考慮容量約束的儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式評價
開賽江1, 譚捷2, 孫誼媊1, 王衡1, 袁鐵江2
(1. 國網(wǎng)新疆電力有限公司,新疆 烏魯木齊 830063; 2. 大連理工大學(xué) 電氣工程學(xué)院,遼寧 大連 116024)
摘要:考慮儲能應(yīng)用價值的容量相關(guān)性約束,提出了一種儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式精確定量評估方法。采用雙梯級函數(shù)來表征電網(wǎng)對儲能、火電等靈活性調(diào)節(jié)資源性能和容量的要求;根據(jù)儲能在源、網(wǎng)、荷側(cè)產(chǎn)生的發(fā)電量、輸配電量、電費和輔助服務(wù)收益等增益,建立“儲能+”場景下新能源業(yè)主、電網(wǎng)運營商、用戶、儲能業(yè)主等相關(guān)方的收入函數(shù);根據(jù)增益耗費的儲能容量,建立相關(guān)方分?jǐn)偟膬δ艹杀竞瘮?shù);綜合考慮新能源、電網(wǎng)、用戶或者第三方等投資主體的凈收益最大,建立儲能投資博弈模型。最后,根據(jù)甘肅省的實際情況,評價了不同模式場景下規(guī)模化推廣儲能的商業(yè)模式,并對關(guān)鍵參數(shù)進行了靈敏度分析,論證了不同組合運營方式在特定源荷區(qū)域的效果,驗證了所提方法的可行性。
引文信息
開賽江, 譚捷, 孫誼媊, 等. 考慮容量約束的儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式評價[J]. 中國電力, 2022, 55(4): 203-213, 228.
KAI Saijiang, TAN Jie, SUN Yiqian, et al. Evaluation of business mode for large-scale energy storage applications considering capacity constraints[J]. Electric Power, 2022, 55(4): 203-213, 228.
引言
隨著新能源裝機比例的提升以及儲能技術(shù)成熟度的提高,儲能的需求空間和盈利空間也被不斷擴展和挖掘[1]。在出臺的相關(guān)政策支持下,鉛蓄電池儲能、鋰離子電池儲能、壓縮空氣儲能、氫儲能等各類儲能技術(shù)都在各自領(lǐng)域內(nèi)開展了一系列商業(yè)化探索[2]。儲能系統(tǒng)既可以在電力能量市場或輔助服務(wù)市場交易中獲得充放電價差收益,也可以利用其功率快速響應(yīng)或能量時空轉(zhuǎn)移的技術(shù)特性輔助提升新能源并網(wǎng)友好性和電力系統(tǒng)運行靈活性[3-4]。在未來清潔能源系統(tǒng)中,儲能技術(shù)將具有更大的應(yīng)用前景和價值空間[5-6]?,F(xiàn)階段儲能規(guī)?;瘧?yīng)用推廣并不順利,一個重要的原因是儲能技術(shù)及其應(yīng)用場景繁雜,缺乏科學(xué)合理的電價機制與統(tǒng)一的商業(yè)模式,使得各方資本在實際投資過程中缺乏積極性。
針對儲能的應(yīng)用場景和商業(yè)模式,國內(nèi)外開展了一系列研究。在儲能商業(yè)模式綜合效益分析和系統(tǒng)規(guī)劃方面,文獻(xiàn)[7]通過研究企業(yè)在儲能市場上的行為,探討了儲能商業(yè)模式創(chuàng)新對企業(yè)績效的影響,分析結(jié)果表明當(dāng)前的政策限制了大規(guī)模儲能的市場價值主張,以提高系統(tǒng)效率為主的商業(yè)模式創(chuàng)新將帶來更高的環(huán)境績效,從而提高客戶滿意度。文獻(xiàn)[8]提出在大規(guī)模儲能部署之前須考慮其對環(huán)境的影響,并采用全生命周期評估方法分析了各種儲能商業(yè)模式對環(huán)境的影響。文獻(xiàn)[9]分析了現(xiàn)有儲能商業(yè)模式的弊端,認(rèn)為儲能系統(tǒng)商業(yè)模式不僅需要考慮電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、市場和監(jiān)管障礙等因素,還應(yīng)在不同的尺度上加以區(qū)分,如操作模式、效用尺度、服務(wù)需求等。