李建林 ，修曉青，呂項(xiàng)羽，郭 威

（1.中國電力科學(xué)研究院有限公司，北京 100192；2.國網(wǎng)吉林省電力公司電力科學(xué)研究院，長春 130021）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力負(fù)荷需求持續(xù)增長，源荷矛盾逐步激化，儲能應(yīng)用需求日益突出，主要體現(xiàn)在：①波動性、間歇性的可再生電源大規(guī)模并網(wǎng)，造成新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行和有效消納問題非常突出，需要借助儲能提高可再生能源發(fā)電的消納能力。②我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)用能需求大但電力資源差，而欠發(fā)達(dá)地區(qū)用能需求低但電力能源資源好，這種電力能源資源與用電需求的逆向分布特性，導(dǎo)致電力能源大容量遠(yuǎn)距離輸送的需求將長期存在，而輸電線路建設(shè)速度滯后于電源建設(shè)速度；另一方面，城市負(fù)荷快速增長，電網(wǎng)峰谷差率逐漸增大，配網(wǎng)線路、設(shè)備容量瓶頸問題日益突出。儲能技術(shù)可以延緩輸配電線路、設(shè)備的更新投資，提高網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)備利用效率。③用戶側(cè)高滲透率分布式可再生電源的并網(wǎng)，對配電網(wǎng)的控制保護(hù)和運(yùn)行管理帶來挑戰(zhàn)，引入儲能將提高用戶側(cè)分布式可再生電源接入能力、保證供電可靠性、滿足用戶電能質(zhì)量需求、實(shí)現(xiàn)用戶智能電能管理。

儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用功能已基本得到業(yè)界認(rèn)可，但受現(xiàn)階段儲能系統(tǒng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平限制，儲能系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性有限。為推動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，儲能激勵政策相繼出臺，2016年11月，國家能源局東北監(jiān)管局發(fā)布了《東北電力輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則（試行）》，對儲能補(bǔ)貼的報價方式和價格機(jī)制做了明文規(guī)定；2017年9月，國家發(fā)展改革委員會、財政部、科技部、工信部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，同月，國家能源局新疆監(jiān)管辦公室出臺了《新疆電力輔助服務(wù)市場運(yùn)行規(guī)則（試行）》；2018年1月，國家能源局南方監(jiān)管局發(fā)布了《南方區(qū)域電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)運(yùn)行管理及輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則（試行）》。上述政策對儲能的應(yīng)用功能、補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)、儲能電站規(guī)模、考核標(biāo)準(zhǔn)等做了詳細(xì)規(guī)定。

儲能激勵政策的出臺有利于提高儲能系統(tǒng)效益，使儲能項(xiàng)目的投資具備經(jīng)濟(jì)性，從而吸引各方投資者進(jìn)入儲能領(lǐng)域，促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展?，F(xiàn)階段部分儲能技術(shù)類型的經(jīng)濟(jì)性有限，即使出臺了儲能補(bǔ)貼政策，尚不具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，容量配置是儲能系統(tǒng)推廣應(yīng)用的前提。隨著儲能技術(shù)性能的提高、成本的降低，長壽命、高能量轉(zhuǎn)換效率、低成本的電池儲能技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性逐漸凸顯[1-4]，儲能技術(shù)的應(yīng)用正逐步由工程示范向商業(yè)化運(yùn)營轉(zhuǎn)化。

此外，經(jīng)濟(jì)性評估是決定一項(xiàng)新興技術(shù)能否推廣普及的重要因素之一。技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)適用性兩者兼顧，才能促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)性評估主要包括支出與收益，同時涉及政策和技術(shù)等多個層面。我國已持續(xù)支持了一批儲能技術(shù)領(lǐng)域的研究及示范工程建設(shè)，積累了大量工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測運(yùn)行數(shù)據(jù)，獲取了寶貴的項(xiàng)目投資及收益樣本，并在工程的功能實(shí)現(xiàn)、實(shí)施路徑、技術(shù)運(yùn)行等方面得到了示范驗(yàn)證。但由于現(xiàn)階段儲能硬件裝置本身在技術(shù)和市值方面的不穩(wěn)定性，尚未針對儲能裝置的實(shí)用效益開展系統(tǒng)性研究，未建立有效的儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)適用性分析和評估體系，導(dǎo)致難以獲得高可信度的應(yīng)用收益結(jié)論。經(jīng)濟(jì)性評估的缺失與技術(shù)和工程需求顯然不匹配，需要適時開展相關(guān)研究并初步建立對應(yīng)的評估體系，一方面推動產(chǎn)出更多具有深遠(yuǎn)技術(shù)和行業(yè)影響力的引領(lǐng)性、原創(chuàng)性成果，另一方面保障后續(xù)工程項(xiàng)目的決策和實(shí)施。此外，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)支持政策、支持力度的加大，退役動力電池梯次利用可行性與經(jīng)濟(jì)性評估也是現(xiàn)階段需要考慮的問題。

