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1. 背景

儲能系統(tǒng)最關(guān)鍵的兩個指標(biāo)，一是功率，二是容量；但關(guān)乎容量配置，又存在多種理解，如額定容量、標(biāo)稱容量、裝機容量、放電容量、充電容量等。別看都是容量，但不同容量的配置及成本差異甚大，以下分別介紹各容量釋義及配置說明：

2. 裝機容量/額定容量/標(biāo)稱容量

鋰電池充滿電到放電終止電壓所能輸出的容量；

裝機容量=額定容量=標(biāo)稱容量，為便于下述容量計算，本文用

表示。

若用戶沒有特別說明，一般按額定容量進行配置，以2.5MW/5MWh儲能系統(tǒng)舉例來說：

• 電芯：電化學(xué)儲能電站常用磷酸鐵鋰電池，電芯容量為280Ah，額定電壓3.2V；

• PACK：電芯串并聯(lián)之后行成PACK；在兩年前，PACK內(nèi)部還有并聯(lián)形式，目前主流使用280Ah電芯，PACK均按串聯(lián)設(shè)計，不考慮PACK內(nèi)部并聯(lián)，如1并14串、1并15串、1并16串、1并24串、1并48串、1并52串等方案；本文按1P16S舉例來說，單個PACK規(guī)格為51.2V、14.336kWh；

• 電池簇：多個PACK串聯(lián)后形成電池簇，按1500V系統(tǒng)設(shè)計，則電池簇電壓范圍需要在800V~1500V/1000V~1500V之間（與PCS直流側(cè)電壓范圍匹配）。常規(guī)方案以25個PACK串聯(lián)，串聯(lián)后額定電壓為1280V，額定容量為358.4kWh；

• 電池堆：由連接在同一功率變換系統(tǒng)上的可整體控制功率輸入、輸出的電池集合；常規(guī)2.5MW/5MWh儲能系統(tǒng)由2臺1250kW PCS交流側(cè)并聯(lián)組成，則單個電池堆規(guī)格為1.25MW/2.5MWh，配置7個電池簇，7個電池簇直流側(cè)并聯(lián)后接入統(tǒng)一的PCS，電池堆容量為2508.8kWh；

• 電池系統(tǒng)：兩個電池堆交流側(cè)并聯(lián)，額定容量為5017.6kWh。

3. 放電容量

放電容量存在多種說法，主要看考核點在什么位置，如有：直流側(cè)放電容量、PCS交流側(cè)放電容量、并網(wǎng)點放電容量。

注：下述均以2.5MW/5MWh儲能系統(tǒng)初始狀態(tài)為例開展計算分析。

3.1  儲能系統(tǒng)各組成部分效率

注：下述數(shù)據(jù)引用自《集中式電化學(xué)儲能系統(tǒng)電站常用容量配置說明》：

3.2  放電過程潮流圖（圖1）

3.3  直流側(cè)放電容量

若用戶要求直流側(cè)放電容量為5MWh，在進行容量配置時，需要考慮電池系統(tǒng)的放電效率和電池系統(tǒng)充放電深度（按90%DOD考慮），則實際配置容量應(yīng)為：

=5000kWh÷電池系統(tǒng)放電效率÷DOD=5000kWh÷95.92%÷90%≈5791.86kWh。

注：部分企業(yè)電池系統(tǒng)效率可做的更高，且初始DOD可按100%計算，若有需要，按比例計算即可。

3.4  PCS交流側(cè)放電容量

在直流側(cè)放電容量的基礎(chǔ)上，將直流側(cè)線損和PCS效率考慮進去，可得當(dāng)用戶要求PCS交流側(cè)放電容量時的配置容量為：

=÷直流側(cè)線路效率÷PCS逆變效率=5791.86kWh÷99.83%÷98.5%≈5890kWh。

3.5  并網(wǎng)點放電容量

在PCS交流側(cè)放電容量的基礎(chǔ)上，將PCS交流側(cè)線損、變壓器效率及35kV線路損耗考慮進去，可得當(dāng)用戶要求并網(wǎng)點放電容量時的配置容量為：

