孫 鳴, 桂 旭

(教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心(合肥工業(yè)大學(xué)), 安徽省合肥市 230009)

0 引言

在新能源發(fā)電密集接入?yún)^(qū),存在著新能源發(fā)電有較強的隨機性和間歇性的問題[1-2],多能互補及配備儲能設(shè)備可以有效解決這一問題。儲能系統(tǒng)的合理配置可以起到消納新能源過剩發(fā)電[3]、平抑新能源發(fā)電波動、改善電能質(zhì)量、削峰填谷等作用[4-5],并可在多能互補裝置運行區(qū)域發(fā)生非計劃停電,形成孤網(wǎng)時提供一定時長的緊急功率支撐。因此,合理配置的儲能設(shè)備可作為多能互補分布式能源綜合利用的有效補充和保障。

目前,儲能技術(shù)主要分為機械儲能、蓄電池儲能、電磁儲能和熱力儲能4類[6],蓄電池儲能系統(tǒng)(battery energy storage system,BESS)具有效率高、壽命長、使用方便等優(yōu)點,因而受到更多的關(guān)注和研究。在新能源發(fā)電裝置密集接入?yún)^(qū)域,如何通過合理規(guī)劃BESS的方式,實現(xiàn)多能互補裝置運行區(qū)域發(fā)生非計劃停電時,在滿足向特定負荷獨立供電一定時長的需求下,同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化是多能互補、集成優(yōu)化能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)中必不可少的一環(huán)。

文獻[7-8]從規(guī)模儲能裝置的性能指標(biāo)和運行經(jīng)濟指標(biāo)出發(fā),給出了儲能裝置的廣義經(jīng)濟效益指數(shù),但未給出特定領(lǐng)域中的經(jīng)濟收益指標(biāo)。文獻[9]針對國外電網(wǎng)提出了一種儲能電池的經(jīng)濟效益模型,該模型沒有涉及在網(wǎng)損方面的經(jīng)濟效益。文獻[10]建立了以每天的凈現(xiàn)值收益為目標(biāo)函數(shù)的儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性評估數(shù)學(xué)模型,由于用戶更關(guān)注年投資回報率,凈收益高未必能反映儲能系統(tǒng)的投資回報效率。文獻[11-12]建立了以全壽命周期內(nèi)凈收益最大為目標(biāo)函數(shù)的經(jīng)濟性評估的數(shù)學(xué)模型,但未考慮放電深度(depth of discharge,DOD)和電池壽命的關(guān)系對經(jīng)濟效益及最優(yōu)配置的影響。

針對上述現(xiàn)狀,本文以保證供電區(qū)域內(nèi)重要負荷在一定時限內(nèi)獨立供電為前提,以在配電網(wǎng)中的BESS全壽命周期內(nèi)的年投資回報率最大為目標(biāo),研究儲能系統(tǒng)的最優(yōu)配置。論文建立了包括蓄電池全壽命周期內(nèi)“低儲高發(fā)”的套利收入在內(nèi)的4項收益指標(biāo)和全壽命周期成本的經(jīng)濟效益模型,提出了一種通過提取關(guān)鍵影響因子逐步簡化優(yōu)化模型的方法。通過算例分析比較不同電池在保證特定負荷在一定時限內(nèi)獨立供電的儲能配置和年投資回報率,并給出最優(yōu)配置方案的建議,驗證了所建模型和求解方法的可行性。

1 蓄電池的對比分析

由于蓄電池種類很多,本文選取了鉛炭電池(Pb-C battery,PCB)、磷酸鐵鋰電池(lithium iron phosphate battery,LFP)和梯次電池這3種前景較好的蓄電池作為儲能配置和經(jīng)濟性分析的研究對象。三種蓄電池的性能對比見附錄A表A1。