文獻(xiàn)[10]考慮了商業(yè)模式的差異,在業(yè)主投資模式、合同能源管理模式下分別建立了儲能系統(tǒng)全壽命周期優(yōu)化規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。在儲能激勵政策分析方面,文獻(xiàn)[11]分析了儲能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價值,并結(jié)合典型電網(wǎng)側(cè)儲能政策環(huán)境和中國電力體制改革情況分析,考慮投資主體、成本、電價等因素,提出了中國電網(wǎng)側(cè)儲能潛在的商業(yè)模式及相關(guān)政策建議。文獻(xiàn)[12]全面分析了澳大利亞儲能電池投運對中國儲能潛在商業(yè)模式的影響。在分布式和配電網(wǎng)側(cè)儲能的商業(yè)模式方面,文獻(xiàn)[13]研究了配電系統(tǒng)投資建設(shè)儲能的商業(yè)模式,并通過使用場合特性矩陣比較了儲能提供的電網(wǎng)服務(wù),提出一個商業(yè)模式案例開發(fā)框架。文獻(xiàn)[14]提出了一種基于用戶自定義輸入確定存儲單元參數(shù)的準(zhǔn)自動決策支持系統(tǒng),旨在檢測安裝在工業(yè)或商業(yè)用戶處儲能單元的盈利能力。文獻(xiàn)[15]提出以共享經(jīng)濟為儲能運營商新的商業(yè)模式,論證了電池存儲系統(tǒng)更有應(yīng)用推廣的潛力,并基于共享儲能的商業(yè)模式優(yōu)化了存儲系統(tǒng)的配置。文獻(xiàn)[16]提出了一種新型的分布式儲能-云儲能系統(tǒng)及其實現(xiàn)方式、運行機制和商業(yè)模式,旨在降低儲能服務(wù)成本,并通過實際電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的仿真驗證了云儲能系統(tǒng)的可行性和經(jīng)濟效益。文獻(xiàn)[17]提出了一種虛擬電廠的商業(yè)模式,利用分布式發(fā)電或儲能的綠色與靈活性價值實現(xiàn)能源高效利用,并建立了虛擬電廠協(xié)調(diào)優(yōu)化機理。
上述文獻(xiàn)對儲能的應(yīng)用場景、運行策略和商業(yè)模式進行了研究,分析了制約儲能推廣的關(guān)鍵因素,并提出了針對特定應(yīng)用場景的儲能容量規(guī)劃方法。然而,目前研究主要集中于示范工程的能效分析和單一儲能業(yè)態(tài)的理論分析,并且針對不同技術(shù)類型儲能規(guī)模化應(yīng)用的綜合商業(yè)價值評估多采用近似線性化的等效模型[18-20],并沒有考慮到不同技術(shù)類型、應(yīng)用場合下儲能容量及應(yīng)用價值的相互關(guān)聯(lián),且缺乏從源-網(wǎng)-荷環(huán)節(jié)全面、精確、定量評估儲能商業(yè)模式價值的方法。
因此,本文提出了一種考慮容量約束的儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式評價方法。采用雙梯級函數(shù)來表征電網(wǎng)對儲能、火電等靈活性調(diào)節(jié)資源性能和容量的要求;根據(jù)儲能在源、網(wǎng)、荷側(cè)產(chǎn)生的發(fā)電量、輸配電量、電費和輔助服務(wù)收益等增益,建立“儲能+”場景下新能源業(yè)主、電網(wǎng)運營商、用戶、儲能業(yè)主等相關(guān)方的收入函數(shù);根據(jù)增益耗費的儲能容量,建立相關(guān)方分?jǐn)偟膬δ艹杀竞瘮?shù);綜合考慮新能源、電網(wǎng)、用戶或者第三方等投資主體的凈收益最大,建立儲能投資博弈模型。最后,以甘肅為例,評價了不同模式場景下的博弈效果,并對關(guān)鍵參數(shù)做了靈敏度分析,結(jié)果與實際情況相符,驗證了所提模型與方法的正確性。
1 基于雙梯級函數(shù)的儲能作用量化建模
電網(wǎng)能夠接納大比例的風(fēng)電,制度和市場體制是關(guān)鍵,儲能系統(tǒng)并網(wǎng)參與電力調(diào)度是解決途徑。建立儲能規(guī)模化應(yīng)用的商業(yè)模式,調(diào)整電力系統(tǒng)所有參與者的利益,從而鼓勵和引導(dǎo)發(fā)展可再生能源的積極性,解決風(fēng)電消納問題。
