風力發(fā)電作為新能源的第一大發(fā)電主力，面臨著一大瓶頸就是棄風限電問題。儲能就是伴隨新能源快速發(fā)展的契機下，由于其能改善電能質(zhì)量，吸納棄風棄光電量的優(yōu)勢得到新能源業(yè)內(nèi)的重視，電力投資企業(yè)、電網(wǎng)公司等對儲能電站的關(guān)注也達到了空前熱度。但是儲能作為新能源發(fā)展的支撐技術(shù)，現(xiàn)階段由于其高成本及相關(guān)技術(shù)水平的不完善，仍舊未進入商業(yè)化發(fā)展。政府、投資主體、社會、研究機構(gòu)都非常關(guān)注儲能現(xiàn)階段發(fā)展的經(jīng)濟性。目前國內(nèi)有對風電場儲能電站的經(jīng)濟性研究缺乏針對性和具體性，本文就是基于這種需求，以全國風電四類電價區(qū)作為基礎(chǔ)，全面分析儲能與風電結(jié)合的收益情況，并分析相關(guān)經(jīng)濟性數(shù)據(jù)，給出建議。

1 儲能系統(tǒng)投資成本

1.1 儲能電池的成本

將目前儲能電站這幾種主流電池類型的成本壽命參數(shù)匯總整理見表1所示。鉛碳電池的循環(huán)次數(shù)、度電成本、能量效率、安全性等指標較為優(yōu)秀，但是存在一定的環(huán)境風險;鋰電池的能量密度大、能效效率高、資源豐富，適用于大規(guī)模的儲能應用，缺點是度電成本高、存在報廢污染問題。全釩液流電池的循環(huán)次數(shù)最高，可以達到風電的全壽命周期不更換電池，但是其受技術(shù)發(fā)展限制，目前成本較高、占地面積大，僅限于研究示范項目應用;鈉硫電池的系統(tǒng)成本高，但有時是制備工藝簡單，電站運行基本免維護?？傮w看，儲能電站以鋰電池和鉛碳電池占有絕對比例，更適宜現(xiàn)階段在我國的應用。

表1 幾種主要儲能電池成本及參數(shù)

1.2 儲能電站的成本構(gòu)成

儲能系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括電池單元，電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)，中央控制系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)由儲能變流器(PCS)、蓄電池儲能單元、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)和預裝式集裝箱組成。各單元投資比例如圖1：

圖1 儲能電站投資成本構(gòu)成圖

2 風電場儲能電站經(jīng)濟性分析前置工作

2.1 問題的提出

針對風電產(chǎn)儲能電站項目及投資者及政策制定以及相關(guān)方關(guān)注的方面，總結(jié)出幾個問題，作為本文主要解決的問題，一共有三個方面：

(1)不考慮限電的情況下，風電場在2018年的風力發(fā)電標桿電價下的收益如何?

(2)在限電10%情況下，風電場在2018年的風力發(fā)電標桿電價下的收益如何?

(3)風電場加入儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性提高還是降低?相差多少?

2.2 測算條件

a.風電年可利用小時數(shù)按照資源情況結(jié)合項目庫情況整理取值;

b.容量配置：風電場規(guī)模為50MW;

c.儲能發(fā)電：四類電價區(qū)均按照10%限電量配置相應容量儲能系統(tǒng);

d.所限電量全部為儲能系統(tǒng)充電;

e.儲能系統(tǒng)發(fā)電量按照當?shù)仫L力發(fā)電標桿上網(wǎng)電價上網(wǎng);

f. 電池在風電場運營周期更換一次。

2.3 電價

本文按照2018年的新建陸上風電場標桿電價(見表2)進行風電滿發(fā)收益的測算。

表2 風電標桿電價表

3 Ⅰ類電價區(qū)測算

根據(jù)風資源情況分析，結(jié)合對120多個已有項目的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，Ⅰ類電價區(qū)的滿發(fā)小時數(shù)在2600h～3100h之間。發(fā)電量的估算：按照均值2600h測算容量;50MW的單個風電場項目，估算年發(fā)電量為130000MWh;儲能年發(fā)電量=130000MWh×10%=13000MWh(10%的限電量用來儲能);通過測算，結(jié)果匯總?cè)绫?所示：

表3 Ⅰ類電價區(qū)經(jīng)濟指標測算匯總

注：投資回收期、全部投資內(nèi)部收益率為所得稅稅前值，限電量為風電滿發(fā)的10%

投資在7000元/kW時，風電場儲能電站的自有資金內(nèi)部收益率范圍在4.43%-9.55%之間，全部投資內(nèi)部收益率(所得稅前)在5.48%-7.43%之間，投資回收期(所得稅前)在11.06-12.85年之間;投資在9000元/kW時，風電場儲能電站的自有資金內(nèi)部收益率范圍在-2.97%-3.08%之間，全部投資內(nèi)部收益率(所得稅前)在3.07%-4.96%之間，投資回收期13.41-15.90年之間。整體而言，在Ⅰ類電價區(qū)，有少部分資源較好的地區(qū)，風電場儲能電站的全投資內(nèi)部收益率大于8%，可以達到行業(yè)基準收益要求。

目前的成本和電價條件下，從測算的經(jīng)濟性角度出發(fā)，經(jīng)濟性欠佳;投資成本越低、資源越好，加儲能系統(tǒng)對收益的影響越大。

4 Ⅱ類電價區(qū)測算

Ⅱ類電價區(qū)的滿發(fā)小時數(shù)在2300h-2900h之間。通過測算，經(jīng)濟性指標匯總結(jié)果匯總?cè)绫?所示：

表4 Ⅱ類電價區(qū)經(jīng)濟指標測算匯總

注：投資回收期、全部投資內(nèi)部收益率為所得稅稅前值，限電量為風電滿發(fā)的10%

目前的成本和電價條件下，Ⅱ類電價區(qū)的風電場儲能電站經(jīng)濟性欠佳;儲能對投資、資源比較敏感;投資較高時，是否增加儲能對總體收益的影響相對小。

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