由附錄A表A1可以看出,PCB循環(huán)性好,成本低,可回收,壽命較傳統(tǒng)的鉛酸電池有了大幅度提升,但其能量密度低,對場地要求高;LFP環(huán)保、單體電壓高、能量密度較大、循環(huán)壽命也已經(jīng)達到了一定水平,但成本較高,不耐過充過放,安全性有待提高。本文研究的梯次電池是從電動汽車上退役的LFP,梯次電池用于BESS相較于新電池未出現(xiàn)加速衰減的跡象[13],但當(dāng)電池容量衰減至額定容量的80%以下時,動力電池就不適于應(yīng)用在電動汽車上。如果直接將電池淘汰,必將造成資源的嚴(yán)重浪費,同時也會導(dǎo)致環(huán)境污染,梯次電池的提出使得大量的退役動力電池有了二次生命,應(yīng)用在大規(guī)模儲能中可以降低初期投資成本,提高資源的再利用率,減少環(huán)境污染。

2 全壽命周期內(nèi)儲能系統(tǒng)經(jīng)濟評價指標(biāo)與模型

2.1 全壽命周期內(nèi)儲能系統(tǒng)經(jīng)濟效益評價指標(biāo)

1)滿足特定負荷1 h獨立供電前提下的“低儲高發(fā)”套利

本文將定時限選為“1 h”,以“1 h獨立供電”為時長基準(zhǔn),對BESS配置進行定量規(guī)劃。工程中若需向特定負荷設(shè)定不同的獨立供電時長,均可參照文中的方法進行規(guī)劃。選定“1 h”的參考依據(jù)為南方電網(wǎng)公司的相關(guān)規(guī)定:故障時間小于5 min,則視為輕型事故;故障時間大于5 min,小于15 min,則視為一般事故;大于15 min的,為重大事故[14]。電力故障通常為輕型事故和一般事故,在這兩種事故發(fā)生時,“1 h獨立供電”可提供45 min以上的故障處置和恢復(fù)供電的時間,故45 min的時間大概率可以恢復(fù)供電。

本文根據(jù)峰谷電價表,在夜晚低谷電價期間對BESS充電,第二天在確?？蓪τ嘞聲r間段的負荷峰值獨立供電1 h所需的電量的前提下,BESS將適時地在峰值電價時段賣出多余的存儲電量。相應(yīng)的全壽命周期內(nèi)的收益為:

(1)

2)減少用戶配電站建設(shè)容量指標(biāo)

用電大戶通常會配備具有一定冗余度的配電系統(tǒng),在用戶低壓側(cè)安裝BESS可降低配電容量[15],節(jié)省相應(yīng)的容量投資。這部分收益為:

(2)

式中:Pc=Pimax-Pa，為拉平負荷曲線所需功率，其中Pimax為日負荷峰值，Pa為負荷的日平均功率；Cd為用戶配電系統(tǒng)的單位造價;γd為用戶配電設(shè)備的固定資產(chǎn)折舊率;Pmax為BESS最大充放電功率,即額定功率。

3)提高供電可靠性指標(biāo)

電力系統(tǒng)可靠性不足會對用戶造成缺電損失,BESS提高了供電可靠性,減少了停電所帶來的損失。相應(yīng)的收益為:

(3)

式中:As為系統(tǒng)平均年停電率;RIEA為用戶缺電損失評價率[16];EREC為BESS剩余電量期望值。

4)降低電網(wǎng)網(wǎng)損指標(biāo)

蓄電池充電時相當(dāng)于增加了系統(tǒng)負荷,增加了網(wǎng)損;放電時相當(dāng)于減少了系統(tǒng)傳輸?shù)墓β?降低了負載率,減少了網(wǎng)損。降低網(wǎng)損帶來的收益為:

(4)

式中:ΔPH為蓄電池放電時減少的有功功率損耗;ΔPl為蓄電池充電時增加的有功功率損耗。

2.2 儲能系統(tǒng)成本模型

儲能裝置的投資成本[17]主要包括儲能裝置的固定投資成本和運行維護成本。

1)固定投資成本

固定投資成本與蓄電池的額定容量和額定充/放電功率有關(guān)[18],這部分的投資成本為[19]:

(5)

2)運行維護成本

這部分費用主要由BESS規(guī)模確定,可表示為:

(6)