儲能系統(tǒng)本身并不生產(chǎn)或消耗能量,僅僅作為一種對能量進行時空轉(zhuǎn)移的靈活性調(diào)節(jié)手段,其吸收和發(fā)出的能量必須平衡。當(dāng)儲能的應(yīng)用達(dá)到一定規(guī)模的時候,任何類型的儲能裝置對能源系統(tǒng)的作用可做以下等效:在充放電反轉(zhuǎn)時間和連續(xù)充放電時間約束下,將一定周期內(nèi)的電源或負(fù)荷出力曲線修整到期望水平。長時儲能主要作為能量型服務(wù),短時儲能主要作為功率型服務(wù)[21-22],雖然各自應(yīng)用價值構(gòu)成差異較大,但其物理特性本質(zhì)上一致。
風(fēng)電日出力并無顯著規(guī)律可循,然而,受地區(qū)風(fēng)電裝機容量以及風(fēng)資源約束,在一定周期內(nèi)的總發(fā)電量或者功率波動量相對恒定。因此,若不考慮實時風(fēng)電功率控制,每個固定充放電周期T內(nèi)的功率出力可用一個雙梯級函數(shù)來等效。
如圖1所示,由該日等效出力曲線可知,存在 1?α 的時段產(chǎn)生了高出力,若沒有任何日內(nèi)靈活性調(diào)節(jié)手段(系統(tǒng)備用、負(fù)荷響應(yīng)、儲能等),整體出力只能維持在最低水平,約45.58%的能量必須拋棄。如果要消納全部電量,必須配置功率調(diào)節(jié)容量約為 ΔP 的靈活調(diào)節(jié)電源來平衡風(fēng)電低出力帶來的功率缺額,而α太小會影響機組的利用效率,α 過大又會增大機組能耗。若使用儲能消納全部電量,最大須配置充放電功率分別為ΔPcharge 和 ΔPdischarge 的儲能裝置。
圖1 風(fēng)電日出力的雙梯級函數(shù)等效
Fig.1 Double-cascade function equivalence of daily wind power generation
如圖2所示,由該小時等效出力曲線可知,若僅僅配置了用于平抑日內(nèi)波動的長時儲能裝置,而缺乏短時功率波動調(diào)節(jié)資源,整體出力維持在小時內(nèi)最小出力,將有約6.77%的能量被拋棄,占日內(nèi)棄電量的14.95%。如果要消納全部電量,同樣也要配置一定容量的靈活性調(diào)節(jié)資源。
圖2 風(fēng)電小時出力的雙梯級函數(shù)等效
Fig.2 Double-cascade function equivalence of hourly wind power generation
對比圖1與圖2可知,不同充放電時長的儲能裝置的作用不一樣。在長時間周期新能源出力中,其出力間歇較長,出力波動幅值較大,但是最小出力等效時間占比α也相對較大,即高水平出力時間不多,新能源對充電功率容量的需求大于其放電功率需求,因此長時儲能的主要作用在于吸收新能源高水平發(fā)電時的電量,消除反調(diào)峰,提升新能源基礎(chǔ)電量。在短時間周期新能源出力中,新能源的出力主要呈近似線性的增長或降低,最小出力等效時間占比α接近于0.5,新能源對儲能的充電功率和放電功率的能力要求一致,短時儲能的主要作用在于降低新能源機組的短時大波動,減少因爬坡約束而丟棄的電量??芍?,不同時長的儲能裝置作用于不同的出力對象,其效果有所差異,因此其收益構(gòu)成和獲利方式也不一樣。
2 儲能服務(wù)價值分析和建模
根據(jù)儲能裝置主要服務(wù)對象的不同,儲能服務(wù)類型可以分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)及電力市場輔助服務(wù)4種基本服務(wù)形式。但是,它們皆有各自的應(yīng)用場景和獲利方式,且不同儲能應(yīng)用場景下的時間尺度和技術(shù)要求具有一定差異性[23-25]。
如表1所示,在新能源側(cè)配置小時級以上長時儲能可提升新能源基礎(chǔ)發(fā)電量而獲得收益v1,配置小時級以下短時儲能可減少波動棄電量而獲得收益v2;在送端電網(wǎng)配置小時級以下短時儲能可作為虛擬電廠提升電網(wǎng)輸配容量,拓展新能源發(fā)電空間而獲得收益v3;在受端電網(wǎng)配置短時儲能可提高受端電網(wǎng)的受電極限,提高外送電量而獲得收益v4;在負(fù)荷側(cè)配置長時儲能可進行大規(guī)模能量吞吐和削峰填谷,調(diào)節(jié)負(fù)荷降低購電成本而獲得收益v5;各儲能業(yè)態(tài)下皆可配置長時或短時儲能,統(tǒng)一參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù),獲得的收益為v6和v7。各類收益成分在技術(shù)上相互耦合構(gòu)成各方實際收益,結(jié)合儲能作用機理可以得到收益要素構(gòu)成與儲能系統(tǒng)配置之間的關(guān)系。