1 儲能技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

依據(jù)能量轉(zhuǎn)換類型劃分，儲能技術(shù)可分為機(jī)械類儲能（抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、電氣類儲能（超導(dǎo)儲能、超級電容儲能等）、電化學(xué)儲能（鈉硫電池、液流電池、鉛碳電池、鋰離子電池等）、熱儲能（顯熱儲熱技術(shù)、潛熱儲熱技術(shù)、儲冷技術(shù)、化學(xué)儲熱技術(shù)等）等。從儲能安全性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)規(guī)模、工程適用性以及應(yīng)用現(xiàn)狀來看，鋰離子電池、全釩液流電池、鉛炭電池是具有競爭力的電池儲能技術(shù)類型，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示[3-4]。

從表1可以看出，鋰離子電池的能量密度、功率密度、能量效率、倍率性能均優(yōu)于全釩液流電池和鉛炭電池，其循環(huán)壽命和成本介于全釩液流電池與鉛炭電池之間；鉛炭電池的能量密度、功率密度、能量效率、成本均優(yōu)于全釩液流電池，而其倍率性能、循環(huán)壽命劣于全釩液流電池。

表1 典型電池儲能系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Tab.1 Technical-economic indicators of typical battery energy storage system

儲能技術(shù)已被視為電力系統(tǒng) “發(fā)輸配用儲”五大環(huán)節(jié)的重要構(gòu)成部分[4]。系統(tǒng)中引入儲能技術(shù)后，可以在大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電、傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、用電等各環(huán)節(jié)，以及電力系統(tǒng)輔助服務(wù)、電力零售業(yè)務(wù)發(fā)揮重要作用。儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用如表2所示。

表2 儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用Tab.2 Applications of energy storage technology in power system

近年來，各國電力市場與政策環(huán)境的差異導(dǎo)致各國儲能應(yīng)用重點(diǎn)不同?；诿绹茉床績δ茼?xiàng)目統(tǒng)計數(shù)據(jù)和自發(fā)電激勵計劃支持項(xiàng)目數(shù)據(jù)，美國以SGIP作為政策支持，側(cè)重于儲能在分布式發(fā)電及微網(wǎng)、輔助服務(wù)中的應(yīng)用，Tesla發(fā)布的戶用儲能系統(tǒng)推動了儲能在用戶側(cè)的應(yīng)用；澳大利亞儲能系統(tǒng)主要用于離網(wǎng)和戶用市場；德國家庭用儲能系統(tǒng)是歐洲儲能應(yīng)用的亮點(diǎn)，主要與光伏系統(tǒng)配套應(yīng)用；日本采用儲能系統(tǒng)主要解決可再生能源并網(wǎng)中存在的問題；我國儲能支持政策的應(yīng)用領(lǐng)域主要為輔助服務(wù)、可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)等方面，部分用戶嘗試采用儲能降低電費(fèi)支出?；趦δ苁痉俄?xiàng)目和現(xiàn)有電力市場改革政策，儲能在可再生能源發(fā)電、電網(wǎng)及用戶側(cè)的應(yīng)用將是今后的重點(diǎn)方向之一?，F(xiàn)階段儲能成本較高，其容量的不合理配置，將影響儲能系統(tǒng)性能發(fā)揮與配置效益，儲能的優(yōu)化配置是重要的研究課題。

