助力工商業(yè)儲(chǔ)能可持續(xù)發(fā)展-工商業(yè)儲(chǔ)能解決方案白皮書(shū)-陽(yáng)光電源

前言“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)能源轉(zhuǎn)型全面加速，新能源發(fā)展勢(shì)如破竹，工商業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域尤為突出。去年以來(lái)，浙江、廣東等地密集出臺(tái)補(bǔ)貼政策，多地峰谷電價(jià)差擴(kuò)大，工商業(yè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步凸顯，市場(chǎng)配儲(chǔ)意愿不斷2023年被定義為“工商業(yè)儲(chǔ)能元年”，全國(guó)備案項(xiàng)目超2300個(gè)，備案總?cè)萘窟_(dá)10.2GWh。與此同時(shí)，行業(yè)安全、運(yùn)維等行業(yè)痛點(diǎn)，聯(lián)合鑒衡推出《工商業(yè)儲(chǔ)能解目錄CONTENTS目錄CONTENTS1.2應(yīng)用場(chǎng)景多元化，中型工商業(yè)占主角1.3盈利模式多樣化，峰谷套利成主1.4商業(yè)模式靈活，合同能源模式受歡迎2.1項(xiàng)目收益低，回本周期長(zhǎng)2.2安全隱患大，人身資產(chǎn)保障低2.3運(yùn)維繁瑣，運(yùn)營(yíng)成本高PowerStack200CS系列3.1隨心收益，最快1.7年回本3.2安心用能，可靠運(yùn)行超12年3.3省心使用，降低運(yùn)營(yíng)成本3421工商業(yè)儲(chǔ)能解決方案應(yīng)用案例233儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)。作為用戶側(cè)儲(chǔ)能典型應(yīng)用場(chǎng)景，工商業(yè)儲(chǔ)能主要服務(wù)于大工業(yè)和一般商業(yè)場(chǎng)景，毗鄰分布式光伏電源側(cè)及負(fù)荷近年來(lái)，在“限電限產(chǎn)”和峰谷價(jià)差不斷擴(kuò)大的背景下，工商業(yè)儲(chǔ)能滿足高峰時(shí)段用電需求的同時(shí)，通過(guò)伴隨“雙碳”進(jìn)程加快，各行各業(yè)能源轉(zhuǎn)型已成發(fā)展共識(shí)。多地分時(shí)電價(jià)差拉大，疊加鋰電池價(jià)格下調(diào)，儲(chǔ)能經(jīng)據(jù)預(yù)估，2023年全國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能新增裝機(jī)達(dá)3.5GWh，同比增長(zhǎng)約300%，其中“浙、粵、蘇”等地區(qū)新增裝機(jī)合計(jì)2.8GWh，占全國(guó)比重約80%。未來(lái)3.59202020212022202320242025圖1：2020-2025年全國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能裝機(jī)趨勢(shì)（GW浙江1.2廣東0.8當(dāng)前，工商業(yè)儲(chǔ)能以中型工商業(yè)、園區(qū)/微電網(wǎng)、高載能企業(yè)為主要應(yīng)用場(chǎng)景；分布式光伏接入能力不足、電力消納受限區(qū)域（山東、河北、河南等）、臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能、儲(chǔ)充/光儲(chǔ)充等應(yīng)用場(chǎng)景成為新機(jī)會(huì)；隨著電力市場(chǎng)化的不斷推光儲(chǔ)充/借助現(xiàn)有工商業(yè)光伏項(xiàng)目上量，是未來(lái)工商業(yè)用戶的綜經(jīng)濟(jì)性是驅(qū)動(dòng)工商業(yè)配儲(chǔ)的主要因素。目前我國(guó)工商業(yè)儲(chǔ)能盈利模式以峰谷套利為主，并有需量控制、需求側(cè)響據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年，平均峰谷價(jià)差達(dá)0.7元/kWh的地區(qū)約25個(gè)，超20省份支持單日兩充兩放，套利空間進(jìn)一電價(jià)谷時(shí)段從電網(wǎng)或售電公司購(gòu)買(mǎi)低價(jià)電能，電價(jià)峰/尖峰時(shí)供給通過(guò)配置儲(chǔ)能調(diào)控需量，減少短時(shí)間內(nèi)負(fù)荷高峰峰值，降低需量電力緊張時(shí)，企業(yè)通過(guò)削峰等方式主動(dòng)減少用電，響應(yīng)電網(wǎng)供電突發(fā)停電時(shí)，為園區(qū)內(nèi)關(guān)鍵不斷電負(fù)載提供后備電源保障，保障工商業(yè)儲(chǔ)能作為獨(dú)立市場(chǎng)主體，通常以“聚合儲(chǔ)能、虛擬電廠”等形式，參與調(diào)峰、調(diào)頻、現(xiàn)貨交易等多種電力市場(chǎng)交易，提升目前工商業(yè)儲(chǔ)能客戶群體主目前工商業(yè)儲(chǔ)能客戶群體主要由開(kāi)發(fā)方、投資方、終端業(yè)主構(gòu)成，商業(yè)模式主要分為合同能源管理、融資租賃和業(yè)主自投等模式，其中合同能源管理模式因其風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、收益共享的雙贏優(yōu)EMC模式中，開(kāi)發(fā)方是核心參與者，需向儲(chǔ)能設(shè)備企業(yè)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備和維護(hù)服務(wù)，并和業(yè)主簽訂能源托管協(xié)議，確定儲(chǔ)能項(xiàng)目獲 