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源网荷储一体化 · 测算方法 03

并网容量、最大需量、储能功率,
三个数怎么一起定

这三个数常被当成三个专业的三件事:电气专业定并网容量,财务按电费单填需量,储能按装机的百分比配功率。实际它们是同一条 8 760 曲线上的三个投影,都由峰值决定。定错一个,另外两个跟着错,而且错得看不出来。

读这篇的人 投资方 / 电气设计 / 能源负责人 最低数据 12 个月最大需量 + 变压器容量 核心变量 峰值,以及要削掉多少 更新 2026-10-22

01先说结论

三句话,第三句最容易被忽略:

第一句

三个数挂在同一个峰值上

并网容量对应接入投资与容量费,最大需量对应基本电费,储能功率对应削峰能力。三者共同的输入只有一个:负荷曲线的峰值,以及你打算把峰值削到多少。

第二句

需量电费是回本最快的一笔

削 1 MW 需量,按 40 元/kW·月计每年值 48 万元;1 MW/2 MWh 储能约 180 万元。三年多回本,且不需要任何价差假设——这是源网荷储里唯一“算得准”的收益。

第三句

功率和容量是两笔账

功率由“要削多少峰”决定,容量由“要搬多少电”决定。按 2 小时固定配比(容量 ÷ 2 = 功率)会把两个数绑死,结果要么 PCS 过剩,要么电池不够。

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一个常被漏掉的连锁反应

配了 4 MW 储能把峰值从 14 MW 削到 11.5 MW,接下来会发生三件事:一是需量电费按 11.5 MW 计,每年省 120 万元;二是并网容量可以按 12.5 MVA 申请而不是 30 MVA,接入投资省几百万元;三是原本要向电网倒送的光伏电量被就地消纳,少买电。三项收益来自同一个动作,但往往由三个专业分别算、彼此不知道对方算过。

02三个数,分别决定三笔钱

参数决定什么由谁约束对应的钱
并网容量
(变压器 / 接入点)
倒送上限、接入工程规模电网批复 + 削峰后的负荷峰值接入投资约 250—350 元/kVA 一次性;容量电费按 kVA 计
最大需量两部制的基本电费12 个月各自的最大 15 分钟平均功率35—45 元/kW·月,逐月计
储能功率(PCS)能削掉多少峰最大需量 × 削减率 ÷ 放电能力PCS 约 0.1—0.15 元/W
储能容量(电芯)能搬移多少电量日峰谷电量差 + 备电需求电芯约 0.5—0.6 元/Wh,含系统后 0.8—0.9 元/Wh

表里最要紧的是第一行与第二行的区别:并网容量是“容量”,单位 kVA,管的是能不能送、送多少;最大需量是“功率”,单位 kW,管的是这个月最尖的那一刻有多高。前者一次定、长期不变,后者逐月变、逐月算钱。很多项目把两者当成一个数,于是并网容量按变压器铭牌申请,需量按变压器容量申报——两处都多付。

再往下看第四行:功率与容量是两个独立的决策变量,不是固定比例。同样是 4 MW 功率,可以配 4 MWh(1 小时,做需量削峰和短时套利),也可以配 20 MWh(5 小时,做全天搬移)。选哪个由用途决定,不由“2 小时”这个行业习惯决定。

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需量的计量口径要先问清

多数地区按15 分钟平均功率的最大值计需量,也有按 5 分钟、滑差 15 分钟等方式。口径不同,储能削峰的效果差很多:15 分钟平均口径下,只要把 15 分钟内的高功率摊平即可;5 分钟口径下,储能的响应速度与功率都要更高。测算前先确认当地的计量方式,否则储能功率会配小。

03按容量计费还是按需量计费

两部制电价的基本电费有两种算法,二选一。哪种种更省,只取决于一个比值:实际最大需量与变压器容量之比,也就是负荷率。

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临界负荷率 = 容量电价 ÷(需量电价 × 功率因数)

按容量计费年费 = 变压器容量 × 容量电价 × 12;按需量计费年费 = 最大需量 × 需量电价 × 12。两者相等时的负荷率就是临界点:低于它,按需量计费更省;高于它,按容量计费更省。

以容量电价 30 元/kVA·月、需量电价 40 元/kW·月、功率因数 0.95 计:临界负荷率 = 30 ÷ (40 × 0.95) = 0.79。也就是说,负荷率低于 79% 的项目,按需量计费更省。而绝大多数工业负荷的负荷率落在 0.4—0.7,所以按需量计费通常是默认的正确答案。

