劉忠義，李庚銀

(新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))，北京　102206)

混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性評估

劉忠義，李庚銀

(新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學(xué))，北京102206)

混合型孤立微網(wǎng)具有節(jié)能環(huán)保、供電可靠性高等優(yōu)點。針對包含風(fēng)力發(fā)電機、光伏電池板、儲能電池和柴油發(fā)電機的混合型孤立微網(wǎng)，結(jié)合全壽命周期理論，建立系統(tǒng)從投資建設(shè)、運行維護到回收利用全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟性評估模型。提出了用于衡量混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性的評估指標。通過算例分析，研究了混合型孤立微網(wǎng)采用不同調(diào)度策略時的全壽命周期經(jīng)濟性情況，對比了混合型孤立微網(wǎng)與傳統(tǒng)孤立供電系統(tǒng)全壽命周期經(jīng)濟性的差異。研究結(jié)果體現(xiàn)出混合型孤立微網(wǎng)在節(jié)能與經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢，同時驗證了所提全壽命周期經(jīng)濟性評估模型的可行性與有效性。

混合型孤立微網(wǎng)；全壽命周期；經(jīng)濟性評估

0　引　言

我國海岸線漫長，有許多位置偏遠的人居海島，島上居民的生產(chǎn)生活用電主要由小容量的柴油發(fā)電機提供。隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)和微網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，解決海島等偏遠地區(qū)的供電問題已經(jīng)成為可能。微網(wǎng)可以脫離主電網(wǎng)孤立運行，允許接入可再生能源和儲能裝置[1-4]，適合應(yīng)用到偏遠地區(qū)的供電方案中。然而，微網(wǎng)中可再生能源和儲能設(shè)備的投資費用高昂，系統(tǒng)接入的用電負荷總量較小，微網(wǎng)運行的經(jīng)濟性成為了工程學(xué)術(shù)界關(guān)注的焦點問題[5-6]。

目前，微網(wǎng)技術(shù)仍處于發(fā)展階段，還沒有形成針對微網(wǎng)成本和收益等經(jīng)濟性指標進行評估的成熟方法?，F(xiàn)有的電力系統(tǒng)經(jīng)濟性評估方法只注重階段性的指標，缺少對系統(tǒng)整個運行周期內(nèi)經(jīng)濟效益的考量，所得分析結(jié)果局限性大、準確性低，不能有效反映系統(tǒng)實際的經(jīng)濟狀態(tài)[7-8]。為此，使用全壽命周期理論分析微網(wǎng)經(jīng)濟性的做法受到了越來越多的關(guān)注。文獻[9-10]對包含光伏的微網(wǎng)系統(tǒng)進行全壽命周期成本分析，衡量光伏發(fā)電的經(jīng)濟效益。文獻[11]研究含有儲能裝置的微網(wǎng)系統(tǒng)，著重分析儲能裝置的接入對系統(tǒng)全壽命周期成本的影響情況?，F(xiàn)有研究雖然取得了一定成果，但是在研究中考慮的微網(wǎng)設(shè)備類型仍然偏少，很少涉及包含多種可再生能源、儲能裝置和傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)備的混合型孤立微網(wǎng)，而且經(jīng)濟性分析的指標僅針對微網(wǎng)的成本花費，缺少對系統(tǒng)收益的全壽命周期評估。

本文針對使用風(fēng)機、光伏和傳統(tǒng)柴油發(fā)電機供電并接有儲能裝置的混合型孤立微網(wǎng)，根據(jù)全壽命周期理論，建立系統(tǒng)的經(jīng)濟性評估模型，提出混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性的評估指標。并根據(jù)實際工程數(shù)據(jù)，建立混合型孤立微網(wǎng)算例，分析系統(tǒng)采用不同調(diào)度策略時的全壽命周期經(jīng)濟性情況，對比混合型孤立微網(wǎng)與僅使用柴油發(fā)電機供電的傳統(tǒng)孤立供電系統(tǒng)之間的經(jīng)濟性差異，驗證所提經(jīng)濟性評估模型的有效性。