= ÷PCS交流側(cè)線路效率÷變壓器效率÷35kV線路效率=5890kWh÷99.98%÷98.98%÷99.89%≈5958.44kWh。

注：一些項目要求PCS一體機內(nèi)配置輔助用電變壓器，即電池艙及PCS艙內(nèi)用電從該變壓器取，不從站用變?nèi)?。這時候，在計算并網(wǎng)點放電容量時需要增加輔助設(shè)備用電電量。

3.6  公共連接點放電容量

在并網(wǎng)點交流側(cè)放電容量的基礎(chǔ)上，將輔助用電電量考慮進去，可得當(dāng)用戶要求公共連接點放電容量時的配置容量為：

=+輔助設(shè)備用電電量=5958.44kWh+60.3kW×2h=6079.04kWh。

4. 充電容量

充電容量亦存在多種說法，如：直流側(cè)充電容量、PCS交流側(cè)充電容量、并網(wǎng)點充電容量。

注：下述均以2.5MW/5MWh儲能系統(tǒng)初始狀態(tài)為例開展計算分析。

4.1  充電過程潮流圖（圖2）

4.2  直流側(cè)充電容量

若用戶要求直流側(cè)充電容量為5MWh，即以直流側(cè)計量表計數(shù)據(jù)達到5MWh為準，在進行容量配置時，需要考慮電池系統(tǒng)的充電效率和電池系統(tǒng)充放電深度（按90%DOD考慮），則實際配置容量應(yīng)為：

=5000kWh×電池系統(tǒng)充電效率÷DOD=5000kWh×95.92%÷90%≈5328.89kWh。

注：部分企業(yè)電池系統(tǒng)效率可做的更高，且初始DOD可按100%計算，若有需要，按比例計算即可。

4.3  PCS交流側(cè)充電容量

在直流側(cè)充電容量的基礎(chǔ)上，將直流側(cè)線損和PCS效率考慮進去，可得當(dāng)用戶要求PCS交流側(cè)充電容量時的配置容量為：

=×直流側(cè)線路效率×PCS逆變效率=5328.89kWh×99.83%×98.5%≈5240.03kWh。

4.4  并網(wǎng)點充電容量

在PCS交流側(cè)充電容量的基礎(chǔ)上，將PCS交流側(cè)線損、變壓器效率及35kV線路損耗考慮進去，可得當(dāng)用戶要求并網(wǎng)點充電容量時的配置容量為：

=×PCS交流側(cè)線路效率×變壓器效率×35kV線路效率=5240.03kWh×99.98%×98.98%×99.89%≈5179.84kWh。

注：一些項目要求PCS一體機內(nèi)配置輔助用電變壓器，即電池艙及PCS艙內(nèi)用電從該變壓器取，不從站用變?nèi)?。這時候，在計算并網(wǎng)點充電電容量時需要減去輔助設(shè)備用電電量。

4.5  公共連接點充電容量

在并網(wǎng)點交流側(cè)充電容量的基礎(chǔ)上，將輔助用電電量考慮進去，可得當(dāng)用戶要求公共連接點充電容量時的配置容量為：

= -輔助設(shè)備用電電量=5179.84kWh-60.3kW×2h=5059.24kWh。

5. 總結(jié)

對于儲能容量，目前還缺乏統(tǒng)一的規(guī)定；對于工商業(yè)儲能項目來說，由于商業(yè)模式較為清晰，其實用戶更關(guān)注的是公共連接點的放電容量；對于新能源配套儲能項目來說，由于商業(yè)模式不清晰，儲能配置主要受政策引導(dǎo)，用戶配置儲能是為了完成光伏并網(wǎng)，自然是能少配就少配，故常按額定容量配置。

另外，上述分析均是初始容量，非首年容量、更非全生命周期內(nèi)容量。當(dāng)考慮運行期內(nèi)運行方式、充放電次數(shù)、電池衰減率、電池一致性等因素時，還需要進一步超配。

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責(zé)任編輯：司馬冉