式中:C2為BESS全壽命周期內(nèi)的運行維護成本;Cm為BESS循環(huán)運行時年單位充/放電功率維護成本。

3 儲能系統(tǒng)經(jīng)濟效益模型的建立與優(yōu)化

3.1 儲能系統(tǒng)經(jīng)濟效益評價模型的建立

由于不同種類的蓄電池在壽命、充放電效率、成本等方面存在較大差異,僅僅考慮到全壽命周期內(nèi)成本最小或凈收益最大比較片面,故本文考慮將BESS全壽命周期內(nèi)的年投資回報率作為經(jīng)濟效益評價的數(shù)學(xué)模型,其模型為:

(7)

EY=EY1+EY2+EY3+EY4

(8)

CY=C1+C2

(9)

式中:Ryear為BESS年投資回報率;EY為BESS全壽命周期內(nèi)的總收益;CY為BESS全壽命周期內(nèi)的總投資成本。

3.2 儲能系統(tǒng)經(jīng)濟效益評價模型的優(yōu)化

以BESS全壽命周期內(nèi)總的年投資回報率最大為目標(biāo)函數(shù),對比各類電池在保證特定負荷1 h獨立供電下全壽命周期內(nèi)的年投資回報率,從而選擇出合適的電池類型和最優(yōu)配置,即

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

式(11)為一天內(nèi)儲能電池充放電電量平衡約束;式(12)為最大放電量約束,t取1 h;式(13)為充放電功率約束; 式(14)為儲能系統(tǒng)額定功率約束,其中Pload(i)為第i小時段的負荷功率;式(15)為保證特定負荷1 h獨立供電下i時刻儲能電池內(nèi)所剩電量約束,t取1 h;式(16)為每天按給定的充放電深度放完電后剩余電量的約束,t取1h,Pnmax為BESS停止放電后晚間負荷最大值。上述各式中,式(11)至式(16)為約束條件,式(17)為充放電效率和放電深度的邊界條件。

可向特定負荷獨立供電1 h的BESS規(guī)劃不同于傳統(tǒng)的儲能規(guī)劃,既要滿足1 h獨立供電的要求,又要尋求經(jīng)濟效益最大。因此,BESS功率、容量及正常工作日DOD的規(guī)劃有著更為嚴(yán)格的要求:①BESS功率/容量需不小于特定負荷峰荷1 h獨立供電所需的功率/電量;②每個工作日BESS放電結(jié)束后剩余電量需不小于夜晚負荷最大值1 h獨立供電所需電量;③滿足①和②條件下,分析各類蓄電池不同DOD所對應(yīng)的BESS配置方案,逐步簡化優(yōu)化模型,最終找到滿足條件的最優(yōu)配置。

由式(11)至式(14)可知,BESS充放電功率不能小于特定負荷峰值功率,考慮到留有10%的安全裕量,BESS功率配置最小取1.1Pimax;由式(15)和式(16)可知,儲能容量配置不能低于兩式中的最大值,以保證可對特定負荷獨立供電1 h的需求,再考慮到留有10%的負荷增長空間,故式(15)和式(16)可改寫為:

(18)

考慮以下兩種情況。

滿足條件的BESS最小功率/容量配置為:

(19)

經(jīng)濟效益模型中的相關(guān)參數(shù)見附錄A表A2。將式(19)及附錄A表A2中各參數(shù)代入式(1)至式(7),可得BESS全壽命周期內(nèi)的收益、成本及年投資回報率，即

(20)

對于特定負荷,BESS最優(yōu)配置由負荷峰值和儲能充放電效率唯一確定;DOD由負荷峰值和晚間負荷最大值確定;年投資回報率也唯一確定。

滿足條件的BESS最小功率/容量配置為:

(21)

將式(21)及附錄A表A2中各參數(shù)代入式(1)至式(7),可得BESS全壽命周期內(nèi)的收益、成本及年投資回報率，即

(22)

對于特定負荷,BESS配置和經(jīng)濟效益模型中存在D這一變量,通過分析各DOD下的最優(yōu)配置及其年投資回報率,得到符合條件的儲能配置。

4 算例分析

4.1 算例背景

圖1為安徽省某市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西區(qū)醫(yī)院及賓館夏季典型工作日負荷曲線示意圖(該類負荷在夏季峰值較其他季節(jié)為大,且夏季更易出現(xiàn)電力故障)。根據(jù)負荷曲線的特征,峰荷PH出現(xiàn)在15:00至18:00,其值為1.79 MW;22:00至次日07:00負荷最大值Pnmax為0.81 MW。