1　風(fēng)光柴儲混合型孤立微網(wǎng)系統(tǒng)

本文研究的風(fēng)光柴儲混合型孤立微網(wǎng)的示意圖如圖1所示。

圖1　混合型孤立微網(wǎng)系統(tǒng)

混合型孤立微網(wǎng)獨立運行，不與外電網(wǎng)進行電能交換。系統(tǒng)內(nèi)的負荷由可再生能源、傳統(tǒng)電源和儲能電池聯(lián)合協(xié)調(diào)供電[12]?；旌闲凸铝⑽⒕W(wǎng)中包含交流和直流兩條母線，母線之間通過變流器相連，用以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)電功率的交互和轉(zhuǎn)移。風(fēng)力發(fā)電機和光伏電池板作為可再生能源接入微網(wǎng)。柴油發(fā)電機作為傳統(tǒng)電源接入微網(wǎng)，用以補充可再生能源發(fā)電量的缺額。儲能電池作為蓄能裝置，根據(jù)系統(tǒng)運行情況進行充放電?？烧{(diào)節(jié)負荷則是指為保持系統(tǒng)供需平衡而人為控制投入的負荷，一般由電阻絲或電阻箱構(gòu)成。當可再生能源發(fā)出的電能超出負荷需求以及儲能電池儲存能力時，投入可調(diào)節(jié)負荷，消耗可再生能源產(chǎn)生的多余電能。

2　混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性評估模型

2.1混合型孤立微網(wǎng)年花費計算模型

混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性評估模型的建立以全壽命周期理論為基礎(chǔ)，針對混合型孤立微網(wǎng)的具體特點，考慮系統(tǒng)在制造建設(shè)、運行維護到回收利用全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟狀態(tài)，并計及資金的時間價值。

首先，介紹混合型孤立微網(wǎng)年花費的計算模型。

系統(tǒng)在第n年的支出C(n)由式(1)計算，其中包括由于建設(shè)投資而支付的還貸費用Crp(n)、柴油發(fā)電機運行產(chǎn)生的燃油費用Cf(n)、系統(tǒng)的運行維護費用Cm(n)和設(shè)備的替換費用Cr(n)。

C(n)=Crp(n)+Cf(n)+Cm(n)+Cr(n)

(1)

2.1.1計算年還貸費用

系統(tǒng)在第n年的還貸金額Crp(n)由式(2)計算。

Crp(n)=Crpa|1≤n≤Tl

(2)

式中：Crpa是還貸年金；Tl是貸款年限。Crpa由式(3)計算。

(3)

式中：u表示利率；Cloan由式(4)計算，表示系統(tǒng)的投資貸款金額。

Cloan=Cs(1-fdp)

(4)

式中：Cs表示系統(tǒng)建設(shè)的初始投資費用；fdp表示投資首付款占初始投資費用的比率。

Cs的計算公式如下：

Cs=Ce+Ci+Cmt+Cg+Co

(5)

式中：Ce表示設(shè)備采購費用；Ci表示設(shè)備安裝費用；Cmt表示運輸花費；Cg表示電網(wǎng)建設(shè)費用；Co表示混合型孤立微網(wǎng)中其他設(shè)備(包括變壓器、開關(guān)裝置、熔斷器、控制設(shè)備等)的投資費用。

考慮混合型孤立微網(wǎng)中主要含有的設(shè)備類型，Ce由式(6)計算。設(shè)備采購費用體現(xiàn)出各主要設(shè)備在生產(chǎn)制造階段的總成本。

(6)

式中：Nw是微網(wǎng)中接入的風(fēng)力發(fā)電機數(shù)目；Cwj、Cpv分別是第j臺風(fēng)機和光伏的采購費用；Nd是微網(wǎng)中含有的柴油發(fā)電機數(shù)目；Cdj、Cbat、Cc、Cdump分別是第j臺柴油發(fā)電機、儲能電池、變流器和可調(diào)節(jié)負荷的采購費用。Cwj和Cpv的具體計算公式如下：

