综上所述，用户侧储能系统的收益来源于电费成本削减和参加辅助服务的盈利。但是，目前大多数储能优化模型没有对用户响应的政策和辅助服务应用建模。因此，为使得用户侧储能经济效益最佳，本文以全寿命周期净收益作为目标函数采用数学建模法对用户侧储能建模分析，得到考虑参加辅助服务的储能系统容量配置，并对比储能系统参与辅助服务的经济效益。

1 用户侧储能经济分析

1.1 成本模型

储能系统主要由电池组、功率转换装置和配套辅助设施等构成。其初始投资成本Cinv主要取决于储能额定功率和额定容量，可以表示为

式中：Cp、Ce分别为储能单位充/放电功率成本、单位容量成本；E为储能额定容量；P为储能额定功率值。

储能运行维护成本由电池运行消耗成本和日常维护管理成本组成，主要与储能电池额定功率有关。全寿命周期内运行维护费Cope为

式中：Cm为储能单位充/放电功率年运行维护成本；T为储能电池寿命；tr为通货膨胀率；dr为贴现率；kr为全生命周期计算系数，即电池系统全寿命周期内按复利计算的现在价值。

1.2 收益模型

1.2.1 峰谷套利收益

在采用分时电价时，储能系统可通过在电价低谷期充电，在电价高峰期放电，从而达到平移负荷，实现峰谷套利的作用。全寿命周期内的套利收益f1为

式中：S1为一天内峰谷套利的收益；i为一天中某一时刻点； Δti 为i时刻的状态持续时间，取为15min；D为储能年运行天数，取为300天；ptime,i为 i 时刻的电价；Pdis,i、Pch,i分别为储能在i时刻实际的充、放电功率；Sdis,i、Sch,i分别为储能在i时刻的充、放电状态。

1.2.2 需量管理收益

基于两部制电价政策，大工业用户每月上缴的电费应包含基本电费和电量电费两部分[24]。电量电费可基于分时电价计算，基本电费是根据用户最大需量计算。对储能系统优化配置可以合理减少用户所需最大负荷值，降低储能用户的用电成本。全寿命周期内需量管理的收益f2为

式中：S2为每个月储能用户节省的基本电费；pb为基本容量电费；Pmd为未安装储能前用户的最大负荷功率值；Pd为安装储能后用户所上报的最大需量值。

1.2.3 需求响应收益

电力需求响应是指通过电价和补助等优惠政策激励用户在电网负荷尖峰时段改变负荷用电量，从而缓解电网压力，获得相应补贴收益。

本文旨在分析广西大工业用户参与电力辅助服务的经济可行性。由于广西目前尚未发布需求响应的具体补助政策，现基于江苏省发布的电力需求响应实施细则[25]对需求响应收益建模。假定需求侧响应时间在某月的一天13:00—15:00时段，其约定需求响应收益f3为