扩容，另一方面可以“削峰填谷”，形成峰谷价差利润。该系统投资金额约496万元，年平均收益约44万元，10年合计收益约440万元。

5    结语

本文通过对某加工企业负荷数据的分析，分解出高峰及低谷用电时段，得出以下结论：面对调整同期性无法解决的问题及不能限电的情况，通过投资建设一套储能系统来保证持续供电的要求十分必要。虽然投资额为496万元，10年回收金额约440万元，但在保障供电安全和持续用电方面还是值得的。

收稿日期：2021-06-22

作者简介：梁睿（1980—），男，北京人，工程师，部门经理，研究方向：供配电网管理、新能源规划管理。