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设计分享|分布式光伏+储能的解决方案:最快的要4年回本

前言:随着我国经济快速发展,用电负荷快速增长,分布式电源(光伏)快速发展,给各级配电网带来诸多问题。 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
前言:随着我国经济快速发展,用电负荷快速增长,分布式电源(光伏)快速发展,给各级配电网带来诸多问题。

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600k

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 万元/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 =608.8万元/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 !

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