项目取值年基本电费判断
变压器容量2 × 10 MVA = 20 000 kVA20 000 × 30 × 12 = 720 万元按容量计费
未配储能的需量14 MW14 000 × 40 × 12 = 672 万元按需量,已省 48 万
配储能后的需量11.5 MW11 500 × 40 × 12 = 552 万元按需量,省 168 万
负荷率校验11.5 ÷ 20 = 0.575临界值 0.79远低于临界,按需量明确更优

这张表说明一件容易被忽略的事:配储能带来的省电费是两段叠加的。第一段是“计费方式从容量改成需量”,省 168 万;第二段是“需量本身被削低 2.5 MW”,又省 120 万。前者不需要储能也能拿到(只要负荷率够低),后者才是储能的功劳。把两段混在一起说“储能省了 288 万”,会高估储能的贡献。

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需量申报值不能随便填低

多数地区规定:申报需量低于实际最大需量时,超出部分按一定倍数(常见两倍)计费,或直接按实际值计。所以“申报 8 MW、实际 11.5 MW”这种操作不会省钱,只会罚款。正确做法是申报值贴近历史峰值、逐月调整,并在投产后用实际数据逐步下调。

04储能功率怎么定:三约束取最大

储能功率不是一个数算出来的,是三个需求取最大值,再看两个上限:

约束算法典型值(本算例)谁在提这个需求
① 削需量P = 最大需量 − 目标需量14 − 11.5 = 2.5 MW电费单;通常这是最大的一项
② 消纳午间倒送P = 最大倒送功率30 MWp 峰值出力约 24 MW,负荷 12 MW → 倒送 12 MW光伏装机与负荷的差值;若允许倒送则不需满足
③ 峰谷套利P = 目标套利电量 ÷ 可放电小时数20 MWh ÷ 4 h = 5 MW价差时段的长度
上限一:并网点容量。储能充电功率叠加负荷,不能超过并网容量,否则充电时反而抬高需量。
上限二:电池倍率。2 小时系统按 0.5C、4 小时按 0.25C,功率不能超过电芯允许的持续倍率。

三个约束里,①与③常常打架:要削峰,储能在负荷高峰时放电;要套利,储能在价差高峰(往往也是负荷高峰)放电。同一度电不能卖两次。所以功率必须按两者中较大的那个配,容量按两者电量需求之和配,否则会出现“看着配了 5 MW,削峰时只能出 2.5 MW”的尴尬。

还要注意上限一,这是源网荷储特有的坑:储能充电时是负荷,如果充电安排在负荷低谷但并网容量已接近满载,充电会把需量顶上去,等于削了峰又造了一个新峰。解决办法是把充电排在光伏出力时段(就地充),而不是夜间低谷从电网充——这样既不增加并网需求,也不产生充电电费。

05一个完整算例:30 MWp + 4 MW/20 MWh

项目条件:年用电 8 000 万 kWh,最大需量 14 MW,变压器 2×10 MVA 已建,两部制按需量计费 40 元/kW·月,光伏 30 MWp(年发电 3 300 万 kWh),当地峰谷净价差 0.6 元/kWh,自用电价 0.65 元、上网 0.35 元。配 4 MW/20 MWh 储能:

收益项算法年金额确定性
需量电费节省削 2.5 MW × 40 元/kW·月 × 12120 万元高,按月可核
峰谷套利20 MWh × 0.6 元 × 0.88 × 330 天348 万元中,依赖价差与时段
消纳提升多消纳 330 万 kWh ×(0.65 − 0.35)99 万元中,依赖自用与上网价差
合计—567 万元—
储能投资20 MWh × 0.95 元/Wh(含 PCS 与安装)1 900 万元—
静态回收期1 900 ÷ 5673.4 年—

把三项收益按确定性排一下:需量节省 120 万是“确定的”,峰谷套利 348 万是“有条件的”,消纳提升 99 万是“看电价结构的”。如果当地净价差只有 0.35 元,套利收入降到 203 万元,合计 422 万元,回收期拉长到 4.5 年——仍然成立,但吸引力明显下降。

反过来,如果这个项目没有峰谷价差(比如执行单一电价),只靠需量节省 120 万,1 900 万投资要 15 年才回收,项目不成立。这就是为什么源网荷储项目必须先看当地电价结构,再看负荷曲线:电价结构决定储能有没有第二笔收入,负荷曲线决定储能能省多少。

顺带算一下并网容量省下来的钱。如果不配储能、按光伏 30 MWp 申请接入,并网点要 30 MVA;配了储能、光伏全部就地消纳,接入点只需按削峰后峰值 11.5 MW × 1.1 ≈ 12.5 MVA 申请。少 17.5 MVA,按 300 元/kVA 计省接入投资约 525 万元,如果改按容量计费,每年还少付 17 500 × 30 × 12 = 630 万元。这笔钱不在储能的账上,但它是储能带来的。