2 儲能容量配置研究現(xiàn)狀

近年來，在國家、地方以及電網(wǎng)公司的資助下，儲能本體技術(shù)、集成技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)得以深入研究，多項(xiàng)儲能示范項(xiàng)目相繼落地。以示范項(xiàng)目為依托，針對儲能在不同應(yīng)用場景、應(yīng)用功能下的容量配置進(jìn)行了廣泛研究，主要包括：儲能在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)平抑功率波動、減少備用容量、提高接納能力、提高功率預(yù)測誤差等應(yīng)用功能下的容量配置；儲能在配電網(wǎng)或微網(wǎng)中改善高滲透率分布式光伏對并網(wǎng)點(diǎn)影響、降低棄光、平抑分布式電源出力波動、削峰填谷、提高供電質(zhì)量等應(yīng)用功能下的容量配置。在儲能應(yīng)用項(xiàng)目示范階段，典型的儲能容量配置方法主要以儲能成本最低[5-9]、效益最大[10-17]、投資回報率最高[18-19]或者容量最小[20-23]為目標(biāo)，建立儲能容量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。

1）儲能應(yīng)用于可再生能源發(fā)電系統(tǒng)方面。

文獻(xiàn)[24-27]以成本最小為目標(biāo)，建立了考慮儲能成本與壽命的容量優(yōu)化模型，采用粒子群優(yōu)化算法對模型進(jìn)行求解；文獻(xiàn)[28]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用場景，以超級電容、電池混合儲能成本最小為目標(biāo)，提出了兼顧不同類型儲能技術(shù)特性和風(fēng)電功率波動指標(biāo)要求的混合儲能配置方法，采用映射于Bloch球面的量子遺傳算法求解；文獻(xiàn)[29]針對儲能在風(fēng)電場中發(fā)揮削峰填谷與平抑功率波動雙重功能，建立了儲能全壽命周期成本的經(jīng)濟(jì)配置模型；文獻(xiàn)[30]針對儲能減少風(fēng)電場備用容量功能，建立了以儲能成本和備用容量成本最小為目標(biāo)的儲能配置模型；文獻(xiàn)[31]針對儲能提高風(fēng)電接納能力應(yīng)用功能，提出了儲能提高風(fēng)電接納能力的控制策略，評估了儲能應(yīng)用于該功能的經(jīng)濟(jì)性；文獻(xiàn)[32]針對儲能提高風(fēng)電場慣性響應(yīng)能力應(yīng)用功能，提出了基于非參數(shù)核密度估計的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[33]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用場景，考慮風(fēng)電并網(wǎng)波動率指標(biāo)要求，研究了不同平抑策略下的儲能系統(tǒng)容量配置方法，采用基于變時間常數(shù)的一階濾波算法，基于模型預(yù)測控制算法進(jìn)行求解；文獻(xiàn)[34]針對儲能提高風(fēng)電功率預(yù)測誤差，以儲能容量最小為目標(biāo)，提出了采用頻譜分析的儲能容量配置方法，利用離散傅里葉變換對風(fēng)電場輸出功率偏差進(jìn)行頻譜分析；文獻(xiàn)[35]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用功能，以儲能容量最小為目標(biāo)，提出了基于概率統(tǒng)計區(qū)間估計理論的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[36]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用功能，提出基于小波包分解的超級電容器儲能、電池儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[37]針對儲能提高風(fēng)電接受電網(wǎng)調(diào)度能力，以風(fēng)儲系統(tǒng)年收益最大為目標(biāo)，提出考慮風(fēng)電調(diào)度性能和儲能壽命特性的容量優(yōu)化方法；文獻(xiàn)[38]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動功能，考慮平抑度、經(jīng)濟(jì)性、儲能壽命，建立了以費(fèi)用效率為目標(biāo)的超級電容器儲能、電池儲能配置方法；文獻(xiàn)[39]針對儲能減少棄風(fēng)應(yīng)用功能，提出了考慮限風(fēng)特性和經(jīng)濟(jì)性的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[17,40]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用功能，以凈收益最高為目標(biāo)，建立了混合儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[41]針對儲能平抑風(fēng)電功率波動應(yīng)用功能，以儲能成本最小為目標(biāo)，建立了風(fēng)電場中儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化模型，采用網(wǎng)格自適應(yīng)直接搜索算法求解；文獻(xiàn)[42]針對儲能平抑光伏功率波動，降低光伏對并網(wǎng)點(diǎn)電壓影響功能，建立了考慮容量與全天關(guān)口電量的儲能系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化配置模型；文獻(xiàn)[43]針對儲能降低光伏功率波動對系統(tǒng)頻率的不利影響，以效益最大為目標(biāo)，提出了儲能在光伏電站中的容量配置方法；文獻(xiàn)[44]針對儲能平抑分布式電源功率波動應(yīng)用場景，建立了以分布式電源功率波動率和負(fù)荷缺電率為指標(biāo)的儲能多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，采用自適應(yīng)遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解；文獻(xiàn)[45]針對儲能在光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用，以投資成本最小為目標(biāo)，建立了考慮負(fù)荷缺電率、能量溢出比的光儲聯(lián)合容量配置模型；文獻(xiàn)[46]針對儲能在風(fēng)電場中改善并網(wǎng)性能、提高接納能力等應(yīng)用功能，以效益最大為目標(biāo)，建立了風(fēng)電場中儲能容量優(yōu)化配置模型；文獻(xiàn)[21]針對儲能平抑新能源發(fā)電出力波動應(yīng)用場景，以儲能容量最小為目標(biāo)，提出了考慮功率波動指標(biāo)的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[47]針對儲能提高風(fēng)電跟蹤計劃出力應(yīng)用功能，提出了考慮風(fēng)電場功率預(yù)測誤差、儲能投資成本的容量優(yōu)化方法；文獻(xiàn)[48-49]針對儲能提高光伏預(yù)測水平應(yīng)用功能，提出了儲能在光伏系統(tǒng)中的容量配置方法；文獻(xiàn)[50]分析了應(yīng)對可再生能源發(fā)展所需的儲能規(guī)模；文獻(xiàn)[51]提出了儲能平抑可再生能源功率波動下的容量配置方法。