3 融資租賃、業(yè)主自投兩種模式下，直接購(gòu)入設(shè)備的業(yè)主后續(xù)投入較少，租賃設(shè)備的業(yè)主需定期向購(gòu)入設(shè)備的業(yè)主支付租金。租賃設(shè)備方負(fù)責(zé)項(xiàng)目運(yùn)維，通過(guò)每日電價(jià)峰谷套利和需求側(cè)響應(yīng)8行業(yè)高速發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)過(guò)剩成為當(dāng)前工商業(yè)儲(chǔ)能的關(guān)鍵詞。據(jù)報(bào)道，2023年工商業(yè)儲(chǔ)能相關(guān)企業(yè)新增5萬(wàn)家，平均每天新增150家。在行業(yè)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩階段，出現(xiàn)低質(zhì)低價(jià)中標(biāo)等現(xiàn)象，給行業(yè)良性發(fā)展帶來(lái)隱患。如何保障儲(chǔ)能電站全生命周期高效安全運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)2.12.1電力市場(chǎng)化尚處于初期，初始投資高、回本周期長(zhǎng)、商業(yè)模式復(fù)雜，部分業(yè)主對(duì)參與工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目持謹(jǐn)慎伴隨電力市場(chǎng)化改革不斷深入，如何進(jìn)一步發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用價(jià)值，提升配儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)性，是行業(yè)亟需解決的課題。對(duì)儲(chǔ)能企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要不斷優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)效率、當(dāng)前市面上工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)效率普遍在80-90%之間。系統(tǒng)循環(huán)效率指儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)輸出電量 使用風(fēng)冷為儲(chǔ)能系統(tǒng)散熱，缺乏智能化溫控算法，輔助損耗大，散熱不均衡導(dǎo)致2.22.2工商業(yè)儲(chǔ)能一般分布在工廠、商業(yè)區(qū)、公共機(jī)構(gòu)等人員與資產(chǎn)密集區(qū)，部署場(chǎng)景復(fù)雜不僅影響項(xiàng)目收益，更可能導(dǎo)致資產(chǎn)與人身?yè)p害，因此對(duì)如何有效監(jiān)測(cè)電站健康運(yùn)行、預(yù)防和控制熱失控及蔓延，最大限度減少設(shè)備、資產(chǎn)與人員損害，是儲(chǔ)能系統(tǒng)急需急劇升溫/開(kāi)閥急劇升溫/開(kāi)閥熱失控大面積內(nèi)短路熱失控?cái)U(kuò)散...風(fēng)險(xiǎn)源引入劇烈爆炸2.32.3工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目分散，運(yùn)維管理難度大、成本高。市面上多數(shù)工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)由不同廠商產(chǎn)品組裝而成，加大了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試難度與故障發(fā)生概率。