表 1 儲能服務(wù)不同使用實體的收益構(gòu)成
Table 1 Revenue composition of different entities using energy storage services
2.1 小時級以上長時儲能的收益構(gòu)成
小時級以上長時儲能主要用于平衡系統(tǒng)中日級乃至季節(jié)時間尺度的功率變化。目前,受限于地理條件、設(shè)備成本、技術(shù)成熟度等因素,大規(guī)模小時級以上長時儲能的應(yīng)用還有較大困難,長時功率變化主要由火電機組的日內(nèi)調(diào)度和季度發(fā)電計劃來調(diào)節(jié)。隨著氫儲能的技術(shù)和成本突破,電網(wǎng)長時儲能將有廣闊的應(yīng)用前景。各服務(wù)業(yè)態(tài)下長時儲能的收益主要包括以下幾個方面。
(1)新能源側(cè)配置小時級以上長時儲能可提升新能源日前調(diào)度的基礎(chǔ)電量,其收益可表示為
(2)受端電網(wǎng)配置小時級及以下短時儲能作為外送事故備用,可提升外送穩(wěn)態(tài)輸送極限、提高受端電網(wǎng)受電能力,提升新能源外送電量,其收益可表示為
3 多方利益協(xié)調(diào)及風(fēng)險分?jǐn)偰P?/strong>
3.1 儲能系統(tǒng)投資回報機制
儲能帶來的盈利點分為3類,(1)提升新能源和電網(wǎng)的發(fā)輸電量,這部分收益歸新能源和電網(wǎng)所有;(2)參與負(fù)荷側(cè)削峰填谷,這部分收益支配權(quán)在負(fù)荷側(cè);(3)參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù)市場,根據(jù)配備的容量與獲得的新能源棄電量參與統(tǒng)一的調(diào)頻、調(diào)峰備用等服務(wù)。由于裝配儲能系統(tǒng)后收益的盈利點不一樣,有必要將儲能內(nèi)部自身參與輔助服務(wù)獲得的收益與外部間接輔助源網(wǎng)荷獲得的收益分開。如圖3所示,在4類儲能服務(wù)業(yè)態(tài)中,源網(wǎng)荷3類需求實體須根據(jù)自身儲能服務(wù)量向儲能供應(yīng)實體支付服務(wù)費用,該價格由市場供需關(guān)系決定。儲能獲取的最終收益根據(jù)新能源、電網(wǎng)、用戶、第三方投資者的投資構(gòu)成進行分配。
圖3 規(guī)?;瘍δ軕?yīng)用的商業(yè)模式框架
Fig.3 Business mode framework of large-scale energy storage application
3.2 儲能增益收入函數(shù)
在各“儲能+”場景中,配置儲能會在源、網(wǎng)、荷側(cè)產(chǎn)生發(fā)電量、輸配電量、電費和輔助服務(wù)收益等增益,從而影響新能源業(yè)主、電網(wǎng)運營商、用戶、儲能業(yè)主等實體的收入。根據(jù)儲能增益構(gòu)成可知,新能源業(yè)主的收入由源端長時儲能和源送端短時儲能獲取的發(fā)電量收益構(gòu)成;電網(wǎng)運營商的收入由送受端短時儲能獲取的輸配電量收益構(gòu)成;用戶的收入由負(fù)荷側(cè)長時儲能獲取的電費收益構(gòu)成;儲能業(yè)主的收入由在全網(wǎng)配置的長短時儲能獲取的輔助服務(wù)收益構(gòu)成。
設(shè)新能源側(cè)、送端、受端、負(fù)荷側(cè)4類儲能服務(wù)業(yè)態(tài)需要的長時、短時儲能的能量和功率容量由2個4×2階矩陣q、s表示。
3.5 儲能投資主體的博弈模型
在儲能系統(tǒng)各商業(yè)模式中,一般都存在新能源、電網(wǎng)、負(fù)荷用戶以及第三方,既可做需求方也可做供給方,在商業(yè)模式博弈中,可以決定自己的市場需求量與投資量。以下采用遺傳算法對各方進行輪回優(yōu)化以獲取收斂決策作為最后博弈結(jié)果,并針對典型的幾種場景進行算例探究分析,其非合作博弈模型如下所示。
