儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，包括以下步驟：計算配電網(wǎng)中供電公司調(diào)度儲能提供備用時獲取的年效益；確定供電公司支付給儲能系統(tǒng)的費用；計算儲能系統(tǒng)的年支出與年收入；確定政府給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼標準。該方法旨在設計政府給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼機制，以保證在現(xiàn)有儲能技術發(fā)展水平下，儲能系統(tǒng)能夠獲利運行，提高儲能系統(tǒng)的市場競爭力，從而激勵獨立投資者投資儲能建設。
【專利說明】
儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種計算方法，尤其是一種儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的 確定方法，屬于店里系統(tǒng)輔助的技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著可再生能源并網(wǎng)規(guī)模逐漸加大及負荷需求特性的不斷轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)運行中的峰 谷差和備用需求越來越大，為滿足電網(wǎng)供需平衡，對系統(tǒng)的調(diào)峰能力和備用能力等輔助服 務質(zhì)量提出了更高的要求，僅依靠常規(guī)調(diào)峰和備用機組，難以平抑間歇性新能源并網(wǎng)后系 統(tǒng)負荷的波動，電網(wǎng)調(diào)峰和備用容量問題日益嚴重。尤其給喪失了小火電機組調(diào)峰或水電 容量占比較低的電網(wǎng)的安全穩(wěn)定帶來了極大的挑戰(zhàn)。近年來，儲能技術不斷發(fā)展，具有功率 特性好、系統(tǒng)規(guī)模大、運行壽命長、運行可靠性高及快速準確的功率響應能力等特點，可作 為主力調(diào)節(jié)電源，在電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)備用過程中發(fā)揮重要作用。
[0003] 為了促進可再生能源的利用和電力系統(tǒng)的優(yōu)化運行，整體提高資源利用效率，世 界許多國家都制定了扶持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關政策，以立法的形式為儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā) 展和應用提供了激勵和保障機制。國外儲能方面的扶持政策主要包括一次性投資補貼、商 業(yè)化電價競爭、減稅補貼、電價補貼等方面。然而，我國儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正處在起步探索階 段，初始投資大，在短期內(nèi)很難回收成本，獲得可觀的利潤，國內(nèi)有關扶持及激勵政策和辦 法還相對較少，現(xiàn)有補貼政策中存在較多的模糊性和多變性，導致儲能參與提供輔助服務 的積極性并不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的 經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其能確定供電公司支付的調(diào)度費用，提高儲能系統(tǒng)參與備用輔 助服務的競爭力和積極性，設計政府經(jīng)濟補貼的機制，以激勵儲能的進一步發(fā)展，優(yōu)化電力 系統(tǒng)的運行，推進國內(nèi)電力體系的改革和輔助服務市場的形成。
[0005] 按照本發(fā)明提供的技術方案，一種儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定 方法，所述確定方法包括如下步驟：
[0006] 步驟A、在配電網(wǎng)備用需求得到滿足時，確定供電公司獲取的年效益；
[0007] 步驟B、確定供電公司支付給儲能系統(tǒng)的調(diào)度費用；
[0008] 步驟C、確定儲能系統(tǒng)的年支出與年收入；
[0009 ]步驟D、確定給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼標準。
[0010] 所述步驟A中，供電公司獲取的年效益B_,t為
[0011] Bcom, t = Bl, t+B2, t+B3, t+B4, t
[0012] 其中，, t為削峰填谷減少電網(wǎng)擴建容量效益，B2, t為減少線路損耗效益，B3, t為減 少新能源發(fā)電并網(wǎng)所需的備用容量效益，B4,t為提高供電可靠性效益。
[0013] 所述步驟B中，所述的供電公司支付給儲能系統(tǒng)的費用為