Cwj=Cwgj+Cwtj

(7)

式中：Cwgj、Cwtj分別是第j臺風(fēng)機的發(fā)電機組和塔筒的采購費用。

Cpv=Cpvp+Cpvr+Cmppt

(8)

式中：Cpvp、Cpvr、Cmppt分別是光伏電池板、光伏支架和最大功率追蹤器的采購費用。

設(shè)備安裝費用Ci的計算公式如下：

(9)

式中：Ciwj、Cipv、Cidj、Cibat、Cic、Cidump分別是第j臺風(fēng)機、光伏系統(tǒng)、第j臺柴油發(fā)電機、儲能電池、變流器和可調(diào)節(jié)負荷的安裝費用。

2.1.2計算年燃油費用

系統(tǒng)在第n年支出的燃油費用Cf(n)由式(10)計算：

Cf(n)=8 760Lfa(n)Cfp(1+f)n

(10)

式中：Lfa(n)是微網(wǎng)第n年平均每小時消耗的燃油量；Cfp是單位燃油價格；f是燃油費用年增長率。

2.1.3計算年運行維護費用

混合型孤立微網(wǎng)在第n年的運行維護費用Cm(n)由式(11)計算：

Cm(n)=(8 760Pwa(n)Cmw+hd(n)Cmd+CbatCmbat+

8 760Ppva(n)Cmpv+Cmsys+Cadmin)(1+g)n

(11)

式中：Pwa(n)、Ppva(n)分別表示微網(wǎng)中的風(fēng)機和光伏在第n年平均每小時的發(fā)電功率；Cmw、Cmpv分別是風(fēng)機和光伏發(fā)出單位電能的運行維護費用；hd(n)是柴油發(fā)電機在第n年的總運行時間；Cmd是柴油發(fā)電機平均每小時的運行維護費用；Cmbat是儲能電池每年的運行維護費用占其采購費用的百分比；Cmsys是微網(wǎng)中其他設(shè)備的運行維護費用；Cadmin是微網(wǎng)每年的管理費用；g是總通脹率。

2.1.4計算年替換費用

系統(tǒng)在第n年替換設(shè)備所需的費用Cr(n)由式(12)計算：

(12)

式中：Crwj(n)、Crpv(n)、Crdj(n)、Crbat(n)、Crc(n)、Crdump(n)分別是第j臺風(fēng)機、光伏、第j臺柴油發(fā)電機、儲能電池、變流器和可調(diào)節(jié)負荷在第n年發(fā)生替換時所需的費用。在設(shè)備替換費用的計算過程中不考慮偶然因素造成的設(shè)備替換情況，但要計及設(shè)備的殘值。

柴油發(fā)電機的替換周期是其實際年運行時間的函數(shù)，第j臺柴油發(fā)電機的實際替換周期是Trdj，單位是年，其值由下式計算：

(13)

式中：Trrdj、tsdj分別是第j臺柴油發(fā)電機的額定替換周期和實際運行時間，單位均為小時；Tsys是混合型孤立微網(wǎng)的運行小時數(shù)；ny是混合型孤立微網(wǎng)的運行年數(shù)；tyj是第j臺柴油發(fā)電機的年運行小時數(shù)。

儲能電池的替換周期與放電深度和充放電過程的次數(shù)有關(guān)，并受其自身額定壽命的限制。一次完整的充放電過程是指儲能電池先放電后充電或者先充電后放電，并最終恢復(fù)到初始狀態(tài)的過程。儲能電池能夠承受的最大充放電過程次數(shù)Nmax與放電深度R的關(guān)系由雙指數(shù)函數(shù)描述，該函數(shù)表達式是根據(jù)儲能電池的實測數(shù)據(jù)擬合得到的[13]，如下所示：

Nmax=a1+a2ea3R+a4ea5R

(14)