另一方面針對日益嚴(yán)峻的棄風(fēng)問題，采用儲能降低棄風(fēng)已進(jìn)行了較為廣泛的研究，由于棄風(fēng)主要分布于三北地區(qū)，究其高棄風(fēng)率的根本原因在于冬季供熱期以熱定電運(yùn)行模式、本地負(fù)荷和外送通道容量有限，相關(guān)學(xué)者針對采用棄風(fēng)供熱方式提高風(fēng)電接納能力進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[52]提出在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和電供熱系統(tǒng)中加裝儲熱裝置，分析了儲熱提升風(fēng)電消納能力的效果；文獻(xiàn)[53]提出在電網(wǎng)末端加裝蓄熱式電鍋爐，將棄風(fēng)電量供熱，從而增加風(fēng)電的并網(wǎng)空間，并以發(fā)電成本最低為目標(biāo)，分析了棄風(fēng)供熱、提高風(fēng)電消納能力的可行性；文獻(xiàn)[54]針對風(fēng)電、蓄熱式電鍋爐構(gòu)成的供熱系統(tǒng)，建立了考慮風(fēng)電不確定性的風(fēng)電供暖調(diào)度優(yōu)化模型，通過粒子群算法實(shí)現(xiàn)能量調(diào)度最優(yōu)解的求取，采用魯棒隨機(jī)優(yōu)化方法求解；文獻(xiàn)[55]對棄風(fēng)供熱項(xiàng)目電鍋爐、蓄熱裝置降低棄風(fēng)的運(yùn)行策略及配置方案進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[56]對供熱期蓄熱式電鍋爐融合儲能提高風(fēng)電消納的優(yōu)化控制問題進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[57]針對風(fēng)電-電儲能-蓄熱式電鍋爐的聯(lián)合系統(tǒng)，引入棄風(fēng)成本參數(shù)，結(jié)合能量平衡約束、常規(guī)機(jī)組運(yùn)行約束、電儲能約束以及蓄熱式電鍋爐運(yùn)行約束，采用粒子群算法實(shí)現(xiàn)能量調(diào)度最優(yōu)解的求取。