[0014] Fi,t=KXSXE res
[0015] 其中，F(xiàn)1>t為供電公司每年支付給儲能系統(tǒng)的總調(diào)度費用，S為常規(guī)機組單位備用 發(fā)電容量調(diào)度費用，K為常數(shù)，所述常數(shù)K應滿足
[0017] 其中，B_,t為供電公司獲取的年效益，Eres為儲能系統(tǒng)提供的年平均備用發(fā)電量。
[0018] 所述步驟C中，計算儲能系統(tǒng)的年支出與年收入分別為 [0019] Cout,t = C〇M，t
[0020] Cin.FFu+Bs.t
[0021] 其中，Ccmt, t為儲能系統(tǒng)的年支出，Cin, t為儲能系統(tǒng)的年收入，Com, t為儲能系統(tǒng)的年 運行維護費用，B5,t為低儲高發(fā)套利效益。
[0022] 所述步驟D中，所述經(jīng)濟補貼標準包括備用發(fā)電量補貼或設備投資補貼。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點:政府采取經(jīng)濟補貼的措施來激勵現(xiàn)有發(fā)展水平下儲能參與提供備 用輔助服務的積極性，以提高儲能系統(tǒng)的市場競爭力，確保儲能系統(tǒng)的可盈利性。本方法具 有較高的適應性，補貼標準的計算思路可應用于儲能提供不同輔助服務下的經(jīng)濟補貼測 算，可應用于持續(xù)發(fā)展中的儲能系統(tǒng)在不同技術水平下的經(jīng)濟補貼標準計算，以激勵儲能 的進一步發(fā)展，優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行，推進國內(nèi)電力體系的改革和輔助服務市場的形成。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明無補貼時儲能系統(tǒng)提供備用輔助服務的全壽命周期支出與收入。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0027] 如圖1和圖2所示:為了能確定供電公司支付的調(diào)度費用，提高儲能系統(tǒng)參與備用 輔助服務的競爭力和積極性，設計政府經(jīng)濟補貼的機制，以激勵儲能的進一步發(fā)展，優(yōu)化電 力系統(tǒng)的運行，推進國內(nèi)電力體系的改革和輔助服務市場的形成，本發(fā)明的確定方法包括 如下步驟：
[0028] 步驟A、配電網(wǎng)中供電公司調(diào)度儲能提供備用時，確定供電公司獲取的年效益；
[0029] 具體地，所述供電公司獲取的年效益是指為達到削峰填谷、提高新能源發(fā)電利用 率、提高供電可靠性等目的，配電網(wǎng)需要配備一定的備用發(fā)電容量，可由儲能系統(tǒng)來提供， 所產(chǎn)生的效益主要包括通過削峰填谷減少電網(wǎng)擴建容量效益B 1>t、減少線路損耗效益B2,t、 減少新能源發(fā)電并網(wǎng)所需的備用容量效益B 3,t、提高供電可靠性效益以,*等，則配電的備用 需求得到滿足時，供電公司所獲取的總的年效益B。?, t為
[0030] Bcom, t = Bl, t+B2, t+B3, t+B4, t 〇
[0031] 步驟B、確定供電公司支付給儲能系統(tǒng)的費用；
[0032] 具體地，所述的供電公司支付給儲能系統(tǒng)的費用，其確定方法為：由于儲能系統(tǒng)相 比較于常規(guī)機組提供備用發(fā)電容量，具有響應速度快、爬坡時間極短、環(huán)保等優(yōu)點，同時響 應國家鼓勵使用清潔能源的號召，若常規(guī)機組單位備用容量調(diào)度費用為S，供電公司在調(diào)度 儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電容量時，所支付的調(diào)度費用可相應提高，即供電公司支付儲能系統(tǒng) 的單位備用發(fā)電容量的調(diào)度費用31為1(\5，1(>1，則供電公司支付給儲能系統(tǒng)的年調(diào)度費用 為
[0033] Fl,t = SlXEres = KXSXEres
[0034] 其中，F(xiàn)1>t為供電公司每年支付給儲能系統(tǒng)的總調(diào)度費用，S為常規(guī)機組單位備用 發(fā)電容量調(diào)度費用，K為常數(shù)；
[0035] 同時，考慮到供電公司調(diào)度儲能系統(tǒng)的過程中可能出現(xiàn)的人工費用、規(guī)劃費用等 其他費用支出以及供電公司自身盈利率，則常數(shù)K應滿足
[0037] 其中，B_,t為供電公司獲取的年效益，Eras為儲能系統(tǒng)提供的年平均備用發(fā)電量。
[0038] 步驟C、計算儲能系統(tǒng)的年支出與年收入；
[0039] 具體地，無政府經(jīng)濟補貼時，儲能系統(tǒng)的支出與收入如圖2所示。儲能系統(tǒng)的年支 出為