式中：a1～a5為擬合系數(shù)。通常情況下，R越大，Nmax就越小。

根據(jù)放電深度的不同，可將儲能電池發(fā)生的充放電過程劃分為不同的類型，具有相同放電深度的充放電過程為同一類。一年中，儲能電池發(fā)生了n種充放電過程，放電深度為Rk的第k種充放電過程發(fā)生的次數(shù)為Nk。據(jù)此可以計算儲能電池的實際替換周期Tbat：

(15)

(16)

式中:Tbatr為儲能電池的額定壽命；Tbatc為根據(jù)運行情況計算得到的儲能電池壽命；Nmaxk表示當放電深度為Rk時，儲能電池所能承受的最大充放電過程次數(shù)。

柴油發(fā)電機和儲能電池在第n年的替換費用由式(17)計算：

(17)

式中：Crx(n)是設(shè)備x在第n年的替換費用；Crxc、Cx分別是沒考慮資金時間價值時設(shè)備x的替換費用和采購費用；fs是殘值率；Srx是設(shè)備x發(fā)生替換的年份集合；Nl是設(shè)備x最近一次替換發(fā)生的年份。Crxc的計算公式如下：

Crxc=Cx+Cix

(18)

式中：Cix是沒考慮資金時間價值時設(shè)備x的安裝費用。

認為其他主要設(shè)備的替換周期都是其自身的額定壽命，則它們在第n年的替換費用由式(19)計算：

(19)

式中：Trx是設(shè)備x的額定替換周期；m是不超過n/Trx的值的最大整數(shù)。

2.2混合型孤立微網(wǎng)年收入計算模型

由于只考慮微網(wǎng)系統(tǒng)處于獨立運行狀態(tài)，所以忽略混合型孤立微網(wǎng)與主電網(wǎng)之間的電能交易。系統(tǒng)在第n年的收入I(n)是混合型孤立微網(wǎng)對系統(tǒng)內(nèi)部負荷售電所取得的收益，由式(20)計算:

I(n)=8 760(Prima(n)-Povera(n))Cprim(1+g)n

(20)

式中：Prima(n)表示第n年需要系統(tǒng)供給的平均每小時負荷量；Povera(n)表示系統(tǒng)在第n年的平均過載功率，即系統(tǒng)沒有能力供給的負荷量；Cprim表示負荷電價。

2.3混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性評估指標

選取系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)的利潤凈現(xiàn)值和單位產(chǎn)能成本作為評估混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性的兩個指標。

利潤凈現(xiàn)值代表了系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)獲得的所有利潤折算為當前資金的總價值，由式(21)計算：

(21)

式中：Vnpp表示利潤凈現(xiàn)值；N代表混合型孤立微網(wǎng)的工程壽命；d是貼現(xiàn)率；Pr(n)是混合型孤立微網(wǎng)在第n年獲得的利潤，由式(22)計算：

Pr(n)=Inet(n)-Ttax(n)

(22)

式中：Inet(n)表示系統(tǒng)在第n年取得的凈收入；Ttax(n)表示系統(tǒng)在第n年上繳的稅額，由式(23)計算:

Ttax(n)=ttax(n)|ttax(n)>0

(23)

ttax(n)=Inet(n)t-8 760(Pwa(n)+Ppva(n))ta

(24)

式中：t表示稅率；ta是國家對可再生能源的稅收補貼。

Inet(n)則由式(25)計算：

Inet(n)=I(n)-C(n)

(25)

單位產(chǎn)能成本則代表了系統(tǒng)在全壽命周期內(nèi)生產(chǎn)單位電能所需的花費，由式(26)計算：

(26)

式中：Vcoe表示單位產(chǎn)能成本；Clev、Cdplev分別是系統(tǒng)運行的總花費和投資首付款對應(yīng)的等年值；Pprimlca、Poverlca分別是系統(tǒng)在全壽命周期中平均每小時的負荷量和平均每小時的過載功率。