綜上，在提高風(fēng)電消納能力方面，系統(tǒng)中加裝儲能裝置，在供熱期和非供熱期，均可在一定程度上提升風(fēng)電消納能力，但冬季供熱期熱與電的矛盾仍然存在；系統(tǒng)中加裝電制熱、儲熱裝置，在冬季供熱期，可將熱與電進(jìn)行解耦，提升風(fēng)電消納空間，但電鍋爐機(jī)械調(diào)節(jié)部件的存在，導(dǎo)致跟蹤棄風(fēng)能力有限，并且非供熱期的棄風(fēng)問題仍然存在。提升風(fēng)電消納能力的儲能容量配置方面，融合儲能與蓄熱式電鍋爐的容量配置尚未得到深入的研究。

2）儲能應(yīng)用于配電網(wǎng)或微網(wǎng)方面。

文獻(xiàn)[6]考慮儲能壽命損耗，提出計及電池壽命和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的微網(wǎng)儲能容量雙層優(yōu)化模型；文獻(xiàn)[58]針對儲能改善高滲透率分布式光伏對微網(wǎng)影響、降低棄光等應(yīng)用功能，考慮需求側(cè)響應(yīng)，提出了儲能在高滲透率分布式光伏微網(wǎng)系統(tǒng)中的容量配置方法，以組合規(guī)劃結(jié)合粒子群算法求解；文獻(xiàn)[59]針對儲能提高配電網(wǎng)消納高滲透率分布式光伏能力，以儲能容量最小為目標(biāo)，提出了儲能在高滲透率分布式光伏配網(wǎng)中的容量配置方法；文獻(xiàn)[60]針對并網(wǎng)、離網(wǎng)微網(wǎng)系統(tǒng)，提出了以最小化年度能源損耗成本、最小化能源成本為目標(biāo)的分布式電源和儲能的容量配置問題；文獻(xiàn)[61,62]針對儲能在光伏微網(wǎng)中應(yīng)用場景，建立了考慮儲能凈收益與光伏利用率的儲能容量多目標(biāo)優(yōu)化配置模型，采用改進(jìn)型非劣排序遺傳算法（NSGA-Ⅱ）對所建模型進(jìn)行求解；文獻(xiàn)[63]針對微網(wǎng)中儲能系統(tǒng)平抑分布式電源出力波動、提高電能質(zhì)量應(yīng)用功能，提出了以儲能容量最小為目標(biāo)的容量配置方法；文獻(xiàn)[64]針對儲能在含分布式電源的孤島區(qū)域電網(wǎng)中的應(yīng)用，提出了以儲能容量最小為目標(biāo)的儲能容量優(yōu)化配置方法；文獻(xiàn)[65]提出了以購電成本最小為目標(biāo)的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[66]針對儲能在配電網(wǎng)中平抑可再生電源功率波動、削峰填谷、提高供電質(zhì)量等應(yīng)用功能，提出了以削峰填谷、供電電壓質(zhì)量、功率調(diào)節(jié)水平等為指標(biāo)的儲能多目標(biāo)優(yōu)化配置方法；文獻(xiàn)[67]基于概率統(tǒng)計理論，通過分析光伏、負(fù)荷出力短期預(yù)測誤差，提出了儲能在分布式光伏配網(wǎng)系統(tǒng)中的容量配置方法；文獻(xiàn)[68]提出了一種基于成本最小為目標(biāo)的微網(wǎng)中儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化方法，采用改進(jìn)蝙蝠算法求解；文獻(xiàn)[69-71]考慮電池容量衰減，提出成本最小為目標(biāo)的儲能在微電網(wǎng)中容量配置方法；文獻(xiàn)[72,73]考慮儲能全壽命周期成本，建立了儲能優(yōu)化配置數(shù)學(xué)模型，提出一種基于差分進(jìn)化和預(yù)測-校正內(nèi)點(diǎn)法的混合算法進(jìn)行求解；文獻(xiàn)[74]以環(huán)保性和供電經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，提出不同控制策略下獨(dú)立風(fēng)光柴儲微電網(wǎng)中儲能、分布式電源的優(yōu)化配置問題，采用改進(jìn)型非劣排序遺傳算法求解；文獻(xiàn)[75]以綜合成本費(fèi)用最小為目標(biāo)，對風(fēng)-光-儲-柴等進(jìn)行優(yōu)化配置。