[0040] Cout,t = C〇M，t
[0041 ]其中，Ccmt, t為儲能系統(tǒng)的年支出，Com, t為儲能系統(tǒng)的年運行維護費用，Com, t包括年 固定運維成本CfOT, t和年可變運維成本C_, t，CfOT, t指年度規(guī)劃檢修保養(yǎng)成本，C_, t與儲能系 統(tǒng)的周期循環(huán)效率及備用損失有關，相應的運維成本可以表示為
[0042] Com, t = Cf 〇m, t+Cv〇m, t
[0043] Cf〇m,t = XfomPN
[0044] Cv〇m，t = Xv〇mPN
[0045] 其中，PN為儲能系統(tǒng)的建設額定功率，1_、\￥?分別為儲能系統(tǒng)單位功率固定運維 成本和單位功率可變運維成本。
[0046] 儲能系統(tǒng)的年收入為
[0047] Cin.FFu+Bs.t
[0048] 式中，Cin,t為供電公司支付的年調(diào)度費用為儲能系統(tǒng)的年收入，B5, t為低儲高發(fā)套 利效益，即儲能系統(tǒng)的直接效益。
[0049] D、確定給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼標準；
[0050] 具體地，所述補貼是指政府給予的經(jīng)濟補貼;政府給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼，是為 了解決現(xiàn)階段發(fā)展水平下，儲能系統(tǒng)初始投資大，短期很難回收成本，獲取可觀利潤這一問 題，政府可采取的經(jīng)濟補貼措施，可考慮"備用發(fā)電量補貼"或"設備投資補貼" 2種方式。
[0051] 對于備用發(fā)電量補貼，具體計算方法為:政府對儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼以推動儲能 技術快速發(fā)展為目的，補貼標準以儲能系統(tǒng)投資者的投資收益率為參考確定補貼比例。核 定現(xiàn)有儲能技術平均發(fā)展水平，政府對儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電容量進行經(jīng)濟補貼，使儲能 系統(tǒng)的投資收益率達到預期的基準投資收益率，則政府給予經(jīng)濟補貼后儲能系統(tǒng)的年收入 為
[0052] Cint =(Sl+Fsub,t)XEres
[0053] 式中，F(xiàn)sub,t為為達基準投資收益率政府對單位儲能備用發(fā)電量補貼理論值;Cin/ 為政府給予經(jīng)濟補貼后儲能系統(tǒng)的年收入。
[0054]則折現(xiàn)到儲能系統(tǒng)投資建設初期，系統(tǒng)凈現(xiàn)值理應大于初始投資，儲能投資者可 獲得利潤，BP
[0056] 式中，Cnpv為儲能系統(tǒng)的凈現(xiàn)值，irr為儲能系統(tǒng)基準投資收益率，Co為儲能系統(tǒng)的 初始投資建設費用，N為儲能系統(tǒng)的運行周期;C in/為政府給予經(jīng)濟補貼后儲能系統(tǒng)的年收 入。
[0057] 可整理得出為滿足儲能系統(tǒng)基準收益率時的單位儲能備用發(fā)電量的最小補貼值 為
[0060]式中，PVA為將儲能系統(tǒng)的初始投資建設費用在基準投資收益率下折算為等年值 的系數(shù)因子。
[0061]對于儲能系統(tǒng)的設備投資補貼，具體計算方法為：除了對儲能系統(tǒng)進行備用發(fā)電 量補貼外，政府還可考慮對儲能系統(tǒng)的設備投資進行補貼，即對儲能設備和整流逆變等并 網(wǎng)設備的資金補貼。
[0062]設備投資補貼可與備用發(fā)電量補貼同時進行，也可只進行備用發(fā)電量補貼或設備 投資補貼。
[0063]若考慮儲能設備投資補貼與備用發(fā)電量補貼同時進行，在核定儲能系統(tǒng)單位備用 發(fā)電量補貼標準后，當政府對單位儲能備用發(fā)電量的補貼標準Fsub'可能低于核定的理論補 貼標準Fsub, t，可考慮進一步對儲能系統(tǒng)設備投資進行補貼，以降低儲能系統(tǒng)的初始投資建 設費用，為使儲能系統(tǒng)達到規(guī)定的基準投資收益率，則政府仍需要對初始投資追加的補貼 額為C sub
[0065]則儲能系統(tǒng)設備投資補貼比例為
[0067] 式中，isub為儲能系統(tǒng)設備投資補貼比例；
[0068] 以上所述的補貼標準僅是使儲能系統(tǒng)達到基準投資收益率時的最低補貼標準，若 要提高儲能參與備用輔助服務的競爭力，提高儲能投資主體的積極性，使投資者獲得較高 投資收益率，可適當提高設備投資補貼比例。
[0069] 實施例