圖1 典型工作日負荷曲線Fig.1 Load curve on typical workday

西區(qū)各時段用戶的分時電價見附錄A圖A1。由附錄A圖A1可知,分時電價谷時段為每天23:00至次日07:00(谷電價為0.050 5萬元/(MW·h))。對應(yīng)圖1可知,這段時間為用電負荷低谷,故BESS在這段時間內(nèi)持續(xù)充電;同理,分時電價高峰時段為每天09:00至12:00,17:00至22:00兩個時段(峰電價為0.121 5萬元/(MW·h))。對應(yīng)圖1可知,這兩個時段內(nèi)為用電高峰期,其中峰荷出現(xiàn)在15:00至18:00。為始終保證這一區(qū)域內(nèi)負荷獨立供電1 h并實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益,峰荷到來前BESS始終留有可供峰荷1 h獨立供電所需的電量,多余電能BESS將適時地在峰值電價時段賣出,即18:00過后BESS在峰值電價時段內(nèi)開始逐漸放電,持續(xù)到22:00結(jié)束,此時BESS內(nèi)剩余電量需不小于可向下一時段負荷獨立供電1 h所需的電量,并持續(xù)充電到次日07:00。BESS充放電時間示意圖如圖2所示。

圖2 BESS充放電時間示意圖Fig.2 Charging/discharging time curves of BESS

依據(jù)以上分析,本文選擇PCB,LFP和梯次電池這3種儲能電池,3種蓄電池成本參數(shù)見附錄A表A3。在保證區(qū)域內(nèi)負荷獨立供電1 h前提下,運用所提出的模型和分析方法,分析比較不同蓄電池的最優(yōu)配置,得出在當(dāng)前市場電價水平和成本下的年投資回報率。

4.2 蓄電池的最優(yōu)配置

4.2.1PCB

根據(jù)式(11)至式(14),BESS功率配置需不低于峰荷功率1.79 MW,考慮到留有10%的安全裕量,BESS額定功率取2 MW滿足要求。

根據(jù)PCB相關(guān)參數(shù),由式(18)所確定的BESS容量下限關(guān)系式可寫為:

(23)

(24)

考慮以下兩種情況。

1)EP1≥EP2

PCB儲能系統(tǒng)滿足供電區(qū)域內(nèi)負荷1 h獨立供電要求的最小容量配置方案為2 MW/2.32 MW·h,實際工程中配置取2 MW/2.4 MW·h,工作日平均DOD為50%(DOD低于50%所對應(yīng)的最小容量配置不滿足最大負荷需求),某型號PCB在DOD為50%時全壽命周期循環(huán)次數(shù)為3 900次。

將相關(guān)參數(shù)及容量配置方案代入式(20)可以得到全壽命周期內(nèi)總收益為635.4萬元,總成本為471.7萬元,凈收益為163.7萬元,年投資回報率約為3.5%,在壽命周期內(nèi)第8年開始盈利(注:整流/逆變設(shè)備一般壽命在15年,大于所列蓄電池壽命,在進行經(jīng)濟性計算時不需追加二次投資)。

2)EP1

儲能額定容量最小配置值用EP2表達式為:

(25)

s.t. 60%≤D<100%

(26)

式中:D值小于100%表示BESS不能完全充放電,要留有確保晚間負荷1 h獨立供電的電量。

根據(jù)式(22)得到簡化后僅含DOD和循環(huán)壽命兩個變量的PCB儲能系統(tǒng)年投資回報率表達式為:

100%

(27)

某型號PCB儲能系統(tǒng)在負荷1 h獨立供電的典型工作日,不同DOD下的最小配置如下。

①當(dāng)DOD為60%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)3 000次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.7 MW·h。

②當(dāng)DOD為70%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)2 300次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/3.5 MW·h。

③當(dāng)DOD為80%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)1 800次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/5.3 MW·h。

④當(dāng)DOD為90%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)1 300次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/10.5 MW·h。

