摘要：近来，全球电网发展的最重要趋势之一是利用先进的电池技术改进快速部署储能。预计到 2023 年，公用事业规模电池项目的价格将从目前的 100 美元左右降至 100 美元/千瓦时，大规模电池部署预计将从 2020 年的 2.12 吉瓦增长到 2050 年的 190
电池安装增长预测
近来，全球电网发展的最重要趋势之一是利用先进的电池技术改进快速部署储能。预计到 2023 年，公用事业规模电池项目的价格将从目前的 100 美元左右降至 100 美元/千瓦时，大规模电池部署预计将从 2020 年的 2.12 吉瓦增长到 2050 年的 190 吉瓦 [1]虽然透明度较低，但在电表 （BTM） 后面的住宅、商业或工业客户场所部署储能（电池）至少与推动整个电网采用电池的一个因素同样重要。根据美国国家可再生能源实验室 （NREL） 的数据，在 2020 年至 2050 年的同一时间段内，在各种市场和经济情景下，美国的 BTM 存储量预计将从 8 GW 增长到 85 至 245 GW 之间[2]。从这个角度来看，2021 年整个美国电网的装机量接近 1,200 吉瓦。考虑到近年来总体用电量持平，预计电池安装量的增长更为显着，并且预计在 2050 年同一时间范围内仅增长个位数百分比。除了成本下降之外，推动电池安装这些预测的因素包括与太阳能装置的兼容性、可再生能源发电的可中断性以及电动汽车 （EV） 采用率的预期大幅增加。
电池价值评估 电网规模的电池装置传统上与新的或现有的可再生能源发电项目位于同一地点，尽管最近电网看到了大量商业电池项目。在现有发电的基础上，在电表前增加电池的驱动因素是增加给定风能或太阳能项目的容量系数，阳光并不总是照耀，风也并不总是吹。相比之下，电表后面的电池安装通常必须考虑配电公用事业服务成本表（关税）的结构。这是真的，因为大多数负载足够大以考虑电池存储的实体很可能会面临特定费用，因为在给定月份或一系列月份内，短期（15-60 分钟）测量的最大使用量（需求费用）。按需收费通常占客户总电费的最大份额 （30-60%）。当客户的替代方案是大需求充电时，即使是独立电池（不与太阳能或其他发电来源配对）也具有经济意义。通过改变消耗周期，从而“平展”负载曲线，可以减少需求费用，或者在某些情况下消除需求费用。此外，如果客户可以选择采用使用时间 （TOU） 关税，其中配电费、能源费和/或需求费在一天中的小时不同，那么如果使用和/或需求由于使用电池而转移到“更便宜”的时间，客户的水电费可以进一步减少。当与太阳能或其他 DER 配对时，电池可以让客户在不提供净计量的市场中实现价值，实现比净计量可能提供的更大价值。最后，拟议的监管变更，例如 FERC 第 841 号和第 2222 号命令，将要求 ISO 市场运营商允许电池参与其他市场提供辅助服务，就像它们是大型发电机一样。对于在电表前面或后面运行的电池来说，情况是正确的。
[1] https://www.nrel.gov/news/program/2021/grid-scale-storage-us-storage-capacity-could-grow-five-fold-by-2050.html
[2] https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/79790.pdf
除了上述关税结构外，潜在电池节省的第二个关键考虑因素是客户全年每 15 分钟或每小时的能源消耗性质。客户“负载曲线”的性质是确定使用电池修改负载所节省的水电费的关键因素。换句话说，如果客户的负载在数小时内保持不变，那么在没有 TOU 计费的情况下，安装电池以将负载从一个小时转移到下一个小时对他们的总账单影响不大。例如，“峰值”或每小时变化很大的工业负载将受益于将部分负载转移到消耗量较低的其他时间。作为一般经验法则，拟议电池安装的大小必须小于高峰时段和非高峰时段平均使用量之间的差额，才能从传统的月度需求费用中节省任何费用。
Clarity 电池分析
Clarity 开发了一个 BTM 电池节省计算器，它利用了我们超过 70,000 个节点的综合节点位置和定价数据库，以及一个国家关税库，其中包含 1,800 多家配电公司的近 9,000 种关税。最后一个必要的数据库元素：每小时负载估算，以上传从智能电表读取的实际使用情况，或使用 136 个 NREL 城市的住宅或商业建筑概况中最接近的估算形式提供。输入要分析的位置的地址并选择相关资费后，将根据实际或模拟使用情况运行 Battery Savings 计算。计算器中嵌入的算法将读取配置文件中一系列月份的每小时负载，并首先选择客户负载在一天中最常“达到峰值”的两个小时。接下来，算法将确定适合客户位置的实时节点或结算价格每天最低的两个小时。最后，该算法将识别整个分析时间范围内的最大负载峰值，并从 Clarity 广泛的 kW 大小/持续时间和价格矩阵中读取，以 2 小时 kW 电池的下一个最低 kW 增量确定电池的大小。该算法的输出只是整个周期的修改后的载荷曲线，但要考虑上述注意事项。在使用适当大小的 2 小时电池的默认值运行一次“机会分析”后，用户可以访问完整的电池定价矩阵以选择替代持续时间和大小。
Battery Analytics 用例：United Illuminating GST w Demand
作为模拟，首先选择一个地址进行分析，在本例中为康涅狄格州布里奇波特的 O&G Bridgeport Asphalt。
下面显示的是相应的 Tariff 之后的视图，“Compare to” 屏幕，并且已选择上传使用情况文件，请注意，此时已预先选择 2 小时的电池持续时间：
选择“See Opportunity Details”后，以下图表显示在 Total 和 by Cost Category 中，显示电池节省前后的情况：
从行项目描述中可以看出，最大的节省来自需求费用的减少。当选择“详细关税视图”时，也可以以图形方式看到这一点，其中 TOU 图表显示需求费用 2-4 仅在每天上午 10 点至下午 6 点有效。
最后，通过从位于 Opportunity Chart 左下角的 “Chart Hourly Data” 中选择，用户可以查看使用之前和之后的模式：
As mentioned after the first simulation, the User can then run any number of other simulations using alternative durations/kw size combinations:
通过这种方式，几乎可以运行关税、负载和电池持续时间/大小组合的任何组合以获得潜在的节省机会。
来源：陈讲运清洁能源