(1)博弈參與者:新能源、電網(wǎng)、用戶、第三方資本作為參與者構(gòu)成的博弈。
(2)參與者策略:4類利益實體進行博弈時,其策略分別為各自所從屬的儲能業(yè)態(tài)對各類儲能的容量需求決策及對各類儲能的投資決策,記為Ere、Egird、Euser、Ethird,具體表示為
(3)參與者的凈收益建模:新能源、電網(wǎng)、用戶、第三方資本的凈收益由式(24)給出。
(4)均衡策略:選定新能源、電網(wǎng)、用戶、第三方資本作為參與儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式的4類利益實體,分別對其中一類主導(dǎo)投資和4類全部進行投資博弈進行分析,評估不同商業(yè)模式的在不同價格或政策環(huán)境下的適用性和經(jīng)濟性。
4 算例分析
4.1 場景介紹
圖4和圖5為甘肅省新能源和日負(fù)荷曲線(僅顯示一個月的出力情況),其等效的雙梯級模型參數(shù)如表3所示(采用一年的數(shù)據(jù)等效)。此外,直流外送受端最大需求為1000 MW/15 min。
圖4 甘肅省日負(fù)荷曲線
Fig.4 Daily load curve of Gansu province
在儲能系統(tǒng)各商業(yè)模式中,一般存在新能源、電網(wǎng)、負(fù)荷用戶以及第三方,在商業(yè)模式博弈中,各方可以決定自己的市場需求量與投資量。以下針對典型的幾種場景進行算例探究分析。
4.2 新能源場站投資主導(dǎo)的商業(yè)模式
在新能源場站投資主導(dǎo)的商業(yè)模式中,新能源場站作為儲能服務(wù)的供應(yīng)者與需求者,而電網(wǎng)與負(fù)荷只作為需求方。通過三方博弈其結(jié)果如表4所示。在目前給出的電價環(huán)境下,新能源場站傾向于建設(shè)短時儲能,而其他儲能類型受成本限制,需求無法滿足。
表4 新能源場站投資策略
Table 4 Investment strategy of new energy stations
該投資方案的效益如表5所示,新能源場站投資短時儲能的主要收益來源于調(diào)頻輔助服務(wù),短時儲能將小時內(nèi)棄風(fēng)電量儲存起來,參與調(diào)頻輔助服務(wù)。電網(wǎng)因棄風(fēng)電量提升而獲得輸配電價收益。
表5 新能源場站投資主導(dǎo)各方效益分析
Table 5 Benefit analysis of leading parties of new energy station investment
在新能源場站投資主導(dǎo)的商業(yè)模式中,通過改變新能源電價補貼,對新能源消納量的影響進行靈敏度分析。如圖6所示,在短時儲能為主的商業(yè)模式中,新能源電價補貼對新能源消納水平的提升并不顯著。在本算例中,當(dāng)補貼電價達(dá)到0.4 元/(kW·h)時,短時儲能技術(shù)對新能源的消納水平已到達(dá)極限。短時儲能的盈利模式回報率高,并不需要過多補貼機制,但新能源提升空間有限。另一方面,長時儲能消納新能源潛力較大,但對儲能容量需求高,在儲能成本較高的情況下,補貼激勵作用有限,這種狀況與甘肅電網(wǎng)實際較為相符。
圖6 新能源主導(dǎo)下補貼電價對新能源消納量的影響
Fig.6 Influence of subsidy price on new energy consumption under the guidance of new energy
4.3 電網(wǎng)投資主導(dǎo)的商業(yè)模式
在電網(wǎng)投資主導(dǎo)的商業(yè)模式中,電網(wǎng)作為儲能服務(wù)的供應(yīng)者與需求者,而新能源場站與電力負(fù)荷只作為需求方。在此場景下,電網(wǎng)可主導(dǎo)的盈利點較少,傾向于在外送受端建設(shè)儲能以提升外送電量,而在目前輸配電價低迷的情況下并無需求。當(dāng)輸配電價提升為0.3元/(kW·h)時,電網(wǎng)產(chǎn)生投資意愿,博弈結(jié)果如表6所示。
表6 電網(wǎng)投資策略
Table 6 Grid investment strategy
