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北方大贤风电总经理钱胜利:储能对分散式风电收益特性的影响

北极星储能网  来源:电力头条APP    2018/9/20 13:31:50  我要投稿  

北极星储能网讯:风电需要储能充分发挥电力价值,这个前提是在用能,储能需更低成本的原料。储能可有效改善分散式风电的经济收益结构,通过不断优化充放电策略可以不断不同收益空间。

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北方大贤风电科技(北京)有限公司的总经理钱胜利先生分享了储能对分散式风电收益特性的影响。

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以下为发言实录:

钱胜利:受会议邀请,我想讲一点什么,现在处于新能源风口的分散式风电,跟储能之间会是什么样的关系。前面好多报告都讲了一些特别关键的,也比较大的一些问题,我从一个个例研究的角度去给大家做一些分享。随着国家对分散式风电的鼓励政策的逐渐出台,到今年开始行业里面普遍认为风电新的增长量除了来自于海上风电之外,很重要的一个增长来源就是分散式风电。

分散式风电的收益特性到底是什么样的,跟储能相互关系是什么样的,我们从一个个例研究给大家做一个初步的展示。我们这里面用的一些数据是理想数据,等于是投石探路,大家先看一看可能性。因为我们前期做了一些,我简单说一下公司主要的精力都放在了风电的数字化方面,我们提供了一个在线的数据平台,大家可以非常便捷的了解到全国格点化的资源特性。

有了这些数据是不是对分散式风电的提供有了一个特别有效的信息就是适配性,风电储能还有负荷他们三方的适配特性的数据支持。我们首先来看,我们先看下面这张图,这张图是一个典型的连续多日的风电厂的功率输出,我们可以看到其实它是有一些不同周期的变化,有日变化特征,也有一次大的天气过程经过时候风电整体的大功率波段。所以对集中式风电来说,如果在原端配储能效率非常小,成本非常高,所以我们今天看的问题就不是在这儿,我们看在分散式风电那么靠近负荷,靠近用能侧的情况会不会有所差别,让储能和风电结合变成一个现实的事情。

我们看一下上面这张图,上面这张图是一个典型,我们今天要用到的个例典型复合的持续度,生产是有特别清楚的日变化规律的,当然也有生产的调控,突发的生产安排的变化也有周变化。这个数据,这个个例来自于广东佛山一个陶瓷工厂五年的逐时负荷,发电数据我们选取的大贤公司现在有一个开放的风电的数据平台,它是格点化的,风资源的时间序列,我们选取距离,因为这个格点数据是每三公里,或者每一公里有一个数据点,我们选择距离这个陶瓷厂,三公里以内的一个格点五年逐时的出力曲线,然后我们选取了当地的峰谷平电价,就是右边这张图,我们看到蓝色的比较规则的这条线是当地峰谷平的电价,不同时段的电价,从最低的4毛钱,深夜,从凌晨到早上这段时间4毛钱的电价到尖峰时刻1.1元的电价,这样电价的特性。用电负荷的是红色的这条线,这就是它的生产功率,上午是开工最多的,下午和晚上也会有一些生产。绿色就是风的不同出力,过去看风电的出力和投资回报率,我们看的是年总电量,而在负荷侧,用电这一端不仅看年发电总量还电力价值总量,这个电力价值总量,大家看这张图就明显它的定义,随着峰谷定价的波动,总电力全国预期的销售量,销售金额,这个是风电的电力价值分析,就是白天的一度风电相当于晚上的三倍价值,从电价曲线上来说。

有了这样一些前置条件怎么分析呢?我们针对这个案例选取了四种情景,第一种情景就是直接上网,它跟传统的风电完全一样,广东按照标杆电价5毛7全网收购,全量收购的方式,把他作为100%,作为基数1,我们看其他的形式,相对直接上网传统模式的差别。

其他几个形式,第一个是自发自用加余量上网,第二个是自发自用加余量弃风,不管你的容量有多低,手续和一个5万千瓦和10万千瓦的前期手续是一个都不能少的,周期是一样的,所以在这个时候,如果我们已经有负荷在一起的,我们就提出自发自用加余量弃风这种情况,余量不走电网,这样的接入批复的手续上可以节约很多投入,我们知道分散式的开发是很多小规模的项目,而且开发的主体是很多元化的,很多开发主体可能本身就是负荷的所有者或者工业园区的业主或者是一些土地的所有者,他们对风电的开发本身专业性也是比较低的,所以我们提出余量弃风这种形式,如果经济性上可以接受也不排除快速的推进项目。

