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摘要:基于峰谷电价情况下,考虑了近年来用电需求越来越大,为减少企业和用户的用电支出,减少对电网的容量压力,提高供电可靠性和改善电能质量,许多工业园区和商业区采用锂电储能系统进行供电,通过分析峰谷套利和储能系统成本来确定其收益率及回收期。
关键词:储能;电池;投资与收益;经济性
引言
随着社会经济的飞速发展,每年用电量越来越高,致使对电网的容量需求也更高,特别是在用电高峰的季节,每年用电负荷屡创新高,供电局只好采取拉闸限电的方式进行管制。对用电依赖度高的企业和工业园区会因此受到了极大的损失,迫切需求临时供电的设备。另外我国在企业和工业园区实行大工业用电,即实行峰谷平电价,部分企业每月电费高昂,希望能将晚上的低价电在白天使用,以此减少电费。所以储能系统被许多企业来作为供电设备运用。但是现阶段成熟的、适用性强的储能介质是电池储能,因此本文以广东省大部分地区的电价为基础,分析电池储能作为企业供电设备给其所带来的投资及收益,讨论其经济价值。
1.现有大工业用电电价分析
广东省的大部分城市的电价较类似,本文以广州市全年电价进行分析,如表1是从广州供电局获取的峰谷平电价。
2.1MWh储能投资系统配置
行业内应用较多的储能系统为1MWh,本文以1MWh为例,分析其收益性。1MWh储能系统中,储能介质选用锂电池,考虑安全性,一般使用磷酸铁锂。储能变换器选型250KW,可满足4小时充放电完成。为保证系统稳定工作,整套系统还需配置电池管理系统、能量管理系统、集装箱、消防设备,温控系统、配电柜等设备。
3.电价收益计算
根据章节2和章节3的介绍,可计算1000度电应用的峰谷套利收益,从电价表可知储能系统每天在谷期充满电,在峰期放完电可获得最大收益。第1次充电在谷期,第1次放电在高峰1,系统可放电3小时。在250KW储能变换器充放电设备下,1000度电理论上4小时可放完,所以需要在波平2补电,才能满足在高峰2处第2次的3小时放电。
系统3h理论放电750度,余250度电,但是实际充放电会有损耗,实际值会小于理论值,在本文中我们充放电效率按照89%计算。
相关的充放电过程如下:
1)在高峰1放电阶段放电为667.5度(750*89%),系统剩余250度(1000-250*3)电;
2)波平2有2小时,能补电445度(250*2*89%),高峰2放电阶段可将系统的电量放完,放电电量为618.55度((445+250)*89%),其中222.5度(250*89%)为波谷转化,396.05度(445*89%)度为波平2转化。
所以,一天内的收益=667.5*0.9501+222.5*0.950+396.05*0.4131=1009.2(元)
则年收益=1009.2*365=36.84(万元)
4.投资回收期及年化收益率计算
投入成本如下:电池成本以2200元/kWh、1800元/kWh、1500元/kWh、1200元/kWh、800元/kWh、500元/kWh,除电池外其他成本假设为70万元,分别计算1000度电收益率及投资回收期,结果如下:
从表3可知,储能系统随着充放电效率的升高,其年化收益率缓慢升高,投资回收期缓慢降低。
5.结语
根据上述分析可见,在一定的充放电效率下,随着储能电池的成本不断降低,其峰谷套利的收益率不断升高,投资回收期不断降低。随着技术进步,充放电效率提高后,其收益率缓慢上升,投资回收期缓慢降低,但是其影响幅度没有电池成本影响大,所以降低电池的成本对储能系统的经济性将会更有利,电池成本越低,企业的年化收益率越高,投资回收的年限愈短,获得的效益更高。
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