評估混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性的具體計算流程如圖2所示。

圖2　混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性評估計算流程

3　算例分析

選取中國浙江沿海某島嶼上擬建設(shè)的一個混合型孤立微網(wǎng)系統(tǒng)作為研究對象。利用由美國馬薩諸塞大學(xué)和美國國家可再生能源實驗室合作開發(fā)的混合型電力系統(tǒng)仿真軟件Hybrid2進行混合型孤立微網(wǎng)算例建模[14]。算例中接入負荷的平均功率為30.71kW，最大值為100.08kW。算例中包含的主要設(shè)備及其參數(shù)見表1。參考海島微網(wǎng)項目的實際工程經(jīng)費和目前社會實際的經(jīng)濟形勢，算例中主要設(shè)備的各項費用見表2，算例的經(jīng)濟參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)見表3。

表1　混合型孤立微網(wǎng)算例中的主要設(shè)備參數(shù)

表2　混合型孤立微網(wǎng)算例中的主要設(shè)備費用

相應(yīng)的，建立只由柴油發(fā)電機供電的傳統(tǒng)獨立電力系統(tǒng)算例，用來和混合型孤立微網(wǎng)算例進行對比。傳統(tǒng)算例所接入的負荷量與混合型孤立微網(wǎng)算例一致。傳統(tǒng)算例中不包含可再生能源、儲能電池、變流器和可調(diào)節(jié)負荷，系統(tǒng)設(shè)備運輸費用是5.6萬元，電網(wǎng)建設(shè)費用是60萬元，其他配套設(shè)備投資費用是181萬元。除了上述不同外，傳統(tǒng)算例其余的設(shè)備費用、經(jīng)濟參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)都與混合型孤立微網(wǎng)算例一致。傳統(tǒng)算例的全壽命周期經(jīng)濟性評估仍然采用第2節(jié)所述的模型，只是在計算中不再考慮可再生能源、儲能裝置、變流器和可調(diào)節(jié)負荷的經(jīng)濟性。

表3　混合型孤立微網(wǎng)算例的經(jīng)濟參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)

根據(jù)前文介紹的全壽命周期經(jīng)濟性評估計算流程，對所建算例進行分析。計算中，混合型孤立微網(wǎng)算例采用兩種不同的調(diào)度策略，分別是負荷跟蹤策略和循環(huán)充放策略[15]。在這兩種調(diào)度策略中，系統(tǒng)中的負荷需求總是優(yōu)先由可再生能源來滿足，負荷需求電量減去可再生能源發(fā)電量得到凈負荷。負荷跟蹤策略中，柴油發(fā)電機跟蹤凈負荷運行，儲能電池只用來補償超過柴油發(fā)電機額定輸出功率的凈負荷缺額。循環(huán)充放策略中，儲能電池跟蹤凈負荷的變化，柴油發(fā)電機則主要用來對儲能電池充電?；旌闲凸铝⑽⒕W(wǎng)算例的全壽命周期經(jīng)濟性評估結(jié)果見表4，其中的停電率表示未滿足的負荷電量與負荷總需求量的比值。而作為對比，傳統(tǒng)算例的全壽命周期經(jīng)濟性評估結(jié)果見表5。

根據(jù)表4的結(jié)果可知，不論采用負荷跟蹤調(diào)度策略還是循環(huán)充放調(diào)度策略，混合型孤立微網(wǎng)算例在其全壽命周期內(nèi)的利潤凈現(xiàn)值均為負值，即沒有盈利。同時，兩種策略都能較好地保證供電可靠性，混合型孤立微網(wǎng)的停電率為零。采用循環(huán)充放策略時，柴油發(fā)電機的年運行時間和平均每小時燃油耗量都較小，但系統(tǒng)對儲能電池的使用較多,從而導(dǎo)致儲能電池的壽命較短。表5顯示的計算結(jié)果則表明，為了維持供電，傳統(tǒng)算例中的柴油發(fā)電機一直保持運行，系統(tǒng)的燃油耗量大幅提高。相較混合型孤立微網(wǎng)算例，傳統(tǒng)算例的利潤凈現(xiàn)值更低，單位產(chǎn)能成本更大，系統(tǒng)全壽命周期的經(jīng)濟性更差。

