无处不在的能源存储系统（ESS），25种应用场景
2023-08-11
除了风电场、光伏电站、火电厂等配套储能应用的日益成熟外，储能技术正成为应对多种电力短缺及大规模工业需求的最重要市场。据北京交易中心（BJX）不完全统计，截至目前，已有20个新增的储能应用场景已进入实际推广阶段。若这些场景未来逐步得到推广应用，储能市场将迎来新的增长空间。以下为部分已展示的储能项目：
多种ES应用场景
1. 数据中心
山西吕梁智慧能源项目以“天河二号”吕梁云计算中心为主要承载对象，打造一座由100%可再生能源供电的能源互联网型云计算中心，探索能源互联网、云计算中心、大数据等战略性新兴产业的融合模式，并进行示范推广。该项目计划建设一套5兆瓦/20兆瓦时的储能系统（ESS），配套建设5兆瓦峰值功率的光伏与风电场，以及10个60千瓦直流充电桩和10个交流充电桩。
2. 冷链物流园区
中国南方电网广西南宁供电局与壮宁冷库有限公司签署了关于“基于智能电力管理的分布式储能示范项目建设”的合作协议（以下简称《协议》）。根据协议，双方将首先完成用户侧储能系统核心技术的研究，并计划通过建设一套250千瓦/500千瓦时的磷酸铁锂电池储能系统，为用户降低90万元的综合用电成本。此举将有效减轻广西“菜篮子”民生工程的用电负担，提升农业冷链物流企业的智能化用电水平及安全用电能力，同时以科技创新助力广西现代农业高质量发展。此外，该项目后续还将涵盖冰蓄冷空调储能系统、光伏发电、电动汽车双向充电站以及虚拟电厂应用等环节，全力打造南方电网综合能源示范区的全新样板案例。
3. 电网平台区域
9月15日，国网湖南电力有限公司自主研发了一套集储能与充电于一体的装置，功率为100千瓦/270千瓦时，并已在2721平台区域成功完成试运行并顺利并网。这标志着国内首个针对高负荷供电区域系列难题的储能充电解决方案正式投入使用。该平台区域的储能充电一体化设备，有效解决了老旧小区供电设施建设不足、变压器容量扩容困难、社区内直流充电站匮乏等一系列问题。通过充分利用新能源电池技术，研发成果实现了变电站区域的动态扩容、削峰填谷、电能质量管理和充电服务的有机融合，为降低配电网改造成本、提升建设质量和效率提供了全新解决方案。
4. 路边电线
9月11日，位于浙江省乐清市国家电网路边的虹桥镇1MW/2.088MWh储能项目——虹桥镇线路正式投入运行。该项目在满功率运行状态下，每日可发电约1000千瓦时，同时也是浙江省首条落地实施的路边型储能线路。该储能站通过10千伏并网线路接入公路边电网，与供电线路精准匹配。在夏季用电高峰期，通过“削峰填谷”的三充三放模式，有效缓解电网尖峰负荷，确保电网平稳运行。作为分布式网络中路边储能技术的实际应用案例，这一项目不仅解决了传统电网投资时面临的通道资源、电缆设备及优质变电站资源需求量大的难题，更推动了电网从“电随负荷”向“电荷互动”转变。项目的正式投运，将有力缓解乐清市虹桥镇西溪工业区内电网升级难、电能质量差以及供电可靠性低等突出问题。
5. 多站点融合
电动汽车电力交换站首先建在石鑫路，合肥供电公司充分利用现有电网资源，打造了全省首个集光伏电站、储能系统（ESS）、5G基站、电动汽车充电站、数据中心及交换站于一体的多站融合示范项目，且未对原有整体布局进行任何改动。该项目的屋顶光伏电站、储能系统、电动汽车充电站等设施共同构成了一个“微电网系统”，其装机容量达88千瓦，年发电量可达8.4万度电，可为站内数据中心、5G基站等设备提供稳定电力供应。此外，1.34吉瓦时的储能系统有效保障了电力供应的平衡与稳定，同时通过夜间充电、白天供电的方式，发挥了明显的“削峰填谷”作用。
6. 电动船舶岸电