綜上，配網(wǎng)或微網(wǎng)中儲能容量配置問題，主要從儲能單主體角度出發(fā)，儲能與源-荷的協(xié)同配置需求逐步突出，主要體現(xiàn)在：配網(wǎng)及微網(wǎng)中用電負(fù)荷類型的多樣化、用戶需求呈現(xiàn)差異化和個性化、用戶對供電質(zhì)量要求不斷提高、以及對環(huán)保的高要求，需在提升清潔能源高效利用的同時，滿足用戶的電能多樣化需求，然而清潔可再生能源利用率低、用戶缺乏對市場機(jī)制的響應(yīng)、負(fù)荷峰谷差大、并且缺乏高效互動的運(yùn)行機(jī)制等仍然是普遍存在的問題。

此外，部分學(xué)者對儲能在網(wǎng)側(cè)參與調(diào)峰、調(diào)頻，以及退役動力電池梯次用于儲能的配置及經(jīng)濟(jì)性問題進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[16]針對儲能參與調(diào)峰應(yīng)用場景，以凈收益最大為目標(biāo)，提出了儲能容量優(yōu)化配置方法；文獻(xiàn)[76]針對儲能參與電網(wǎng)調(diào)頻應(yīng)用功能，提出了考慮調(diào)頻效果、經(jīng)濟(jì)性的儲能容量配置方法；文獻(xiàn)[77]以退役動力電池梯次用于快充電站應(yīng)用場景，以凈收益最大為目標(biāo)，建立了梯次利用電池儲能系統(tǒng)在電動汽車快充電站的經(jīng)濟(jì)性評估模型，提出了退役動力電池梯次用于儲能電站的容量優(yōu)化配置方法；文獻(xiàn)[78]針對儲能運(yùn)行減少常規(guī)發(fā)電機(jī)組煤耗應(yīng)用功能，提出了以年凈收益最大為目標(biāo)的儲能系統(tǒng)容量配置方法；文獻(xiàn)[79]針對儲能降低網(wǎng)損應(yīng)用功能，提出了基于粒子群優(yōu)化的儲能容量優(yōu)化方法。

近年來，由于部分電池儲能技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平的提高、補(bǔ)貼政策的出臺，儲能由示范應(yīng)用向商業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)變的趨勢逐步明顯，部分儲能準(zhǔn)商業(yè)化項(xiàng)目已投入運(yùn)營。儲能的容量配置問題，不再僅以技術(shù)或經(jīng)濟(jì)為指標(biāo)，計及多目標(biāo)的儲能容量配置問題受到關(guān)注。文獻(xiàn)[66]從儲能應(yīng)用的削峰填谷能力、電壓質(zhì)量及功率調(diào)節(jié)能力等技術(shù)性角度，建立了多目標(biāo)優(yōu)化配置模型；文獻(xiàn)[80]從能效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等角度，建立了能效最高、儲能系統(tǒng)投資及運(yùn)營成本最小和環(huán)境污染成本最低的多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用基于動態(tài)慣性權(quán)重的多目標(biāo)非支配粒子群算法求解；文獻(xiàn)[81]建立了考慮經(jīng)濟(jì)性、削峰填谷、提高電壓質(zhì)量的儲能優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，采用混合整數(shù)線性規(guī)劃和粒子群優(yōu)化算法對模型進(jìn)行求解。已有研究成果從多目標(biāo)優(yōu)化角度出發(fā)，尚未深入挖掘儲能商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程中與示范階段儲能容量配置的差異。