06四条协调规则

#规则违反的代价
1并网容量按“削峰后的负荷峰值 × 1.1”申请,不按光伏装机容量按 30 MWp 申请 30 MVA,多付 17.5 MVA 的接入费与容量费,而实际峰值只有 11.5 MW
2需量申报逐月调整,贴近实际峰值,不按最高月一次报满一年 12 个月都按最冷/最热月的峰值付费,多数月份白付
3储能功率按“要削的峰”定,容量按“要搬的电”定,两者分开算按 2 小时配比(20 MWh → 10 MW),PCS 过剩一倍、电池不够套利
4需量控制优先于峰谷套利套利少赚是少赚,需量超了是罚款,且罚则按倍数计

第四条值得多说一句。运行策略上有优先级:第一优先是“任何时刻不超过目标需量”,第二优先是“在不超过的前提下把价差套满”。这两条在多数时段不冲突,但在夏季连续高温、负荷顶到峰值的那几个小时一定会冲突。此时如果策略选的是套利,储能会在最不该放电的时候把电放完,然后峰值冲高、当月需量电费按最高算——省下的几百元套利,换来几万元需量电费。

规则一还需要一个前提:光伏必须全部就地消纳、不向电网倒送。如果项目允许倒送(余电上网),并网容量就得按“最大倒送功率 + 负荷峰值”定,规则一改写为“按不含储能的净交换功率峰值申请”。这一点各省的接入规则不一样,要先确认。

07三个最容易错的地方

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错法一:按光伏装机容量申请并网

“装 30 MWp 就要 30 MVA 变压器”——这是把“发电能力”当成“并网需求”。如果光伏全部就地消纳,并网点看到的净负荷可能远低于装机;如果按装机申请,多出来的容量既不用、也要付接入费。反过来也有风险:如果项目确实要倒送,按负荷峰值申请会导致倒送受限、弃光。关键是先确认“允不允许倒送”,再定容量。

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错法二:需量按年最大一次报满

一年里最高的那个月在 7 月(空调负荷叠加生产),其余 11 个月都远低于它。如果按 7 月的峰值申报并全年适用,等于每年多付几百万。需量申报是可以逐月调整的,多数地区允许每月申请变更;正确的做法是按“下月预测峰值 + 3%—5% 余量”申报。

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错法三:储能功率按容量除以小时数

“配 20 MWh、2 小时,所以功率 10 MW”——这个算式的隐含假设是“储能只做 2 小时的满功率放电”。但源网荷储里储能的功率由要削的峰决定(本算例 2.5—5 MW),容量由要搬的电决定(20 MWh)。两者独立算,可能得到 4 MW/20 MWh(5 小时),也可能 8 MW/20 MWh(2.5 小时)。按固定小时数配,等于放弃优化。

08下一步

三个数定完,源网荷储的容量方案就闭环了。接下来是电价与政策层面的问题:绿电直连的过网费怎么算、绿电比例怎么核。这两个场景的文章在准备中。

09口径与引用说明

本文的电价、造价与规则均为示例,具体项目须以下列材料为准:

  • 基本电费的计费方式(按容量 / 按需量)、容量电价与需量电价、需量计量口径与申报变更规则,各省差异较大,以当地供电营业规则与供用电合同为准;本文 30 元/kVA·月、40 元/kW·月、15 分钟口径均为示例;
  • 申报需量低于实际需量时的罚则(倍数、追溯方式)各地不同,本文只提示存在该风险,不引用具体倍数;
  • 储能造价按 0.95 元/Wh(含 PCS、EMS 与安装)计,随电芯价格与项目规模波动;接入投资按 300 元/kVA 计,随电压等级与线路长度变化;
  • 光伏年利用小时按 1 100 小时计,为华东地区示例;自用电价 0.65 元、上网电价 0.35 元、净价差 0.6 元均为示例,不作为承诺;
  • 并网容量能否按“削峰后峰值”申请,取决于当地对新能源接入与倒送的管理要求,须在接入系统设计阶段与电网确认;
  • 本文的容量配置与运行策略在能耀的 XDesigner 中完成,按 8 760 小时逐时仿真,需量控制与套利策略作为约束同时优化,输出 15 张财务报表。

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给我 12 个月电费单(含最大需量)、班制、可用屋顶或土地、当地电价结构,我们重构 8 760 曲线、出容量配比与两个极端情景。数据不够时,我们会先说清哪一段只能估算。