6月，三峡电力与三峡航运局达成合作，决定在三峡海事驳船607号上安装光伏组件，并配套建设岸基储能设备及电动船充电接口，以确保船舶清洁能源使用和电动船充电功能。10月12日，三峡电力首次引入先进的储能系统技术，将其应用于光伏、储能与充电一体化的项目中。该项目由长江电力三峡公司在三峡坝区负责实施，目前已顺利通过验收，正式投入运营。
7.油库
11月4日，由国家管网华南分公司主持，华中科技大学牵头，南京米特电力科技有限公司负责施工，成功建成2套250kW/600kWh集装箱式储能系统。目前，该系统已通过验收，正式投入运行。
该项目位于广东省佛山市高明区富湾油库。通过运行储能系统（ESS），客户可参与“削峰填谷”，利用峰谷电价差异，降低油品运输成本。同时，ESS还能动态调节油库所在区域电网的无功功率，并作为备用电源使用，从而显著提升客户的供电质量和可靠性。
集装箱储能系统与原电力系统的紧密连接，具备防逆流、削峰填谷、防过载、维护锁定以及需求管理等功能，确保电力系统的稳定运行。
8. 商业区
晶能集团乐多港智慧园区助力锂电池储能系统项目，其规模为2MW/7.96MWh，已成功中标，合同金额达1861.44万元，由四川浩邦中能电力工程有限公司斩获。
南都电源在北京的蓝景丽嘉用户侧商业综合体智能储能系统，位于北京市海淀区北三环路，项目总规模为MW/5MWh，其中一期投运容量为500kW/2.5MWh，整个项目占地面积达170平方米。该储能系统通过400V低压侧接入商场变电站母线，预计使用寿命可达10年。储能站于2017年5月22日建成，不仅实现了商场的容量与电费管理功能，还有效缓解了电动汽车充电时对电网输电线路的冲击，并支持“削峰填谷”，积极参与电力需求侧响应。
9. 医院
为提升用电安全与利用效率，并有效应对用电高峰期的电力短缺问题，北京大学国际医院采用社会资本，以能源管理合同形式签署了2.7兆瓦储能电站项目。目前，项目一期已建成0.58兆瓦光伏电站，可与储能系统无缝对接，进一步增强发电的可控性，提高可再生能源的利用效率及其他功能。在市政供电中断期间，该储能电站及光伏电站可临时充当应急备用电源，与柴油发电机、UPS、EPS等设备功能相当，大幅强化供电保障能力。此外，通过在低谷时段储存电能、高峰时段向用电负荷供电，充分利用“峰谷电价差”降低用户用电成本——据测算，一期储能电站每年预计可节省电费约16万元人民币。
10.5G基站
山东移动济宁分公司利用峰谷电价差异，为26座基站安装了储能系统（ESS）。通过在用电高峰时段放电、低谷时段充电的方式，有效降低尖峰时段的电力成本，从而实现备用电源的“零成本”运行。这一解决方案不仅解决了发电室内储能设备的空间难题，还通过夜间购电、白天使用储能的方式，大幅节省了电费支出。此外，当市电中断时，系统还能无缝切换至储能供电模式，确保通信不间断。目前，首批26座基站预计每年可节省电费近20万元。
此外，中国铁塔正尝试在基站推广一种新型储能系统（ESS）模式。在部分邀请招标中，中国铁塔要求中标企业将不低于中标金额的43%投入ESS备用电源合同中的能源管理业务，重点围绕中国铁塔通信基站的“削峰填谷”需求展开。同时，预计中标企业每千瓦时可获得最高约0.7元的收益。
11.Tunnel
福建省地处山区，境内隧道众多且绵延曲折，因此隧道照明的电费每年可谓高昂。自彭山岭建设储能系统以来，不仅通过“峰谷”电价差实现了盈利，还取代了传统的UPS供电系统，成为隧道的备用电源。与UPS相比，该系统的功能更加稳定、性能更为先进，显著提升了供电可靠性。据统计，系统在30天内累计充电12,390千瓦时、放电11,750千瓦时，共带来4,560元收益，日均收入达152元。据此估算，若彭山岭隧道的储能系统持续运行10年，将累计节省电费约50万元。
12.Islands
