前言:随着技术进步,无论是分布式光伏还是储能技术的应用都变得越来越广泛,国家“十三五”规划纲要还将储能、分布式能源和新能源汽车列入了战略性新兴产业发展行动计划。
近年来,分布式电源(光伏)呈爆发式增长,外加我国用电负荷的快速增加,给各级配电网带来了诸多问题,光伏储能成为行业关注的焦点:
a) 工业区配电网扩容难;
b) 农网配电网末端电压低;
c)分布式光伏电源渗透率;
d) 大批量快充直流充电桩(60/120kW)接入;
e) 分布式电源(光伏、储能)接入对配网线路继电保护影响;
f) 分布式电源参与市场化交易问题;
g)需求侧管理;
h) 微电网;
i) 增量配电网 .......
1、主网电源侧:
110KV 甲变电站,主变容量50MVA,现状2*50MVA,远期3*50MVA。
2、配网侧:
1)10kV 705线路各参数:
线路参数:电缆+架空线混合(电缆3*300,架空线3*240)
电气参数:安全电流610A(25°C),498A(40°C),极限功率(8195kW)
负载参数:用户A--用户E,变压器总容量17460kVA; 最大负荷9800kW,
日平均负荷--夏季6800kW,冬季5600kW,春节期间600kW。
2)问题:
110kV 甲变电站最近两年负荷增加快,大部分10kV线路在5月-10月满载或超载,
10kV 705线路分配功率7000kW。
3)采取措施:
用户A-用户E:周一至周五轮流限电一天(不拉闸,但限负荷不大于其容量的15%)。
各家自备柴油发电机或者调休。
3、用户侧负荷:
变压器安装总容量17460KVA 。
用户A:1600+1600+500 = 3700 KVA;
用户B:1000+1000+400 = 2400 KVA;
用户C:1250+1250+630 = 3130 KVA;
用户D:1000+1000+1000+1000+630 = 4630 KVA;
用户E:1600+1600+400 = 3600 KVA。
10kV 705线路 用户典型负荷曲线
4、初步规划方案:
根据参考用户历史负荷曲线初步设计
1)用户C负荷分析:
规划:用户C 屋顶安装2MW分布式光伏
正常工作日光伏发电可以完全消纳。
各工况下用户C的日负荷曲线范围。
2)用户D负荷分析:
规划:用户D 屋顶安装4MW分布式光伏
正常工作日天气最好时有20%左右余电上网。
各工况下用户D的日负荷曲线范围。
3)110kV 甲变电站侧10kV 705线路负荷变化情况:
5、储能配置容量测算:
1)晴朗天气下,光伏电站满发
2)阴雨天气下,光伏电站停机。
3)储能容量配置估算:
有效容量: 9 - 10 MWH,
PCS总功率功率:2.5 - 3 MW。
组合:6MWH 新锂电池 + 2MWH 退役电池 + 3MWH 铅碳 + 1MWH 铅酸退役电池。
正常天气放电容量:6*90%+2*80%+3*60%+1*40%=9.2MWH。
阴雨天气放电容量:6*90%+2*90%+3*80%+1*80%=10.4MWH。
最大容量:12MWH。
6、经济性测算:
峰段9:00-12:00,19:00-22:00
谷段0:00-8:00
1)基本电费节省: ---(容改需)
= 17460*23-7000*32
= 177,580 * 12
= 213 万元
2)峰谷价差收益:
峰平段放电比例按照 1 : 1.1 考虑,330天 / 年
= 4600*0.93*1.0348+5000*0.93*0.6393-9600/0.93*0.3351
= 3940.52 * 330
= 130 万元
3)总收益:
= 213 + 130 = 343 万元 / 年。
4)成 本: 2200 万。
5)静态投资回报:
2200 / 343 = 6.41 年
考虑电池衰减约 7 年。
6)光伏收益--(可独立核算) :
发电量:6000*1080 = 648万千瓦时
度电收益:
= 648*0.9*(1.0348*35%+0.6393*65%) --自发自用(90%)
+ 648*0.1*0.453 -- 余电上网(10%)
= 483万元
补 贴:648*0.37 = 240万元。
总 收 益:483+240 = 723 万元。
成 本:600*6 = 3600 万元。
静态投资回报:3600 / 723 = 4.98 年。
光伏去补贴的话:
静态投资回报:3600 / 483 = 7.45 年。
7、思考:
考虑地区配电网规划5年后,新建变电站乙,可进行负荷切割,储能项目静态回收期需要8年之久(电池寿命呢??),屋顶光伏发电不受影响,但是储能项目需要项目有效期内(5年)收回成本,该啥办呢 ?