當(dāng)繼續(xù)提升輸配電價時,各方收益變化如圖7所示。由圖7可知,輸配電價的變化對電網(wǎng)儲能投資意愿影響較大,但并不會影響其他各方的收益。由于電網(wǎng)受端配置的儲能主要用作故障備用以提升外送穩(wěn)態(tài)輸送能力,對儲能容量要求不高。因此,以甘肅電網(wǎng)為代表的新能源外送基地,當(dāng)具有外送電價優(yōu)勢的情況下,在外送受端配置儲能可極大提升交直流外送能力,提高全網(wǎng)負(fù)荷水平。
圖7 電網(wǎng)主導(dǎo)下輸配電價對各方收益的影響
Fig.7 Influence of transmission and distribution price on benefits of all parties under the guidance of power grid
4.4 第三方投資主導(dǎo)的商業(yè)模式
在第三方投資主導(dǎo)的商業(yè)模式中,第三方作為儲能服務(wù)的供應(yīng)者與需求者,而新能源場站、電網(wǎng)和電力負(fù)荷只作為需求方,即儲能完全由第三方來供應(yīng)的全服務(wù)租賃模式。通過博弈可知,第三方投資主導(dǎo)的商業(yè)模式受儲能成本影響極大。當(dāng)功率成本為400元/kW,能量容量成本為800元/(kW·h)時,第三方產(chǎn)生投資意愿,其博弈結(jié)果如表7所示。此時,第三方投資還是傾向于回報率較高的短時儲能,由于受市場供需與成本回收周期控制,儲能投資規(guī)模較小。
表7 第三方投資策略
Table 7 Third party investment strategy
通過改變儲能建造成本,對各方收益影響進行靈敏度分析。如圖8所示,第三方投資主導(dǎo)下,其收益受儲能建造成本影響較大。該商業(yè)模式的應(yīng)用必須建立在較低儲能成本的基礎(chǔ)上,但總體來看,該模式下各方參與度不高,不利于儲能規(guī)模化推廣應(yīng)用。
圖8 第三方主導(dǎo)下儲能成本對各方收益的影響
Fig.8 Impact of energy storage cost on benefits of all parties under the guidance of the third party
4.5 市場全開放的商業(yè)模式
在市場全開放的商業(yè)模式中,新能源、電網(wǎng)和電力用戶同時作為儲能服務(wù)的供應(yīng)者和需求者,同時還有第三方投資者加入,同時參與市場博弈,其博弈結(jié)果如表8所示,其經(jīng)濟性能如表9所示。
在當(dāng)前價格環(huán)境下,市場投資集中在短時儲能和外送送端儲能。新能源消納量雖低于新能源投資主導(dǎo)的商業(yè)模式,但儲能市場總收益較大,這與實際市場規(guī)律吻合。
同樣,通過改變儲能建造成本,對各方收益影響進行靈敏度分析。如圖9所示,儲能建造成本的改變會影響到整個市場的競爭和投資策略,但影響并不是單調(diào)函數(shù);新能源與電網(wǎng)由于自身優(yōu)勢,市場競爭力較大。
圖9 全開放市場下儲能成本對各方收益的影響
Fig.9 Impact of energy storage cost on benefits of all parties in the open market
儲能成本對儲能容量的影響如圖10所示,隨著成本降低,長時儲能開始進入市場,儲能投入容量將達(dá)到400 MW,儲能的使用率大幅提高。
圖10 全開放市場下儲能成本對儲能容量的影響
Fig.10 Impact of energy storage costs on energy storage capacity in the open market
5 結(jié)論
本文提出的儲能規(guī)?;瘧?yīng)用商業(yè)模式評價方法較為客觀地反映了各類投資場景,同時驗證了雙梯級模型等效描述儲能作用的可行性,對甘肅儲能規(guī)?;瘧?yīng)用的商業(yè)模式進行了評價,得到如下結(jié)論。
(1)短時儲能不需要過多補貼,也可獲得理想的盈利,但對新能源消納空間提升有限。
(2)長時儲能消納潛力較大,但對儲能容量需求高,在儲能成本較高的情況下,補貼激勵作用效果不明顯。
(3)當(dāng)具有外送電價優(yōu)勢的情況下,在外送受端配置儲能可極大提升交直流外送能力,提高全網(wǎng)負(fù)荷水平。
(4)第三方投資主導(dǎo)的商業(yè)模式必須建立在較低儲能成本的基礎(chǔ)上。
(5)儲能建造成本的改變會影響整個市場的競爭和投資策略,并會產(chǎn)生外溢價值,其影響機理有待進一步分析。