3 儲能經(jīng)濟(jì)性評估研究現(xiàn)狀

儲能系統(tǒng)功率、容量確定情況下的經(jīng)濟(jì)性評估方面，相關(guān)研究從儲能的運(yùn)行效益出發(fā)，如低儲高發(fā)套利、輔助服務(wù)收益等，基于電力市場、儲能激勵政策，考慮儲能系統(tǒng)的投資與運(yùn)維成本，對儲能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評估。文獻(xiàn)[82]針對儲能降低棄風(fēng)應(yīng)用場景，考慮政府補(bǔ)貼，建立了梯次利用電池儲能系統(tǒng)的平準(zhǔn)化成本分析模型；文獻(xiàn)[83]針對風(fēng)電-氫儲能與煤化工多能耦合系統(tǒng)應(yīng)用場景，以多能耦合系統(tǒng)全壽命周期凈利潤為目標(biāo)，建立了多能耦合系統(tǒng)全壽命周期經(jīng)濟(jì)評估數(shù)學(xué)模型；文獻(xiàn)[84]針對儲能在電動汽車充電站應(yīng)用場景，建立了年凈利潤計算模型，采用多種群遺傳算法求解；文獻(xiàn)[85]針對儲能低儲高發(fā)套利、調(diào)頻輔助服務(wù)應(yīng)用場景，提出了鈉硫電池、飛輪儲能混和儲能系統(tǒng)凈收益計算方法，評估了儲能運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性；文獻(xiàn)[86]針對儲能延緩電網(wǎng)升級改造、低儲高發(fā)套利、調(diào)頻輔助服務(wù)應(yīng)用功能，建立了凈收益計算模型，評估了典型電池儲能技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性；文獻(xiàn)[87]對退役動力電池梯次利用于儲能的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了研究，通過分析調(diào)峰輔助服務(wù)效果、充放電深度、電池健康狀態(tài)、梯次利用壽命等關(guān)鍵參量，提出退役動力電池在電力系統(tǒng)中梯次利用的效益評估方法；文獻(xiàn)[88]退役動力電池梯次用于儲能系統(tǒng)的成本及其功能，研究了退役動力電池梯次用于儲能參與用戶側(cè)調(diào)峰的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性；文獻(xiàn)[89]針對退役動力電池梯次用于儲能系統(tǒng)在快速充電站場景應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問題，根據(jù)快速充電站的典型負(fù)荷曲線、成本、收益構(gòu)成，建立了儲能調(diào)峰、降低網(wǎng)損的效益評估數(shù)學(xué)模型，采用遺傳算法優(yōu)化求解，仿真結(jié)果驗(yàn)證了退役動力電池梯次用于儲能系統(tǒng)降低變壓器容量的可行性及經(jīng)濟(jì)性；文獻(xiàn)[90]針對儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益評估問題，建立了考慮電池充放電深度及壽命的儲能電站成本計算模型和儲能電站收益計算模型；文獻(xiàn)[91]基于國內(nèi)分布式光伏補(bǔ)貼政策及儲能技術(shù)現(xiàn)狀，建立了分布式光伏-儲能經(jīng)濟(jì)評估模型。

已有研究成果多從價值角度出發(fā)，基于單項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，分析儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，主要存在如下問題：尚未形成綜合考慮多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的儲能全壽命經(jīng)濟(jì)性評估體系；基于價值角度的經(jīng)濟(jì)性評估，需要對評估期內(nèi)的現(xiàn)金流進(jìn)行預(yù)估，極難做到與實(shí)際運(yùn)行效果完全一致。

4 結(jié)論

（1）隨著示范項(xiàng)目和商業(yè)化項(xiàng)目的深入，儲能將在電網(wǎng)中呈現(xiàn)多點(diǎn)分布特性，多點(diǎn)布局的儲能系統(tǒng)通過電力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式儲能的有序聚合，除了滿足就地應(yīng)用功能外，可為電網(wǎng)提供緊急功率支撐、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性、有效提升電網(wǎng)對可再生能源的消納能力、豐富電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)壓等輔助服務(wù)手段，使電力系統(tǒng)變得更加“柔性”和“智能”，促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展模式變革。因此，滿足源-網(wǎng)-荷多功能需求的儲能選址及配置技術(shù)是值得深入研究的問題。

（2）儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性評估需預(yù)判儲能系統(tǒng)的壽命周期、預(yù)期現(xiàn)金流量，儲能系統(tǒng)的壽命周期與儲能電池自身的技術(shù)特性、運(yùn)行工況等多個因素有關(guān)，預(yù)期現(xiàn)金流量難以與實(shí)際運(yùn)行效果完全一致，隨著儲能項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，將積累大量的儲能運(yùn)行數(shù)據(jù)，綜合分析儲能在提升新能源消納、電網(wǎng)輔助服務(wù)、緊急功率支撐、用戶電能管理等的運(yùn)行效果，開展儲能系統(tǒng)工程應(yīng)用的綜合能效評估是值得深入研究的問題。