利用儲能型電動車充電器進行削峰如何降低成本

快速解答

利用電池儲能係統（BESS）進行電動車充電樁的削峰，可以透過限制充電站從電網輸入的最高15分鐘用電量來降低電力成本，因為商業和工業用電價格是根據該峰值來計算需求費用的——通常為每千瓦每​​月8至25美元。一個擁有480千瓦充電樁的快速充電站很容易出現每月400千瓦的峰值用電量，僅需求費用一項就可能每月高達3200至10000美元，或每年高達38000至120000美元。如果電池儲能係統能夠將峰值用電量削減至200千瓦，則需求費用將減半，並且結合分時電價套利，已證實可為充電運營商節省30%至60%的電費。在商業充電站，採用BESS進行削峰的投資回收期通常在3至6年之間，電池在投入任何電網服務之前，即可透過降低需求費用收回成本。

重點總結

• 在商業電動車充電站，需求費用（而非能源消耗量）是最大的可控成本組成部分，佔總電費的 30% 至 70%。
• 儲能係統削峰將需求限制在 15 分鐘間隔內，從而將固定的月度罰款轉化為可預測的、較低的成本。
• 預測性 EMS 控制（到達預測、充電器調度、電池 SOC）與靜態規則相比，可將所需的電池容量降低 15-30%。
• 節省措施包括：降低需求費用 + 分時電價套利 + 避免變壓器升級 + 電網服務收入。
• 典型的商業投資回收期為 3-6 年；高需求關稅地區（加州、德國、澳洲）的站點可能在 3 年內實現投資回收。

電費為何飆漲：需求費用詳解

每位設施管理人員都看過「需求費用」或「容量費用」這一項，其金額通常高於能源費用本身。這是因為電力公司必須建造和維護足夠的變壓器、饋線和發電容量，以滿足每位客戶每月用電高峰期（15分鐘）的需求——而且，電力公司會將容量費用與能源消耗費用分開計算。

其原理很簡單。電錶會記錄計費月內任意15分鐘間隔內的最高平均千瓦用電量。電力公司將該高峰乘以電價——北美和歐洲通常為每千瓦每​​月8至25美元，擁堵電網的電價更高——然後將其計入帳單。關鍵在於，一次15分鐘的峰值用電量（例如三輛公車同時充電、寒潮或盛大開幕高峰）將決定整個月的用電需求基準線，而其餘時間的用電量則無關緊要。

對於電動車充電業者而言，風險在於結構性因素。快速充電樁的功率通常很高——一個 240 千瓦的充電樁滿載運行時，每個充電位的用電量為 240 千瓦。一個擁有四個充電樁且同時進行三個充電時段的充電站，在單一時間內即可達到 500-700 千瓦的月峰值用電量。典型的電價風險如下：

這些數據解釋了為什麼對於認真的充電業者來說，儲能不再是可選項：需求費用是對高峰時段行為徵收的固定稅，而降低需求費用的唯二兩種方法是使高峰時段趨於平緩（儲能）或改變時段（調度）。

利用BESS進行削峰的機制

儲能係統（BESS）透過吸收瞬時站點需求與設定需求目標之間的差值來削減尖峰負載。當充電負載接近上限時，電池放電以彌補超出上限的負載；當負載較低時，電池以恆定的低速率從電網充電。因此，站點的​​電網輸入量永遠不會超過上限，且計量的月峰值負載會穩定在目標值或以下。

在此，實現細節比電池化學成分更為重要。能量管理系統 (EMS) 必須在亞秒控制迴路中運行，因為當車輛啟動充電或電池預處理循環開始時，充電功率會在幾秒鐘內從 50 kW 躍升至 250 kW。關鍵控制功能：

1. 即時進口計量以 1 秒解析度顯示，與公用事業公司 15 分鐘的積分視窗相對應。 2.需求上限執行— 控制器將電網輸入量控制在上限以下，並根據需要釋放儲存容量。 3.SOC儲備管理— 電池電量絕不能超過電價時段；EMS 會預留一部分電量以應付風險最高的時段（晚高峰、寒冷的早晨）。 4.充電器限電是最後的手段— 如果電池 SOC 降至最低，控制器會限制優先順序較低的充電器，而不是突破上限。

靜態控制與預測控制

早期的削峰系統採用靜態閾值：放電功率高於 250 kW，充電功率低於 150 kW。預測控制透過預測來改善這一點：

• 到達模式來自充電器預訂和歷史會話資料。
• 天氣驅動負荷（暖通空調、預處理、寒冷天氣範圍影響）。
• 關稅事件— 它會將電池放電精確地安排在電力公司的用電高峰時段，並在用電成本最低的時段進行充電。

來自商業充電站的現場數據顯示，預測控制在相同的削峰性能下可將所需的電池容量減少 15-30%，這直接降低了商業案例中的儲能資本支出。

儲蓄範例

假設在一個每月需求電費為 20 美元/千瓦的地區，有一個擁有 6 個車位的高速公路充電站，配備 6 個 120 千瓦的充電樁：

在獲得電網服務收入之前，每年可節省約 55,000 至 60,000 美元。如果再加上頻率調節或容量市場（如有）每年 5,000 至 15,000 美元的收入，投資回收期將縮短至 3 至 4 年。也要注意二階效應：由於峰值功率限制在 220 千瓦，相同的電網連接可以容納更多的充電樁或更高功率的設備——這便是我們在[我們關於利用儲能係統解決電網容量限制的指南](https://www.midapower.com/)中討論的容量遞延價值。