第三种就是自发自用+储能,就是我们今天聊的重点,我们拿这三种方式和直接上网来比,看一下收益特性会是什么样子的。这里补充一点,自发自用+余量上网和自发自用+余量弃风我们已经做出了案例的系数,一个是120%,一个是130%,余量上网是130%,余量弃风是120%,今天不讨论这个,我们就看加储能之后效益提升多少。

加了储能运行策略不同对收益是完全不一样的,我们设置了四种情景,前三种比较简单,第四种就是全局优化,第一种不论电价多少,多充少放,保持以电池的最大供应能力为优化目标。第二个就是在低价时尽量不放电,避免低价销售的优化目标。第三个就是低价时尽量存储到电池中,以尽量多的收储低价电为目标决定充放策略。第四种是实践中的,第四种就是优化目标是以一定时间内,收入最大为优化目标,这样的话大家都知道第四个目标是有实践意义的,而且第四个目标的复杂度也会比较高,我们转化成一个最佳的问题,就是局部最优解,解的方法有很多,我们把这个问题推给计算机了,我们进行五年的模拟之后看解决是怎么样的。

这里还涉及到一个问题,就是容量会是多大,前人已经有了研究,我们选了一个容量,也对比了不同容量的差异,总体的效果大家可以看出来,绿色的这套线是自发自用加余量上网,随着储能规模的变化,刚才说我们之前研究确定的一个数是30%效益的提升,也是作为一个参考看不同策略之下收益的变化,随着电池容量的增加,收益的比值也是在跟着涨的,我们这里先把电池的成本,储能的成本先忽略,我们的是一个单调增长的曲线,我们再将储能的成本考虑进去之后可以找到一个最合适的容量值了。

第四种方案,刚才说我们单独来看,我们选择以4MW的充放能力,就是充电的功率和4MWH的容量的配置来去做一个测算,可以发现比较容易的就超越之前说的自发自用+余量上网模式了,比余量弃风猛攻增加到6%-40%的差异,这时候把储能的投入考虑进来就可以算出回报周期大概是怎么样。

这里是一些结论,刚才这个模拟过程的一些阶段,我们重点关注的是第三个,把前两个也说一下吧,第一个是自发自用+余量上网模式下的电量及收入过程,外圈是电量的占比,内圈是收入的占比,电量占比基本上3个电价对应的电量基本上相当,都是在30到40的范围,最高的是直接上网这部分,余量上网这部分贡献的收入占47%,对应的电量是35%。

我们再看峰值,最高价的1块1贡献的收入是24%,电量是23%,基本上是同等比例。

我们再看第二种模式,就是自发自用+余量弃风下电量与收入的构成,内圈是电量的占比,这个更平衡了,更接近。电量最多的是电价为1块1,就是峰值电价的时候的电量,我们再看加了储能之后,它会带来什么变化,自发自用+储能模式下电量和收入的构成,因为加了储能,我们就可以把便宜的电搬到贵的时候来去进行交易,这样的话明显的看到收入占比,高电价1块1的部分显著提升到63%,特别大幅度的一个变化。对不同模式下用户的购电来源有了一个显著的转变,在没有考虑储能的情况下,余量上网和余量弃风这两种模式购电来源是左边这张图,加了储能是风电和储能是占了78%,从电网来的比例就非常小了,只有22%。

总结的结论大概是这样,第一,风电需要储能充分发挥电力价值,这个前提是在用能能,储能需更低成本的原料。储能可有效改善分散式风电的经济收益结构,通过不断优化充放电策略可以不断不同收益空间。储能使电源侧高价值电量比例提升,用户的购电来源,电源侧占比从20%提升到了80%,电源侧就是分布式电源或者综合能源的提供方,就是风电和储能的投资者比重从20%提高到了80%,那就意味着能源开发商议价能力得到了大幅度提升,因为你要跟一个工业园区,跟一个负荷企业讲给你建设风电,建设储能,他要看对他整体的影响有多大,如果只是贡献了一点点的话,20%对他来说意义就不是很大,80%意义就很大了。这里有一个基本的逻辑,80%的电都可以相对电网打一个微小的折扣给客户,就容易接受了,对电源的投资商议价能力可以大幅度提升。储能容量设计受峰谷时段电源侧和负荷侧匹配特性影响,但总体趋势呈正比。

这个个例研究初步只是基于风资源,基于储能对不同价格时段搬运的作用,下一步我们还考虑储能的寿命,利用率等等方面,进一步再去做更详细的评估,谢谢大家。

(发言根据电力头条App速记整理,未经本人审核)

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