隧道動(dòng)力費(fèi)用開支在機(jī)電日常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的占比達(dá)到50%以上，在保障隧道行車安全的前提下，研究降低隧道動(dòng)力費(fèi)用開支可采取的措施具有良好的經(jīng)濟(jì)效益前景。朋山嶺隧道建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，既可以利用峰谷電價(jià)差獲得經(jīng)濟(jì)效益，還可以替代傳統(tǒng)隧道UPS電源系統(tǒng)作為隧道后備電源使用，且功能和穩(wěn)定性較UPS電源進(jìn)一步升級(jí)，可增強(qiáng)隧道供電穩(wěn)定性。

一創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建降本增效儲(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)能系統(tǒng)具有削峰填谷、延時(shí)用電、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化等特性，削峰填谷就是在電力處于“平”“谷”時(shí)段充電，電力位于“峰”時(shí)段放電，通過平滑用戶負(fù)荷曲線可以減少電力處于“峰”值時(shí)段的功率訂購額，實(shí)現(xiàn)減少以相對(duì)高價(jià)格購入電能的需求，降低總電費(fèi)。當(dāng)電網(wǎng)偶爾停電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為后備電源為用戶持續(xù)供電。此外，通過儲(chǔ)能系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用能夠?yàn)V除來自電網(wǎng)的擾動(dòng)，可以作為一種特殊的電能質(zhì)量控制裝置來改善重要負(fù)荷的供電質(zhì)量。從節(jié)能減排角度來看，儲(chǔ)能系統(tǒng)在非峰負(fù)荷時(shí)段將低碳排放電源的電能轉(zhuǎn)移到峰荷時(shí)段使用，從而減少對(duì)高排放能源的消耗，有利于節(jié)能減排。

二落地開花，探索綠色節(jié)能隧道運(yùn)營(yíng)管理

根據(jù)隧道現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及記錄實(shí)時(shí)用電數(shù)據(jù)，在統(tǒng)計(jì)分析朋山嶺隧道用電負(fù)荷后，本次項(xiàng)目選用了50kW變流器、150kWh電池組，通過配備EMS控制器對(duì)電池充、放電時(shí)間及充放電功率進(jìn)行調(diào)度，組成儲(chǔ)能控制系統(tǒng)。通過測(cè)算隧道用電負(fù)荷，變壓器有剩余容量可以利用，在未改動(dòng)隧道原有配電系統(tǒng)線路下，將儲(chǔ)能系統(tǒng)通過隧道預(yù)留的備用抽屜柜并入至隧道配電系統(tǒng)。項(xiàng)目從2018年10月份開始調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選購、設(shè)備安裝調(diào)試，2019年1月18日施工完成。施工期間均在隧道未停電情況下進(jìn)行，隧道依舊正常供電。

三經(jīng)濟(jì)效益

動(dòng)力費(fèi)成本方面。以朋山嶺隧道為例，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，30天充電約12390KWh，放電約11750KWh，30天總共收益約4560元，平均每日收益152元。以此測(cè)算，朋山嶺隧道儲(chǔ)能系統(tǒng)10年的運(yùn)行在電費(fèi)節(jié)省方面收益約50萬元。

應(yīng)急照明設(shè)備投入方面。系統(tǒng)投入后可取代50KVA UPS 1臺(tái)，節(jié)省設(shè)備購置費(fèi)及維護(hù)費(fèi)合計(jì)約20萬元。

扣除本次儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備購置安裝投入成本約40萬元，朋山嶺隧道鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目未來10年收益約30萬元，若我司隧道均部署該套系統(tǒng)，預(yù)計(jì)10年的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)2000萬元。

社會(huì)效益

在隧道停電時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可完全替代UPS對(duì)隧道進(jìn)行供電。目前隧道設(shè)計(jì)的應(yīng)急照明模式續(xù)航時(shí)間為30分鐘，若投入儲(chǔ)能系統(tǒng)，完全可以開啟正常照明模式且續(xù)航時(shí)間可達(dá)3小時(shí)，為隧道提供更加可靠的行車安全條件。另外，儲(chǔ)能系統(tǒng)充分利用非峰負(fù)荷時(shí)段的電能，大大減少對(duì)高排放能源的消耗，促進(jìn)節(jié)能減排。

福建省屬于多山區(qū)域，隧道多且里程長(zhǎng)，每年用于隧道照明方面的動(dòng)力費(fèi)成本相當(dāng)高，本項(xiàng)目在隧道用電成本控制方面可成為全省的示范并在行業(yè)內(nèi)推廣。同時(shí)，該系統(tǒng)采用高穩(wěn)定性高用電轉(zhuǎn)換率的磷酸鐵鋰電池作為儲(chǔ)能介質(zhì)，充分利用鋰電池優(yōu)異的深度充放電性能、長(zhǎng)久的循環(huán)壽命等特性，從鋰電池的發(fā)展趨勢(shì)來看，未來新設(shè)備的投入成本將呈下降的趨勢(shì)，能進(jìn)一步促進(jìn)該技術(shù)的大范圍應(yīng)用。