Резерв, срезание пика и арбитраж одним накопителем: почему один и тот же киловатт-час нельзя продать дважды

Короткий ответ: выгоды резерва, среза пика и арбитража можно складывать только после того, как ёмкость между ними разделена. Киловатт-час, оставленный на случай отключения, не может срезать вечерний пик, а разряженный утром на арбитраже к пику уже не вернётся. Ниже распределение ёмкости на накопителе 215 кВт·ч и на домашней батарее 10,24 кВт·ч и то, во сколько раз «наивная» сумма завышает результат.

Что не так с суммой выгод в коммерческом предложении

В расчёте окупаемости нередко стоят три строки подряд: «срез пика», «тарифный арбитраж», «резерв при отключении». Под ними итог, равный сумме. Такая сумма верна только тогда, когда у каждой задачи своя ёмкость, а у одного накопителя она одна. Если в батарее 40 % заряда держат под резерв, на пик и тариф остаётся 60 %. Если утром её разрядили на арбитраже, к вечернему пику заряда нет.

Принципы каждой функции по отдельности разобраны в статьях «Тарифный арбитраж» и «Peak Shaving», повторять их мы не будем. Здесь только конфликт: как распределить одну ёмкость и что остаётся от каждой выгоды.

Расчёт на промышленном накопителе 215 кВт·ч

Все цифры ниже условные, для демонстрации хода расчёта. Механику тарифов для юрлиц описываем без ставок: часть платы может зависеть от заявленной мощности, часть — от кВт·ч, и разница по времени суток бывает не у всех договоров.

1. Паспортная ёмкость 215 кВт·ч, рабочая глубина разряда 90 %: 215 × 0,9 ≈ 193 кВт·ч. Дальше работаем с этой цифрой.
2. Резерв: критичная нагрузка 60 кВт, держать нужно 1 час: 60 × 1 = 60 кВт·ч. Эта энергия неприкосновенна, пока сеть работает.
3. На пик и тариф остаётся 193 − 60 = 133 кВт·ч.
4. Срез пика: два часа по 50 кВт сверх уставки, то есть 50 × 2 = 100 кВт·ч.
5. На арбитраж остаётся 133 − 100 = 33 кВт·ч в сутки.

Теперь «наивная» версия. Арбитраж в таком КП считают на всю рабочую ёмкость: 193 кВт·ч в сутки. Срез пика считают отдельно, на 100 кВт·ч. Вместе заявлено 193 + 100 = 293 кВт·ч в сутки при том, что батарея способна отдать 193 кВт·ч за цикл. Перебор в 1,5 раза. Арбитражная статья завышена в 193 / 33 ≈ 5,8 раза, и именно она обычно даёт значительную часть заявленной выгоды.

Таблица: задача, энергия, время и конфликт

Отдельная оговорка. Если пик нагрузки приходится на часы дорогого тарифа, то разряд на пике одновременно и срезает пик, и является арбитражем. Это те же самые 100 кВт·ч, и записывать их в обе строки нельзя. Отдельный арбитраж 33 кВт·ч возможен только во втором окне дорогой энергии или при другом сочетании часов.

Срез пика платит за мощность в один момент

Главное отличие пика от арбитража в том, что он оплачивает не энергию, а мощность в момент максимума. Если тариф включает плату за заявленную или максимальную мощность, достаточно одного дня в месяце, когда к пику батарея оказалась пустой, чтобы вся экономия месяца по этой статье пропала. Арбитраж теряет в таком случае только один день. Поэтому уставку резерва и пика обычно задают жёстко, а арбитраж получает то, что осталось.

Если ограничение вызвано не тарифом, а физическим лимитом присоединённой мощности, последствия ещё жёстче: пустая батарея к часу максимума означает отключение или штраф. Об этом — в разборе «Накопитель при ограниченной мощности подключения».

Приоритеты задач и уставки EMS

Распределение ёмкости делает не батарея, а система управления. BMS защищает ячейки, а решение «что делать с энергией в этот час» принимает EMS или режимы инвертора; кто чем управляет, написано в разборе «EMS и BMS в накопителе». Практический порядок приоритетов выглядит так:

1. Нижняя граница заряда — резерв (в нашем примере 60 кВт·ч, около 28 % от паспортных 215 кВт·ч).
2. Заряд к пиковому окну: к началу пика батарея должна быть заряжена не ниже резерва плюс энергия пика.
3. Разряд на пике по уставке мощности.
4. Арбитраж и излишки солнца — только за пределами первых трёх пунктов.

