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东北电力大学李翠萍等:配电网中储能参与多场景的多维经济性评估

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配电网中储能参与多场景的多维经济性评估

李翠萍1,闫佳琪1,孙大朋1,孙哲彬2,梁涛2 ,席向东2 ,萨仁高娃2,张前2,朱星旭1 ,李军徽1

1.现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学);2.内蒙古电力经济技术研究院

本文发表在《全球能源互联网》2022年第5期“综合智慧能源关键技术”专题上,欢迎点击品读。本文受内蒙古电力经济技术研究院科技项目资助。

文章导读

新能源发电具有间歇性和随机性等特点,目前随着新能源发电系统接入配电网的比例逐渐增大,出力与负荷需求时间上不匹配,会出现负荷峰谷差增大、配网消纳新能源能力不足等问题。本文利用储能的“低储高发”特性,在储能系统参与削峰填谷、提高新能源消纳能力两个场景下,建立储能系统经济评估总模型。分析不同电差价下,收益达到最大时的储能最优功率和容量配置。同时考虑政府补贴在储能经济收益中的影响。

研究成果

1

基于储能的特性,构建了储能系统经济评估总模型,研究了不同场景下,在多维度下分析储能系统的经济性,得出收益最优时的储能配置,并且分析政府补贴在收益中的影响。

2

在配电网中运用储能参与多场景下的多维度评估,可为光储联合系统并入配电网的经济性分析提供有效的借鉴。

主要内容

图1是在不同场景中,分析储能系统的经济效益的前提下,构建储能系统经济评估总模型所展示的经济性评估方法的流程图。

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⬆ 图1 储能系统经济性评估方法的流程图

图2分析了三种储能电池在不同配置及电差价下的收益情况,收益对比是在储能配置功率为560 kW~880 kW,储能配置容量为2800 kWh~4600 kWh条件下得出的。由图可以看出,在相同的储能配置以及相同的峰谷电价差情况下,磷酸铁锂电池储能的收益最高,所以研究中采用磷酸铁锂电池。

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⬆ 图2 不同储能电池类型在不同电价差及不同配置下的收益对比图

表1展示了在不同电价差下,磷酸铁锂电池达到收益最大化时的最优配置情况。由表中可以看出,随着电差价的不断增大,储能系统的最大收益不断增大,并且储能配置在最大收益时的功率和容量也在不断增大。

 表1 磷酸铁锂电池在不同电价差下收益最大化时的最优配置

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图 3是在确定储能电池配置561 kW/2901 kWh下,研究不同电差价储能收益个部分占比,从而分析政府补贴在储能经济收益中的影响。由图可以看出政府补贴在总收益中占比还是较大,说明若是政府退出市场,可能还需要一定时间根据相应的政策进行调节,才能使储能持续盈利。

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⬆ 图3  储能各部分收益占比图

在确定的电价差0.71元/kWh和储能配置720 kW/3800 kWh下,分析不同光伏消纳比例下的收益,结果如图 4所示。从图中可以看出随着消纳比例不断增大,收益也会不断增加,但只有当消纳比例大于66%时才能盈利。

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⬆ 图4 不同光伏消纳比例下的磷酸铁锂电池收益图

在新能源消纳比例100%,储能配置为720 kW/3800 kWh的情况下,分析不同峰谷电价差下储能的各部分收益占比情况如图 5所示。可以得出在100%消纳比例下,套利收益占比最大,政府补贴次之。在此情景下可以很大程度上节约向电网购电成本,所以当政府补贴退出市场时,也会盈利。

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⬆ 图5  储能各部分收益占比图

本文引文信息

李翠萍,闫佳琪,孙大朋,等. 配电网中储能参与多场景的多维经济性评估[J].全球能源互联网,2022,5(5):471-479.

LI Cuiping, YAN Jiaqi, SUN Dapeng, et al. Multi-dimensional economic evaluation of energy storage participating in multi-scenarios in distribution network[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2022, 5(5):471-479(in Chinese).

 研究团队

东北电力大学微通电力系统研究室创建于1991年,主要从事电力系统安全分析与控制、可再生能源联网规划与运行控制、大规模储能运行控制、电力电子化电力系统运行分析与控制、需求侧资源调控与综合能源系统、大数据与人工智能在电力系统中应用等领域的科研工作,已为国家培养了15名博士、300余名硕士等高级专门人才,带头人为研究室创始人国家首批“万人计划”入选专家、中国电机工程学会会士、IET Fellow、国家级教学名师、“复杂电力系统分析与控制”教育部创新团队负责人穆钢教授,团队获国家科技进步奖二等奖2项、省部级科技进步一等奖3项、省部级科技进步二等奖3项,发表SCI/EI期刊论文300余篇;获授权发明专利40余项,软件著作权10余项。

作者简介

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李翠萍

博士,副教授

研究方向为新能源发电与储能技术

Email:

licuipingabc@163.com

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闫佳琪

研究生

研究方向为新能源发电与储能技术

E-mail:

yanjiaqi980128@163.com

朱星旭

博士,讲师

研究方向为新能源发电与储能技术

Email:

neduzxx@163.com

李军徽

博士,教授

研究方向为新能源发电与储能技术

E-mail:

lijunhui@ neepu.edu.cn

编辑:张鹏

审核:周舟

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