PCB儲能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的總收益、總成本、凈收益及年投資回報率等經(jīng)濟數(shù)據(jù)見表1。

表1 PCB儲能系統(tǒng)不同配置下的經(jīng)濟數(shù)據(jù)Table 1 Economic data of PCB under different configurations

綜上,滿足可向某市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西區(qū)醫(yī)院及賓館獨立供電1 h的PCB儲能系統(tǒng)在以下3種配置時可實現(xiàn)盈利:①2 MW/2.4 MW·h,DOD為50%;②2 MW/2.7 MW·h,DOD為60%;③2 MW/3.5 MW·h,DOD為70%。以上3種配置中,配置①的容量配置最小,投資成本最小,年投資回報率最高,故PCB儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.4 MW·h,DOD為50%。

4.2.2LFP

根據(jù)LFP相關(guān)參數(shù),由式(18)所確定的儲能系統(tǒng)容量下限關(guān)系式為:

(28)

(29)

討論兩種情況,方法與PCB相同,得到符合條件的LFP儲能系統(tǒng)配置方案如下。

①當(dāng)DOD為50%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)5 000次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.2 MW·h。

②當(dāng)DOD為60%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)4 000次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.5 MW·h。

③當(dāng)DOD為70%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)3 200次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/3.3 MW·h。

④當(dāng)DOD為80%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)2 500次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/5.0 MW·h。

⑤當(dāng)DOD為90%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)2 100次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/9.9 MW·h。

LFP儲能系統(tǒng)年投資回報率表達式為:

(30)

LFP儲能系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的總收益、總成本、凈收益及年投資回報率等經(jīng)濟數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 LFP儲能系統(tǒng)不同配置下的經(jīng)濟數(shù)據(jù)Table 2 Economic data of LFP under different configurations

綜上,滿足向某市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西區(qū)醫(yī)院及賓館獨立供電1 h的LFP儲能系統(tǒng)在以下4種配置時可實現(xiàn)盈利:①2 MW/2.2 MW·h,DOD為50%;②2 MW/2.5 MW·h,DOD為60%;③2 MW/3.3 MW·h,DOD為70%;④2 MW/5.0 MW·h,DOD為80%。4種配置中,配置①的容量配置和投資成本均較小,年投資回報率較高,故LFP儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.2 MW·h,DOD為50%。

4.2.3梯次電池

梯次利用的LFP在容量配置和經(jīng)濟性計算時有以下特點。

①本例選用的梯次電池可利用容量為新電池額定容量的80%,在BESS配置過程中需多配置一些容量以滿足負荷需求。

②對梯次電池儲能系統(tǒng)進行成本分析時除了電池的固定投資成本和運行維護成本,還要對電池進行檢測、篩選、重新配組,由此產(chǎn)生了篩選配組成本,這部分成本為5萬元/(MW·h)。

③梯次電池壽命通常較新電池短,而整流/逆變設(shè)備壽命較長(一般可達15年),在進行經(jīng)濟性分析時,為了充分利用整流/逆變設(shè)備及分析長期的經(jīng)濟效益,考慮二次投資即更換一次電池,更換成本為5萬元/(MW·h)。

根據(jù)梯次動力電池相關(guān)參數(shù),由式(18)所確定的BESS容量下限關(guān)系式為:

(31)

(32)

討論兩種情況,同理,得到符合條件的梯次利用的LFP儲能系統(tǒng)配置方案如下。

①當(dāng)DOD為50%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)2 600次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.8 MW·h。

②當(dāng)DOD為60%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)2 000次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/3.1 MW·h。

③當(dāng)DOD為70%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)1 500次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/4.2 MW·h。

④當(dāng)DOD為80%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)1 100次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/6.2 MW·h。

⑤當(dāng)DOD為90%時,全壽命周期內(nèi)充放電循環(huán)900次,儲能系統(tǒng)配置為2 MW/12.4 MW·h。

梯次電池儲能系統(tǒng)初期固定投資成本為:

(33)

梯次電池儲能系統(tǒng)更換電池的二次固定投資成本為:

(34)

年投資回報率表達式如下:

(35)