[0070] 以上海某地區(qū)某10kV配電網(wǎng)為例，該區(qū)域負荷年平均增長率為1.5%，獨立投資者 投資的額定功率為1.6MW，額定容量為12.5MWh的電池儲能系統(tǒng)接入10kV母線，配電網(wǎng)區(qū)域 包含15MW的風電機組，供電公司調(diào)度儲能系統(tǒng)滿足配電網(wǎng)備用需求，以達到削峰填谷、提高 新能源并網(wǎng)率和供電可靠性的目的。：
[0071] 配電網(wǎng)所獲效益和儲能投資運行情況詳見表1;
[0072] 表1配電網(wǎng)所獲效益和儲能投資運行情況
[0074] 供電公司調(diào)度備用機組參數(shù)詳見表2;
[0075] 表2供電公司調(diào)度備用機組運行情況
[0078]配電網(wǎng)中獨立投資者投資建設儲能系統(tǒng)，接受供電公司調(diào)度提供配電網(wǎng)的備用需 求。為促進儲能技術的進一步發(fā)展和提高儲能投資者的合理收益，國家可采取經(jīng)濟補貼的 方式進行激勵。若采取備用發(fā)電量補貼，則政府至少需要給予儲能系統(tǒng)單位備用發(fā)電量為 22.15元/MWh的補貼，投資者才能獲得期望收益率;若采取設備投資補貼，則政府至少需要 給予儲能系統(tǒng)初始設備投資補貼比例為42%。
[0079] 具體實施例的政府補貼標準的計算結(jié)果如表3所示。
[0080] 表3計算結(jié)果
[0082]本發(fā)明政府采取經(jīng)濟補貼的措施來激勵現(xiàn)有發(fā)展水平下儲能參與提供備用輔助 服務的積極性，以提高儲能系統(tǒng)的市場競爭力，確保儲能系統(tǒng)的可盈利性。本方法具有較高 的適應性，補貼標準的計算思路可應用于儲能提供不同輔助服務下的經(jīng)濟補貼測算，可應 用于持續(xù)發(fā)展中的儲能系統(tǒng)在不同技術水平下的經(jīng)濟補貼標準計算，以激勵儲能的進一步 發(fā)展，優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行，推進國內(nèi)電力體系的改革和輔助服務市場的形成。
【主權項】
1. 一種儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其特征是，所述確定方法 包括如下步驟： 步驟A、在配電網(wǎng)備用需求得到滿足時，確定供電公司獲取的年效益； 步驟B、確定供電公司支付給儲能系統(tǒng)的調(diào)度費用； 步驟C、確定儲能系統(tǒng)的年支出與年收入； 步驟D、確定給予儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟補貼標準。2. 根據(jù)權利要求1所述儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其特征在 于:所述步驟A中，供電公司獲取的年效益B。?,*為 Bcom, t =Bl，t+B2，t+B3，t+B4, t 其中，B1>t為削峰填谷減少電網(wǎng)擴建容量效益，B2, t為減少線路損耗效益，B3, t為減少新 能源發(fā)電并網(wǎng)所需的備用容量效益，B4,t為提高供電可靠性效益。3. 根據(jù)權利要求1所述儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其特征在 于:所述步驟B中，所述的供電公司支付給儲能系統(tǒng)的費用為 Fi,t = KXSXE res 其中，F(xiàn)1>t為供電公司每年支付給儲能系統(tǒng)的總調(diào)度費用，S為常規(guī)機組單位備用發(fā)電 容量調(diào)度費用，K為常數(shù)，所述常數(shù)K應滿足其中，B_,t為供電公司獲取的年效益，Eras為儲能系統(tǒng)提供的年平均備用發(fā)電量。4. 根據(jù)權利要求1所述儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其特征在 于:所述步驟C中，計算儲能系統(tǒng)的年支出與年收入分別為 C〇ut, t - Com, t Cin, t - Fl，t+Bs，t 其中，Ccmt.t為儲能系統(tǒng)的年支出，Cin,t為儲能系統(tǒng)的年收入，C〇M,t為儲能系統(tǒng)的年運行 維護費用，B5,t為低儲高發(fā)套利效益。5. 根據(jù)權利要求1所述儲能系統(tǒng)提供備用發(fā)電的經(jīng)濟補貼標準的確定方法，其特征在 于:所述步驟D中，所述經(jīng)濟補貼標準包括備用發(fā)電量補貼或設備投資補貼。
【文檔編號】G06Q50/06GK105868894SQ201610174129
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】楊波, 陳銘, 葉季蕾, 湯錚, 薛金花, 崔國華, 陶瓊, 王璟, 王德順, 邱巍, 劉皓明, 顧江, 陸丹, 李立, 姬聯(lián)濤, 董震威, 俞斌
【申請人】江蘇省電力公司無錫供電公司, 中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司