Если в предложении поставщика уставки не названы числами, просите их записать: от них зависит и экономика, и надёжность резерва.

Тот же конфликт дома: батарея 10,24 кВт·ч

Возьмём дом с электроплитой и дифференцированным тарифом: 0,5162 руб./кВт·ч с 17:00 до 22:00 и 0,1807 руб./кВт·ч в остальное время (постановление Совмина № 93, с 1 марта 2026). Разница ставок 0,5162 − 0,1807 = 0,3355 руб./кВт·ч. В выходные и праздники действует минимальная ставка, поэтому для расчёта берём около 250 рабочих дней.

• Рабочая ёмкость батареи 10,24 кВт·ч при глубине 90 %: около 9,2 кВт·ч.
• Зимой часть заряда оставляют под резерв: пусть 40 % от 10,24 кВт·ч, то есть около 4,1 кВт·ч. Как выбирают такой запас, описано в статье «Зимний режим накопителя».
• Для вечернего пика остаётся 9,2 − 4,1 ≈ 5,1 кВт·ч.

Если дом потребляет вечером в среднем 1 кВт, за пять часов пика это 5 кВт·ч, и ёмкость пока хватает. Выгода за сутки: 5,1 кВт·ч дорогой энергии заменено ночной. С учётом КПД цикла 92 % зарядить нужно около 5,5 кВт·ч: 5,5 × 0,1807 ≈ 1,00 руб. против 5,1 × 0,5162 ≈ 2,63 руб., то есть около 1,6 руб. в сутки, или около 400 руб. в год при 250 днях. Если вечерняя нагрузка 2 кВт, пик за пять часов — 10 кВт·ч, а свободно только 5,1: половина вечера уйдёт на сеть, и зимний резерв ровно в эти дни вступает в конфликт с экономией. Летом, когда выгоднее держать меньший резерв, батарея свободнее.

Сезонная смена приоритетов

• Зима. Резерв растёт: отключения тяжелее, солнца мало, заряд идёт из сети. Свободной под пик и арбитраж ёмкости меньше.
• Лето. Резерв можно уменьшить, а освободившуюся ёмкость отдать под накопление солнца и вечерний пик.
• Межсезонье. Проверяйте уставки заранее: осенью и весной график отключений и нагрузки меняется.

Два цикла в сутки на одном накопителе технически возможны, но они ускоряют износ; цену этого обсуждает разбор «Два цикла в сутки».

Что будет, если разрядиться к пику

Типовые сценарии неудачи: арбитраж утром увёл заряд ниже нужного; отключение сети съело резерв, и до пика батарея не успела зарядиться; пасмурный день не дал солнечного заряда. Во всех случаях пик проходит без накопителя, и месячная экономия по статье «пик» падает. Защита одна: нижняя граница заряда в системе управления выше суммы резерва и энергии пика на эту смену, а арбитраж запрещён ниже неё.

Частые вопросы

Значит ли это, что совмещать функции не стоит?

Нет, совмещать стоит. Но совмещённая выгода меньше суммы отдельных расчётов, и её нужно считать от распределения ёмкости, а не от паспортной цифры.

Можно ли ёмкость под резерв вообще не держать?

Можно, если резерв не нужен: тогда это чистая задача пика и арбитража. Но если в договоре или регламенте есть требование питания при отключении, резерв закладывают первым.

Как проверить КП, где выгоды сложены?

Запросите суточный график заряда и разряда по часам с тремя линиями: резерв, пик, арбитраж. Если сумма разрядов за сутки превышает рабочую ёмкость, расчёт завышен.

Помогает ли добавление солнечных панелей?

Помогает: днём батарея пополняется дармовой энергией и пик закрывается без ночного заряда из сети. Но это отдельная статья расчёта, и она тоже использует ту же ёмкость.

Короткий вывод

Одна ёмкость не может одновременно быть резервом, срезать пик и работать на арбитраж. На накопителе 215 кВт·ч после резерва 60 кВт·ч и пика 100 кВт·ч остаётся 33 кВт·ч в сутки на арбитраж против заявленных 193. Для дома с батареей 10,24 кВт·ч зимний резерв съедаёт почти половину рабочей ёмкости. В хорошем расчёте есть таблица распределения кВт·ч по часам; в расчёте без неё срок окупаемости занижен.