年利用电池交换站的蓄电池进行光伏储能的经济性的研究.ppt

Economic Value of PV Energy Storage Using Batteries of Battery-Switch Stations 利用电池交换站的蓄电池作为光伏储能的经济性研究 研究背景 1 主要内容 2 总结 3 Contents 根据Lux Research（卢克斯）的调查结果，如果将光伏和储能系统相结合，日本有望成为领航者。 ——2013-04-02 日本到2018年安装281MW的光伏储能系统，大幅领先于所有其他市场。 到2018年，德国将以94MW排名第二，而美国将以75 MW排名第三 其预计光伏储能将在未来5年有望成为一个价值28亿美元的市场 国际背景 光伏 发电 电压上升输出波动 存储介质 遇到问题 解决问题 电动 汽车 快速充电 电池交换站 遇到问题 解决问题 电池 到2030年，日本计划使用光伏发电量达到5.3万MW，导致配电网络电压上升，输出波动等问题 为了促进电动汽车的普及，需要建设短时间内能够给电动汽车充电的基础设施 研究的背景 Key Words Battery-switch station——电池交换站 economic value——经济价值 Electric vehicle——电动汽车 photovoltaic (PV)——光伏发电 surplus electricity——电力过剩、剩余电力 电动车交换电池的过程 Key Words Battery-switch station——电池交换站 economic value——经济价值 Electric vehicle——电动汽车 photovoltaic (PV)——光伏发电 surplus electricity——电力过剩、剩余电力 提出使用电站电池作为光伏电站的储能介质 两个相关分析： 电池和逆变器使用最佳发电组合模型所产生的边际价值(marginal value) 假定逆变器(inverter)和电池的年度租金，计算出这些设备的最佳装机容量 主要内容 在其他条件不变的前提下，增加产品投入所产生的价值 Optimal Generation Mix Model(OPTIGEN ) ——最佳发电组合模型 目的：通过求解线性规划问题计算出最经济的建设和运营成本，评估拟设系统的经济价值，即以最小的成本实现装机容量和电量输出的最大化。 年度总费用=建设成本+燃料成本 核电站 液化天然气联合循环发电系统（IGCC） 更先进的液化天然气联合循环发电系统（LNG—MACC） 抽水蓄能系统 四类电站： 类型 建设费用 燃料价格 资本回收系数 运营成本率 核电厂 279，000 1.58 5.8% 4.0% IGCC 272，000 2.23 5.8% 4.8% LNG-MACC 164,000 9.07 5.8% 3.6% 抽水蓄能 220,000 - 5.8% 4.0% 电厂的费用参数 年度总成本 （用于计算平均电力成本） 电池交换站的规划模型 将电池作为1GWh容量的集总电池(a lumped battery)进行模拟,减少计算时间 每小时交换电池数量满足泊松分布 用布尔系数（1/0）作为电池开/关，使OPTIGEN模型已经由原来的线性模型问题变为混合整型线性模型问题（用CPLEX算法解决优化问题） CPLEX 提供灵活的高性能优化程序，解决线性规划、二次方程规划、二次方程约束规和混合整型规划问题。 假定 将5.3万MW的光伏引进全国的电力系统，光伏的最大发电量在晴天时是装机容量的80％，阴天时是10％，把一年365天分成一半晴天一半阴天，可以得到光伏的年利用率为12％。 电池和逆变器总容量固定,计算出电池和逆变器的边际价值 设定这些设备有公共机构付给电站的年租赁费用，计算出最佳装机容量。 三种案例的评估 无光伏的案例：作为参考 抽水蓄能案例：储存电能的介质 电池案例：储存电能的介质 评价指标： 平均电力成本=年度需求总量÷年度总成本 结论 逆变器的边际价值：与逆变器容量成反比，与电池容量成正比 电池的边际价值：与电池容量成反比，与逆变器容量成正比 最佳装机容量：设定逆变器和电池年度租赁费分别为6000日元/千瓦/年和3000日元/千瓦时/年，从边际价值的线与每年的租赁费的线的交叉点得到逆变器的容量为29GW，电池容量为47GW 总结 适当选择电池、逆变器容量，达到使其达到最大边际价值 如果抽水蓄能系统案例中的平均电力成本低于没有光伏电站案例的成本，我们可以大规模引进光伏电站来减少电力成本(抽水蓄能+光伏电站) 电站可以将电池租赁给公共机构获得额外收益