梯次電池儲能系統(tǒng)在更換一次電池后全壽命周期內(nèi)的總收益、總成本、凈收益及年投資回報率等經(jīng)濟數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 梯次電池儲能系統(tǒng)不同配置下的經(jīng)濟數(shù)據(jù)Table 3 Economic data of second-use battery under different configurations

綜上,滿足可向某市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西區(qū)醫(yī)院及賓館獨立供電1 h的梯次電池儲能系統(tǒng)在以下兩種配置時可實現(xiàn)盈利:①2 MW/2.8 MW·h,DOD為50%;②2 MW/3.1 MW·h,DOD為60%。兩種配置中,配置①的容量配置和投資成本均較小,年投資回報率較高,故LFP儲能系統(tǒng)配置為2 MW/2.6 MW·h,DOD為50%。

4.3 年投資回報率的分析

隨著DOD的遞增,需配置的儲能容量隨之增大,壽命隨之減小,容量增大使得收益和投資成本都上升,壽命的減小又降低了全壽命周期內(nèi)的收益,所以BESS的年投資回報率函數(shù)是一個復(fù)雜函數(shù)。分析式(20)、式(22)、式(27)、式(30)和式(35)可知,BESS的投資回報率主要取決于DOD變化時循環(huán)次數(shù)增減幅度的大小,在一定范圍內(nèi),DOD每降低10%,循環(huán)次數(shù)增幅越大時,所帶來的收益增長速率會超過投資成本增長速率,投資回報率由負變正并逐漸增加。由式(20)得到DOD的下限取決于負荷峰值和晚間負荷最大值,對特定負荷來說,這個值是定值,就本文而言這個值是50%,與BESS電池種類無關(guān),只和負荷特性有關(guān)。

4.4 算例小結(jié)

通過對三種電池的最優(yōu)配置及對應(yīng)的全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟效益分析,可以得到如下結(jié)論:①總的凈收益方面,梯次電池、LFP,PCB依次增加;②一次投資成本方面,梯次電池、PCB,LFP依次增加;③總投資成本方面,PCB,LFP、梯次電池依次增加;④年投資回報率方面,梯次電池、LFP,PCB依次增加。就本例而言,BESS配置中經(jīng)濟效益最好的是PCB,而LFP循環(huán)壽命更長、性能更優(yōu)且經(jīng)濟效益隨著電池價格的迅速下降將會有大幅度提升,這兩種電池都適用于本例儲能系統(tǒng);梯次電池雖然初期投資最小,但目前來看BESS全壽命周期內(nèi)總成本較大,經(jīng)濟效益不顯著,不適用于本例中的儲能系統(tǒng)。

5 結(jié)語

本文的主要結(jié)論如下。

1)在BESS優(yōu)化配置過程中通過尋找影響儲能配置的關(guān)鍵因素,逐步簡化數(shù)學(xué)模型,避免了繁瑣的尋優(yōu)過程,更具工程實用性。

2)PCB前期投資較小,投資的年回報率較高,但存在碳污染的隱患,目前對于大規(guī)模的儲能系統(tǒng),使用PCB經(jīng)濟效益更好;LFP環(huán)保、充放電效率高、壽命長、可大倍率充放,但目前成本依然較高,經(jīng)濟效益不顯著,隨著近幾年LFP價格的快速下降,其應(yīng)用在BESS的年投資回報率會有明顯上升;梯次電池提高了電池的再利用率,緩解了電池處理中的污染問題,應(yīng)用在儲能方面可以降低初期投資成本,但目前在BESS中使用梯次電池全壽命周期內(nèi)的總成本較高,年投資回報率較低,經(jīng)濟效益不明顯。

3)目前BESS的年投資回報率隨著近幾年電池價格的迅速下降已經(jīng)有了大幅提高,峰谷電價差越大的地區(qū)BESS的經(jīng)濟效益越好。BESS大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵在于蓄電池循環(huán)壽命的提高、充放電效率的提升、成本的下降及商業(yè)模式的完善和政策的支持。

本文在計算過程中未考慮蓄電池容量衰減等因素對計算結(jié)果的影響,且經(jīng)濟效益的影響因素考慮也不夠全面。故如何更加全面地考慮各方面因素以實現(xiàn)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置有待進一步研究。

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