赤牛山岛上设有居民区、岛屿总经理办公室、可移动信号基站、雷达站及其他电气设备。然而，常规的光伏发电和风电场无法为岛屿提供可靠的电力供应。为此，国家电网江苏省公司借助PMS系统，精准协调与控制发电、储能系统及用电需求，合理分配用户接入方式。目前，在PMS系统的统筹调控与经济运行下，岛上建成了一个50千瓦的风电场、30千瓦的光伏电站、100千瓦的柴油发电机以及容量达450千瓦时的储能系统。这一离网型智能微电网不仅有效解决了岛民的用电和用水难题，为岛屿及海洋开发与保护提供了稳定的电力保障，同时也为智慧岛屿微电网建设树立了技术典范。
13.轨道交通
9月26日上午，中国中铁二十二局集团负责建设的广州黄埔有轨电车1号线——国内首条采用“超级电容器+钛酸锂电池”技术、兼具储能与供电功能的有轨电车线路——顺利竣工。该线路系统容量达9500法拉，车辆在乘客上下车间隙自动完成充电，整个过程仅需30秒左右，从而实现电能消耗与供应的动态平衡，确保车辆运行不间断。同时，车上的钛酸锂电池还能在紧急情况下有效补充电力供应，大幅提升了车辆运行的应急响应能力。此外，由于采用了“超级电容器+钛酸锂电池”作为储能系统的电源，线路无需架设接触网，显著减少了城市上空密布的“蜘蛛网”状电线。值得一提的是，车辆制动时，高达80%以上的制动能量将被回收并储存于超级电容器中，转化为电能储备，既实现了能源的循环利用，又进一步提高了效率、降低了能耗。
北京交通大学自主研发的地基型超级电容/电池混合储能装置，已在北京地铁八通线梨园站成功接入网络进行测试。该装置不仅能有效回收列车的再生制动能量，还可在供电系统故障时，利用储能设备紧急牵引列车进站。在夜间单列车测试中，每次运行的节能率可达20%；而在地铁正常运营状态下，每日节能效果更是高达1500千瓦时，其中工作日节能率达13%，而周末则为900千瓦时、节能17%。
14. 海上石油平台
上海国轩迈洋海洋科技有限公司，作为国轩高科的子公司，赢得了1790千瓦时集装箱式储能系统的订单，该系统将支持国家重点领域研发计划下的2018年智能电网技术与装备项目。
该项目为“海上多平台互联电力系统可靠运行关键技术”，由中海油研究院牵头，是创新性地运用大容量储能技术提升中海油系统电网稳定性的实践，填补了当前中海油系统在大容量储能技术应用领域的空白。
海上油田的电网是一种典型的孤岛型电网，与陆地电网无电气连接。同时，海上油田电网的供电能力较小，而负荷却较大，因此在大负荷启动或电网发生故障时，极易导致频率大幅波动。为确保在N-1故障情况下电网的稳定性，适量配置储能装置可有效提升电力系统的调频性能，从而维持频率的稳定运行。
15. 石油勘探
中石油川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司近日启动了离网锂电池储能系统改造项目招标。由于试油气队伍的野外作业主要依赖柴油发电机供电，缺乏稳定、持续的经济型电力供应，此次计划将采用高性价比的锂电池储能系统，以有效解决供电不连续及用电瓶颈问题。据北极星储能网了解，最终西安京武节能科技有限公司、河北动力立方新能源科技有限公司以及青海绿草新能源科技有限公司成功中标，三方将联合为27套试油气设备提供配套的离网锂电池储能系统改造服务。
16. 煤矿
2020年9月，国家能源集团就新疆能源机电管理中心煤矿储能供电系统的研究与实施项目发布了公开招标公告。该项目位于新疆能源公司红沙泉煤矿的110千伏变电站内，主要研究储能系统的应用，具体包括：当电网侧因正常检修或故障需暂停供电时，电池系统通过储能变流器将电池中的直流电转换为交流电，为用户侧提供电力；而在正常运行期间，系统控制器则根据用电高峰、平峰和低谷时段，合理分配用户从电网取电及电池组储能的时间，实现高效、经济的能源管理。
17.学校