為什麼不同網站的節省金額會有所不同

高節能站點具有一些共同特徵：充電需求呈突發性且集中，電價高昂，且高峰事件具有足夠的可預測性，以便能源管理系統 (EMS) 能夠提前預判。而負載平穩持續的站點則受益較少——在這些站點，儲能的價值體現在其他方面（例如備用電源、太陽能併網），而不僅僅是削峰填谷。

超越需求費用：完整的節能方案

削峰是核心價值流，但同一塊電池也能並行獲利：

• 服務條款套利。如果電池夜間充電價格為 0.06 美元/千瓦時，峰值放電價格為 0.18 美元/千瓦時，則每循環一次的千瓦時電費差為 0.12 美元/千瓦時——對於每天循環一次的 300 千瓦時系統而言，每年可節省 10,000 美元至 25,000 美元。
• 變壓器延期。限制峰值功率可以省去 10 萬美元以上的變壓器升級費用，詳情請參閱[我們的 BESS 充電分析](https://www.midapower.com/)。
• 網格服務。頻率調節和削峰合約支付的是已經安裝並由同一控制器調度的容量。
• 彈力。故障期間的備用運作可以將避免的停機時間轉化為車隊和公共網路的收入保障。

結果是，電池的首要目標是降低成本，其次才是產生收入──這與舊模式截然相反，舊模式是為了投機未來電網市場而購買儲能設備。

削峰項目部署清單

• 審核過去 12 個月的間隔計量資料。在確定任何規模之前，先計算出實際的月度峰值、峰值出現的時間和峰值出現的頻率。
• 根據第 95 百分位峰值事件確定電池容量除非正常運作時間保證另有規定，否則這並非一年中最糟糕的一小時。
• 請將電費計算結果與水電費帳單核對。包括棘輪機制（某些關稅會對過去一年的用電高峰進行為期 12 個月的懲罰）和分時用電需求窗口。
• 指定亞秒級EMS迴路整合 OCPP 2.0.1，以協調充電器調度與電池調度。
• 模擬目前和預測關稅下的投資回收期。在大多數受監管的市場中，需求電價都在上漲；電價上漲 20% 會使投資回收期縮短約一年。
• 選擇液冷式磷酸鐵鋰電池存儲對於日常循環使用中的循環壽命而言－充電站的削峰意味著一年四季每天一次完整的循環。

結論

使用電池儲能係統 (BESS) 電動車​​充電器進行削峰是大多數商業充電業者在 2026 年可以進行的投資報酬率最高的能源投資。它能有效降低電費帳單中最大的可控支出，無需改變駕駛的行為，即可在 3-6 年內收回成本，同時還能加快受限電網的專案審批速度。在電價高企且充電尖峰時段，這種經濟效益最為顯著——而這正是大多數高速公路、停車場和城市快速充電站的特色。首先，收集充電時段數據，根據實際峰值進行容量規劃，然後讓預測控製完成剩餘的工作。如需針對特定站點制定節能模型和電池容量規劃，請[諮詢 MIDA Power 的 BESS 充電工程團隊](https://www.midapower.com/)——同樣的分析框架適用於從單一充電站到全國性車隊的各種情況。

常問問題

1. 什麼是使用儲能型電動車充電器進行削峰？削峰技術利用電池在公用事業計費週期內限制站點的最大電網輸入量，在需求高峰期釋放儲存的能量，並在低負載期充電，從而直接降低需求費用。

2. 削峰可以為電動車充電站節省多少電費？商業場所通常可節省 30% 至 60% 的總電費；僅需求費用的降低，在電價較高的地區，400 千瓦以上的高利用率場所每年通常可節省超過 5 萬美元。

3. 什麼是需求費用？需求費用是根據計費月份內任何 15 分鐘間隔內的最高平均功率消耗量按每千瓦計價的電價組成部分——商業客戶通常為 8-25 美元/千瓦/月。

4. 我需要多大容量的電池才能達到最佳刮鬍效果？對於典型的 400-600 kW 充電站，200-400 kWh 是一個常見的起點；與靜態的基於規則的控制相比，預測控制可以將所需的容量減少 15-30%。

5. 在電動車充電站安裝電瓶儲能係統 (BESS) 的投資回收期是多久？以削峰為驅動的經濟效益通常需要 3-6 年；如果需求電價超過 18 美元/千瓦/月，且用電時段集中在高峰時段，則可在 3 年內收回成本。

6. 削峰是否會減少我可以充電的車輛數量？不。電池可以應對峰值功率，因此充電器在充電過程中會以全功率運作；只有在極端情況下，當電池電量降至最低時，EMS 才會作為最後的手段降低負載。

7. 一個儲能係統能否同時進行削峰和備用電源功能？是的。削峰是日常調度功能；孤島/備用運作是應急模式。電網故障時，控制器會在幾秒鐘內預留容量並切換模式。