过去的金太阳补贴、新能源汽车补贴,都补出问题来了,在光伏补贴压力之下,光伏能否去补贴?储能项目又怎么突围呢?
按照 “谁受益,谁买单”的原则,结合“分布式电源管理办法”、“电力市场辅助服务”、“现货市场输配电价、节点电价”等等展开讨论。
考虑地区配电网规划5年后,新建变电站乙,可进行负荷切割,项目静态回收期8年之久,显然项目需要给与补贴或其他政策。
思路:
1.方式一:电网让利
减免容量费即基本电费,电网把基本电费补贴给储能投资方(参考充电站5年)。
a)按照需量计算
容量费收益= 7000*32*12=268.8万元,
总收益=130+268.8 = 398.8万元,
静态投资回报:2200/398.8=5.52年,考虑电池衰减要 6年。
b) 按照容量计算
容量费收益=17460 * 23 * 12=481.8万元,
总收益=130+481.8 = 611.8万元,
静态投资回报:2200/611.8=3.6年,考虑电池衰减要 4年。
2. 方式二:用户买单
a) 基本电费按照需量计算
基本电费节省:17460*23-7000*32= 177,580 * 12 = 213万元 ---(容改需)
b) 峰谷价差收益:峰平段放电比例按照1 : 1.1考虑,330天/
=4600*0.93*1.0348+5000*0.93*0.6393-9600/0.93*0.3351
= 3940.52* 330=130万元
c) 5-10月份,9:00-17:00 电价加价+0.30元 150天/年
=7000kW*8h*150天*0.30元/度 = 252 万元
总收益:213 +130 + 252 = 595 元/年。
成 本: 2200 万。
静态投资回报:2200 / 595 = 3.7年,考虑电池衰减 4 年。
3. 方式三:电网让利+用户买单
a)减免基本电费,按照需量计算
容量费收益= 7000*32*12=268.8万元,
b) 峰谷价差收益:峰平段放电比例按照1 : 1.1考虑,330天/年
=4600*0.93*1.0348+5000*0.93*0.6393-9600/0.93*0.3351
= 3940.52* 330=130万元
c) 5-10月份,9:00-17:00 电价加价+0.25元 150天/年
= 7000kW*8h*150天*0.25元/度 = 210万元
总收益:268.8+ 130 + 210 =608.8元/年。
成 本: 2200 万。
静态投资回报:2200 / 608.8 = 3.6年,考虑电池衰减,4年。
6)光伏收益--(可独立核算) :
发电量:6000*1080 = 648万千瓦时
度电收益:
= 648*0.9*(1.0348*35%+0.6393*65%) --自发自用(90%)
+ 648*0.1*0.453 -- 余电上网(10%)
= 483万元
补 贴:648*0.37*80% = 192万元(降补贴)。
总 收 益:483+192 = 675 万元。
成 本:600*6 = 3600 万元。
静态投资回报:3600 / 675 = 5.33 年。
后记:
随着电改的推进,广东电力市场展开现货交易方式,执行输配电价,现货实时电价,储能电站收益模式改变,由于10KV 705线路用户日负荷曲线跟广东地区日负荷曲线基本吻合,收益理论上是有保障的。关键在于交易规则的制定:输配电价的核定,是否执行节点电价?线路堵塞时,作为唯一电源点的储能电站,实时出清电价怎么规定?
储能有诗和远方,但眼前的苟且--更关键 !
原标题:分布式光伏+储能的解决方案:最快3.6年回本