2020年8月，青海省就曲麻莱县农村小型离网储能光伏电站项目发布招标公告，项目业主为曲麻莱县教育局，资金来源于国有资金，旨在为措日村、多秀村和马秀村的3所寄宿制小学设计安全可靠的离网储能光伏系统。最终，江西中宁建设工程有限公司中标参与项目设计，陕西新源电力设计研究院有限公司则中标负责项目建设。
18. 军区
2018年8月，由电力集团新能源公司投资建设的解放军首个军民融合可再生能源局域网项目，在新疆边防驻地正式启动；该项目于2018年12月26日正式实现并网发电。项目涵盖新建光伏电站、配备储能系统的风电场，以及配套建设的输电线路、应急柴油发电站和智能微电网控制系统等设施。项目建成后，能源自给率将超过90%，成为我国规模最大的可再生能源局域网。这不仅能够更好地满足部队及地方在照明、供暖、制氧、取水和设备运行等方面的综合用能需求，还将大幅减轻油料和煤炭的后勤保障压力，初步构建起绿色低碳、安全高效、可持续发展的高原现代能源体系。
19.政府大楼
2018年11月，阳光家庭光伏与储能电站落户安徽省庐江县县政府大楼，成为首个将光伏与储能系统成功结合应用于政府办公楼的项目。该电站装机容量为6千瓦，采用家用光伏系统实现离网运行。这一系统每年可发电超过6000千瓦时，为大楼持续提供清洁电力。
20. 田园生态公园
2018年12月5日，业主上海宇海堂生态农业科技有限公司正式移交了鉴定书。目前，上海电力集团崇明三星田园“互联网+”智慧能源示范项目系统已顺利完成调试。该项目是根据三星镇新安村独特的生态环境、发展规划及居民需求量身打造的智慧能源项目，也是崇明世界级生态岛建设的重要组成部分。白天，CIGS薄膜光伏发电所产生的电能被储存于梯次利用动力电池中；夜间亮灯时，储能系统中的电能便会被释放，依次点亮具有当地特色的建筑，如“草帽论坛”和海棠左岸。至此，以可再生能源、储能技术及能源管理系统为核心应用的农村能源升级转型正拉开序幕。
21.Bank
2018年11月3日，上海招商银行大厦1兆瓦/2.56兆瓦时储能系统成功并网。该项目是上海市首个楼宇用户侧储能系统的商业化应用项目，同时也是国内金融企业首次利用自有物业建设的储能项目。项目由中广核新能源控股有限公司投资，建筑业主为上海招商银行有限公司，广州智光储能技术有限公司则为项目提供了全方位的解决方案。项目位于上海市浦东新区中心地带，占地面积103平方米，采用“削峰填谷”模式，为上海招商银行大厦提供节能服务。
22.Hotel
由科陆电子参与的北京拉斐特城堡酒店1兆瓦/2兆瓦时储能项目，是一个用于削峰填谷的应用型储能项目，也是国际采购500兆瓦时储能设施项目中首个建成并投入运营的储能电站。从订单确认到交付完成，该项目仅耗时45天。
23. 足球俱乐部
据2018年11月外媒报道，英国阿纳森足球俱乐部开始使用特斯拉提供的2兆瓦/2.5兆瓦时电池储能系统，这是英国首家、全球首家拥有储能系统的足球俱乐部。该储能设施可通过参与电力需求响应，参与电力市场交易，帮助足球俱乐部削峰填谷，从而节省高昂的电费支出。
24.Zoo
据2018年10月外媒报道，美国圣地亚哥动物园将建设一座1兆瓦/4兆瓦时的电池储能设施，以通过“削峰填谷”方式最大限度地降低能源成本——即在电价较低时为电池充电，而在电价较高时放电。
25. 移动警察办公室
2018年10月18日，由米昂光伏设计并集成的、用于上海闵行区梅陇派出所南部商务区移动警务室的光伏离网储能系统顺利竣工并正式投入使用。该项目装机容量为8.1千瓦，采用高效单晶硅300瓦太阳能组件，并配备C12V系列阀控式铅酸蓄电池，可在停电后为警务室提供长达两天的日常办公用电需求。这是上海市闵行区首个“集装箱式警务室+光伏离网储能电站系统”项目。它不仅持续为警务室提供可靠的电力保障，更在推动节能环保的社会效益方面发挥了标杆示范作用。
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