EIA：储能电池运营模式及其在电网中的作用

在过去三年中，美国的电力行业已经在电网中安装了约700MW的电站级大型电池。截至2017年10月，这些电池约占美国电站级大型项目发电容量的0.06%。储能电池的成本由哪些要素构成?储能电池在电网中发挥了哪些作用?让我们一起来看看吧!

美国能源信息署(EIA)发布的2016年“年度发电机报告”中涵盖了有关电池容量，充放电速率，存储技术类型，无功功率额定值，存储技术类型和预期使用情况等储能情况的详细信息。

与其他储能技术一样，储能电池可以在不同的时间分别作为能源供应商和消费者，从而形成成本与收入相结合的独特运营模式，并与其他发电技术进行直接比较。

是否建设新电厂取决于其最初的建设成本和持续运营成本。尽管储能电池项目的平均建设成本相对较低，但它们不是独立的电源，必须购买其他发电机组为其充电，以及还要考虑充放电过程中的电能损失。

电池成本还取决于电池的技术特性，例如发电容量，这对于储能系统可以从两个方面来描述：

1.功率容量或额定容量：以MW为单位，是电池可持续发电的最大瞬时功率，即通常意义上的发电机功率;

2.能量容量：以MWh为单位，电池可充放总电能。

电池的持续放电时间是其能量容量与其功率容量的比例。短时间的供能电池设计是为了在很短的时间内提供电能，通常在几分钟到一个小时的时间内，而且每MW的建设成本通常较低。长时间的供能电池可以提供几个小时的功率，每MW的成本也相对较高。

在收入方面，由于储能电池的最佳性能受充电时间和循环次数的限制，电池的容量因数相对较低。不过，可以利用储能电池的某些独特性能，并将这些性能进行整合，从而提高经济效益。

美国各地在建和计划建设的储能电池容量

储能电池在电网中发挥的作用包括：

1.维持电网供需平衡：储能电池可以在多个时间尺度上(按秒、分、或小时)来维持电网供需平衡。可快速充电的储能电池特别适合为电网提供辅助服务，如电网频率调节等。

2.借助为电网调峰机会进行价格套利：储能电池可以为电网调峰，使日负荷曲线趋于平缓，并通过在较低价格(或负价格)期间购买电能充电，之后在价格较高期间销售电能，将部分电力需求从高峰时段转移至其他时段，从而减少电网供电成本以及电网备用机组容量，进而从整体上使电价水平较低。

3.储存及调整可再生能源发电：储能电池可以减少可再生能源的浪费，储存过剩的太阳能和风能发电，并在需要时将电能提供给电网或本地负载，这样可以减少由于风电和太阳能发电过剩引起的批发市场负电价情况，以及在晚间用电高峰期出现的电价上涨情况。将储能电池配置到太阳能和风能发电系统当中，可以使经营者更有预见性地统筹发电供电。

4.推迟电网大规模基础设施投资：随着电力需求的不断增长，部分地区可能需要扩建电网，如升级变电站或建设额外的输配电线路，以满足负荷侧的需求，这将花费数千万美元。这个问题可以通过在电网关键位置安装储能电池解决，既可以减少电网投资成本，也可以满足电网负荷侧的需求，同时推迟电网大规模基础设施投资。

5.降低终端用户的用电费用：工、商业等大用户电力消费者可以通过在电力需求高峰时使用储能电池来降低他们的电力需求费用。

6.作为备用电源：储能电池可以在停电期间为配电网、企业或家庭等用户提供备用电能，以维持供电可靠性。储能电池作为高级微电网配置的一部分，当微电网与电网部分隔离或临时隔离形成孤岛时，储能电池可帮助其保持电能供应。