故障發(fā)生后，存在責(zé)任推諉現(xiàn)象，拉長(zhǎng)設(shè)備維修周度融合電力電子、電化學(xué)和電網(wǎng)支撐技術(shù)，加入智能AI技術(shù)，推出PowerStack200CS系列工商業(yè)液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“PowerStack200CS”），整合PCS、EMS、BMS于一體，實(shí)現(xiàn)全鏈路高效、全系統(tǒng)智能、EMS300CPPowerStack200CSAC圖7：PCS/BMS/EMS一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲得工商業(yè)儲(chǔ)能CGC/GF237：2023認(rèn)證的產(chǎn)品，PowerStack200CS在設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行效率效率系統(tǒng)額定功率充放電時(shí)，能量轉(zhuǎn)換效率RTE≥滿足產(chǎn)品在電擊、高溫、機(jī)械、氣體、液體、噪聲、火災(zāi)危險(xiǎn)防護(hù)方面的技術(shù)要求，特別是火災(zāi)3.1PowerStack200CS3.1PowerStack200CS通過(guò)高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù)、智能液冷溫控技術(shù)、智慧調(diào)度策略等多種手段革新，提升系統(tǒng)充放效率、降低電池?fù)p耗、增加調(diào)度收益等，縮短儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電循環(huán)效率（Round-tripEfficiency，簡(jiǎn)稱RTE）是決定運(yùn)行收益的關(guān)鍵指標(biāo)。傳統(tǒng)儲(chǔ)能受限于系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓適配性差、PCS調(diào)制策略單一、器件損耗大，影響RTE。PowerStack200CS基于高效率新型碳硅合基器件、低損磁集成技術(shù)、高效調(diào)制策略等，多維度提升系統(tǒng)效率，系統(tǒng)RTE≥90%，通過(guò)GB/T36548-2018標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。圖9：RTE>90%效率認(rèn)證圖10：PCS1.2倍過(guò)載檢測(cè)報(bào)告儲(chǔ)能變流器（PowerConversionSystem，簡(jiǎn)稱PCS）是工商業(yè)儲(chǔ)能簡(jiǎn)稱EMS）指令控制功率，從而實(shí)現(xiàn)電能的雙向轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)PCS響應(yīng)速度PowerStack200CS自研嵌入式PCS，具備1.2倍過(guò)載能力，當(dāng)?shù)蛪弘姽ど虡I(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)有數(shù)百顆電芯，傳統(tǒng)散熱方式導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中電芯之間的溫差過(guò)大，降低系統(tǒng)的充放電量、減少系統(tǒng)壽命，并帶來(lái)一定安全隱PowerStack200CS采用液冷均衡散熱設(shè)計(jì)，由整機(jī)主管道和每層Pack管道組成系統(tǒng)子母流道，冷卻液通過(guò)散熱管道流經(jīng)每顆電芯，實(shí)現(xiàn)Pack級(jí)、電芯級(jí)雙均衡散熱，整機(jī)電芯溫差≤2.5°C，提升電芯健康度。每天兩PowerStack200CS搭載AI仿生熱平衡技術(shù)，基于歷史充放電行為預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)充放電狀態(tài)、環(huán)境溫度及液冷機(jī)組實(shí)時(shí)工況，通過(guò)AI仿生算法動(dòng)態(tài)控制機(jī)組運(yùn)行、智能調(diào)節(jié)散熱所需功率，滿足系統(tǒng)散熱需求的同 考驗(yàn)。傳統(tǒng)EMS一般依據(jù)分時(shí)電價(jià)時(shí)段，人工設(shè)置充放電指令，在固定電價(jià)峰段放電、谷段充電，存在一定滯后PowerStack200CS采用融合深度學(xué)習(xí)和AI最優(yōu)求解模型的En-grow算法，基于歷史用電數(shù)據(jù)、電站運(yùn)行情況和電網(wǎng)需求，搭建經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，并不斷訓(xùn)練迭代，生成最佳能量調(diào)度策略，每隔5-15分鐘更新調(diào)度方案，確保每次充放電循環(huán)中獲取最優(yōu)收益，擴(kuò)大系統(tǒng)峰谷套利空間、節(jié)約需量電費(fèi)。