表4　混合型孤立微網(wǎng)算例全壽命周期經(jīng)濟性評估結(jié)果

表5　傳統(tǒng)算例的全壽命周期經(jīng)濟性評估結(jié)果

將混合型孤立微網(wǎng)算例和傳統(tǒng)算例在全壽命周期內(nèi)支出費用的凈現(xiàn)值進行對比，所得結(jié)果如圖 3 所示。圖3(a)表明，與傳統(tǒng)算例相比，混合型孤立微網(wǎng)算例新增可再生能源和儲能電池等設(shè)備會增加系統(tǒng)全壽命周期的還貸費、運行維護費和設(shè)備替換費，但能夠大幅減少系統(tǒng)支出的燃油費用。使用循環(huán)充放調(diào)度策略的混合型孤立微網(wǎng)算例對柴油發(fā)電機的使用最少，系統(tǒng)支出的燃油費用也最小，但是設(shè)備的替換費用會因儲能電池壽命的減少而增加。圖3(b)表明，受燃油費用支出比重的影響，傳統(tǒng)算例在全壽命周期內(nèi)支出的總費用最多，而采用循環(huán)充放調(diào)度策略的混合型孤立微網(wǎng)算例支出的總費用最少。所以，采用循環(huán)充放調(diào)度策略的混合型孤立微網(wǎng)算例具有相對較好的全壽命周期經(jīng)濟性。

圖3　混合型孤立微網(wǎng)算例和傳統(tǒng)算例在全壽命周期內(nèi)支出費用凈現(xiàn)值的對比

4　結(jié)　論

本文根據(jù)全壽命周期理論，針對混合型孤立微網(wǎng)的特點，提出了評估混合型孤立微網(wǎng)全壽命周期經(jīng)濟性的方法。并建立算例進行分析計算，驗證所提經(jīng)濟性評估模型的實用性和有效性。研究得到如下結(jié)論：

① 與傳統(tǒng)的只考慮投資等階段性經(jīng)濟指標的分析方法相比，本文提出的全壽命周期經(jīng)濟性評估模型和評價指標考慮了混合型孤立微網(wǎng)在整個壽命期內(nèi)的經(jīng)濟情況，能夠更全面、更準確地反映混合型孤立微網(wǎng)實際的經(jīng)濟狀態(tài)，能夠體現(xiàn)出混合型孤立微網(wǎng)節(jié)能降耗所具有的長期經(jīng)濟優(yōu)勢。

② 混合型孤立微網(wǎng)相較傳統(tǒng)的僅由柴油發(fā)電機供電的獨立電力系統(tǒng)，能夠大幅減少系統(tǒng)對化石燃料的依賴，節(jié)能效果明顯，采用合適的調(diào)度策略時會取得較優(yōu)的全壽命周期經(jīng)濟效益。然而，混合型孤立微網(wǎng)以目前的投資成本和運行收益難以獲得實際盈利。設(shè)法減少混合型孤立微網(wǎng)中可再生能源和儲能裝置等設(shè)備的投資成本或加大政府對可再生能源的補貼力度都能進一步改善混合型孤立微網(wǎng)的全壽命周期經(jīng)濟性。

③ 本文提出的全壽命周期經(jīng)濟性評估方法可以應(yīng)用到對混合型孤立微網(wǎng)的規(guī)劃方案和實際運行方式進行經(jīng)濟效益分析的過程中，評估結(jié)果能夠?qū)旌闲凸铝⑽⒕W(wǎng)的經(jīng)濟運行起到有效的指導(dǎo)作用。

[1]劉燕華，張楠，張旭.考慮儲能運行成本的風(fēng)光儲微網(wǎng)的經(jīng)濟運行[J].現(xiàn)代電力，2013，30(5)：13-18.

[2]王陽，艾欣.微網(wǎng)及所連配電網(wǎng)電壓等級的選擇[J].現(xiàn)代電力，2011，28(1)：6-10.

[3]丁明，張穎媛，茆美琴，等.包含鈉硫電池儲能的微網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟運行優(yōu)化[J].中國電機工程學(xué)報，2011，31(4)：7-14.

[4]王成山，肖朝霞，王守相.微網(wǎng)綜合控制與分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32(7)：98-103.

[5]王成山，李鵬.分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34(2)：10-14，23.

[6]黃偉，孫昶輝，吳子平，等.含分布式發(fā)電系統(tǒng)的微網(wǎng)技術(shù)研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(9)：14-18，34.

[7]羅曉初，李樂，魏志連，等.全壽命周期成本理論在配電變壓器改造投資決策中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011，35(2)：207-211.

[8]Anugerah Widiyanto，Seizo Kato，Naoki Maruyama.A LCA/LCC optimized selection of power plant system with additional facilities options[J].Journal of Energy Resources Technology，2002，124(4)：290-299.

[9]Kolhe M，Kolhe S，Joshi J C.Economic viability of stand-alone solar photovoltaic system in comparison with diesel-powered system for India[J].Energy Economics，2002，24(2)：155-165.

[10]Bhuiyan M M H，Asgar M A，Mazumder R K，et al.Economic evaluation of a stand-alone residential photovoltaic power system in Bangladesh[J].Renewable Energy，2000，21(3-4)：403-410.

[11]Kaldellis J K，Zafirakis D，Kaldelli E L，et al.Cost benefit analysis of a photovoltaic-energy storage electrification solution for remote islands[J].Renewable Energy，2009，34(5)：1299-1311.

[12]Nayar C，Tang M，Suponthana W.Wind/PV/Diesel micro grid system implemented in remote islands in the Republic of Maldives[C].IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies(ICSET)，Singapore，2008.

[13]Manwell J F，Rogers A，Hayman G，et al. Hybrid2-a hybrid system simulation model: theory manual[R].Massachusetts，USA：University of Massachusettes，2006.

[14]Andrew Mills，Said Al-Hallaj.Simulation of hydrogen-based hybrid systems using Hybrid2 [J].International Journal of Hydrogen Energy，2004，29(10)：991-999.

[15]劉夢璇，郭力，王成山，等.風(fēng)光柴儲孤立微電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行控制策略設(shè)計[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36(15)：19-24.

(責(zé)任編輯：林海文)

Full Life-cycle Economic Evaluation of Hybrid Isolated Micro-grid

LIU Zhongyi, LI Gengyin

( State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University), Beijing 102206, China)

Hybrid isolated micro-grid has such advantages as energy saving, environmental protection and high power supply reliability. As to hybrid isolated micro-grid that contains wind turbine generators, photovoltaic batteries, energy storage batteries and diesel generators, the full life-cycle economic evaluation model that can assess cost from construction investment and operation maintenance to recycling is built based on the full life-cycle theory. Two evaluation indexes are also proposed to measure the full life-cycle cost of the hybrid isolated micro-grid. Through the example analysis, the full life-cycle economic information of the hybrid isolated micro-grid with different dispatch strategies is studied, and the full life-cycle economic difference between the hybrid isolated micro-grid and the traditional isolated power system is also compared. The analysis results show that hybrid isolated micro-grid is more energy saving and economic, which verify the feasibility and effectiveness of the proposed full life-cycle economic evaluation model.

hybrid isolated micro-grid; full life cycle; economic evaluation

1007-2322(2015)04-0001-07

A

TM9

高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃(“111”計劃)(B08013)

2014-09-27

劉忠義(1988—)，男，博士研究生，研究方向為電力系統(tǒng)分析與控制，新能源電力系統(tǒng)等，E-mail：liuzhongyi1988@sina.com；

李庚銀(1964—)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向為新能源電力系統(tǒng)分析與控制，柔性輸配電技術(shù)，電能質(zhì)量等，E-mail：ligy@ncepu.edu.cn。