經(jīng)實(shí)測(cè)，較傳統(tǒng)EMS，收益最大可提升SOC均衡圖13：EMS智能調(diào)度策略示意圖14：智能EMSVS傳統(tǒng)EMS收益評(píng)估報(bào)告PowerStack200Cs不僅支持峰谷套利、防逆流、需量控制、負(fù)荷跟蹤等調(diào)度功能，更能云端協(xié)同光伏、儲(chǔ)能、降低變壓器擴(kuò)容成本，減少容光功率精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、最大化光伏負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，提升峰谷套利/運(yùn)營(yíng)/售后綜合上述系統(tǒng)效率、散熱、調(diào)度等性能的全面提升，提升系統(tǒng)價(jià)差為0.7812元/kWh，在資本金模式下，用戶自投IRR高至52.7%，可2次330天95%90%4.9%70%5年租賃打折（8.5：1.5）租賃打折（8.5：1.5）27.75%22.17%靜態(tài)回收期(年)3.83資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率52.70%37.99%*IRR即內(nèi)部收益率，用于衡量資金流入現(xiàn)值總額與資金流出現(xiàn)值3.2工商業(yè)儲(chǔ)能作為具有投資屬性的電化學(xué)產(chǎn)品，安全性至關(guān)重要。目前，業(yè)界針對(duì)工商業(yè)儲(chǔ)能安全方案正逐步改善，然而在安全故障發(fā)生前的及時(shí)預(yù)警、熱失控逐級(jí)撲滅降損、極端燃爆安全兜底等方案設(shè)計(jì)依然存在局限性。PowerStack200CS秉持陽(yáng)光電源極致安全設(shè)計(jì)理念和高標(biāo)準(zhǔn)要求，構(gòu)建了從電芯到整機(jī)、從系統(tǒng)到云端的5電芯熱失控是儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)發(fā)生安全事故的源頭，傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)BMS對(duì)電芯的溫度、電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)PowerStack200CS采用AI電芯全息管理技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯溫度、電流、電壓、氣體、顆粒、壓力六維數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)短路診斷、內(nèi)阻離散分析、一致性分析等AI算法模型，實(shí)時(shí)評(píng)估電芯健康狀態(tài)，提前15天預(yù)警異常電芯、2電氣全面檢測(cè)，分級(jí)關(guān)斷降損儲(chǔ)能系統(tǒng)直流側(cè)電池接線端接觸不良、絕緣材料老化破損等原因可產(chǎn)生電弧，從而引發(fā)熱失控。靈敏的電氣主動(dòng)PowerStack200CS通過(guò)AI拉弧檢測(cè)技術(shù)對(duì)直流側(cè)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行多模態(tài)可視化評(píng)估，做到毫秒級(jí)100%檢測(cè)、系統(tǒng)采用“包級(jí)、簇級(jí)、柜級(jí)”三級(jí)過(guò)流保護(hù)，即電池包回路直流熔斷、電池簇回路直流熔斷、PCS直流回路熔 傳統(tǒng)工商業(yè)儲(chǔ)能柜通常配置明火后的被動(dòng)消防，對(duì)消防等級(jí)感知不夠靈敏，存在消防措施啟動(dòng)不及時(shí)、啟動(dòng)后對(duì)設(shè)備折損較大等現(xiàn)象。不具備泄爆能力，當(dāng)燃爆發(fā)生時(shí)，對(duì)周邊設(shè)備、人員安全造PowerStack200CS基于熱失控發(fā)生前主動(dòng)介入、熱失控影響最小化的安全設(shè)計(jì)思路，推出“預(yù)警、泄爆、消防”三層系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)，減少安全故通過(guò)熱失控預(yù)警器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙霧、溫度、可燃），全系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)聲光報(bào)警器，發(fā)送警示到陽(yáng)光云平臺(tái)，及時(shí)提醒相關(guān)人員；水浸檢測(cè)達(dá)預(yù)警值時(shí)，自動(dòng)Step2：快速燃爆創(chuàng)新“氣壓感知泄爆”設(shè)計(jì)，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部壓力達(dá)到泄爆閾值時(shí)，背部泄爆裝置向外彈開(kāi)至設(shè)定位置，及時(shí)泄壓，避免設(shè)備飛蓋及其他泄爆物體飛濺誤傷，降低設(shè)備損壞程度，有效保護(hù)人身安全。滿足NFPA68要求，是國(guó)內(nèi)首個(gè)以真機(jī)實(shí)測(cè)獲得泄爆安全認(rèn)證的工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)。電池包內(nèi)配置全氟己酮?dú)怏w消防，艙體內(nèi)配置系統(tǒng)級(jí)水、氣體消防，一旦發(fā)生熱失控，系統(tǒng)快速啟動(dòng)保護(hù)，即刻撲滅熱失控。此外，艙壁依據(jù)GB/T9978標(biāo)準(zhǔn)，滿足最高2小時(shí)耐火，阻止熱失控蔓延，減少對(duì)周邊設(shè)備影響，爭(zhēng)取消防時(shí)間。 4“云管邊”端端安全，守護(hù)信息0泄露ESS高低溫測(cè)試平臺(tái)ESSEMC測(cè)試平臺(tái)PCS測(cè)試平臺(tái)ESS高低溫測(cè)試平臺(tái)ESSEMC測(cè)試平臺(tái)PCS測(cè)試平臺(tái)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全已成為新能源行業(yè)共識(shí)，部分國(guó)家已于標(biāo)準(zhǔn)中明確提出要求。國(guó)家能源局發(fā)布《電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全管理辦法》，要求電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)選用符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定、滿足網(wǎng)絡(luò)安全要求的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和服務(wù)。國(guó)際電工組織委員會(huì)陸續(xù)發(fā)布IEC62443的系列標(biāo)準(zhǔn)，要求制造廠商需符合工控標(biāo)準(zhǔn)并取得證書(shū)，以減少工控網(wǎng)絡(luò)信息安全風(fēng)險(xiǎn)。PowerStack200CS基于信息安全標(biāo)準(zhǔn)要求，采用“云、管、邊”三重信息加密設(shè)置，擁有國(guó)內(nèi)安全等保三級(jí)認(rèn)證，國(guó)際IEC62443國(guó)際工業(yè)信息安全標(biāo)準(zhǔn)、歐盟《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》(GDPR)認(rèn)證，保護(hù)電站信息安全。云5500+出廠測(cè)試，保障系統(tǒng)穩(wěn)定性陽(yáng)光電源作為國(guó)內(nèi)首家通過(guò)電芯、模組、電池簇、BMS四位一體認(rèn)證的企業(yè)，要求系統(tǒng)出廠前要通過(guò)從電芯到系統(tǒng)500+項(xiàng)性能測(cè)試。3.33.3工商業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜、布局分散、安裝場(chǎng)地面積有限，對(duì)產(chǎn)品的建站、運(yùn)營(yíng)、運(yùn)維等提出更高要求，降低全PowerStack200CS采用PCS、EMS、BMS一體化設(shè)計(jì)，全鍵設(shè)置”即可并網(wǎng)，減少人工建站成本。支持面對(duì)面、背靠背、無(wú)縫肩并肩靈活布局，減少占地面積，PowerStack200CS搭載陽(yáng)光智慧能源云平臺(tái)，具備百GWh級(jí)接入能力，隨時(shí)隨地監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)及收益數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)PowerStack200CS的EMS系統(tǒng)支持第三方云接入，即插即用，同時(shí)還支持智能無(wú)線運(yùn)維。近端無(wú)線設(shè)置站端策略配置，實(shí)時(shí)檢查產(chǎn)品運(yùn)行工況；遠(yuǎn)程通過(guò)陽(yáng)光云APP/Web端進(jìn)行云端策略配置，支持支持OTA一鍵升級(jí)全電站，無(wú)需一對(duì)一專家上創(chuàng)新推出“主動(dòng)售后維護(hù)體系”，即陽(yáng)光云基息，實(shí)時(shí)分發(fā)故障告警信息至各區(qū)域售后專家處理，解決工商業(yè)儲(chǔ)能分布分散，用戶日常監(jiān)管難度陽(yáng)光電源在全球擁有370+服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，累計(jì)保障電站容量405GW+，擁有光儲(chǔ)充云研產(chǎn)銷一體化的售前多維診斷售中高質(zhì)量交付售后一站式服務(wù)按照GB/T27922-2011商品售后服務(wù)評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)內(nèi)部的服務(wù)體系進(jìn)行全面升級(jí)，陽(yáng)光電源浙江某企業(yè)為10kV大工業(yè)用戶，每年運(yùn)行大，且采用峰谷分時(shí)計(jì)費(fèi)模式，基本電費(fèi)按最大容量繳3.5年>23%陽(yáng)光電源基于浙江嘉興電力政策特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)區(qū)用能情況，提供PowerStack儲(chǔ)能系統(tǒng)一站式解決方案，并配合儲(chǔ)能系統(tǒng)搭建變壓器柔性直流互聯(lián)系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)企業(yè)購(gòu)