中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
作者：劉國(guó)靜 1 李琥 1李冰潔 1史靜 1張興 2
單位：1. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院；2. 中儲(chǔ)能（北京）咨詢(xún)服務(wù)有限公司
引用：劉國(guó)靜,李琥,李冰潔等.基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的共享儲(chǔ)能政策效應(yīng)分析[J].儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù),2022,11(11):3708-3719.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-
4239.2022.0265
摘 要 共享儲(chǔ)能采用統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和調(diào)度，具有初始投資低、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)小、設(shè)備質(zhì)量有保障、利于多重價(jià)值的實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)有望成為儲(chǔ)能和新能源協(xié)同發(fā)展的主流模式，該模式的持續(xù)、健康發(fā)展離不開(kāi)合理、有效政策的支持。本工作分析了我國(guó)共享儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法搭建了光伏和共享儲(chǔ)能發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型；基于某省實(shí)際及規(guī)劃數(shù)據(jù)，確定模型參數(shù)，模擬仿真了在不同配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、租賃費(fèi)用、年調(diào)度次數(shù)等政策情景下的光伏及儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模變化。研究結(jié)果表明，共享儲(chǔ)能政策的制定需綜合考慮新能源規(guī)劃目標(biāo)、儲(chǔ)能規(guī)劃目標(biāo)、系統(tǒng)靈活性需求等因素，積極拓展儲(chǔ)能收益來(lái)源，使源網(wǎng)荷合理分?jǐn)們?chǔ)能成本，才能實(shí)現(xiàn)新能源和儲(chǔ)能的高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展。
關(guān)鍵詞 共享儲(chǔ)能；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；政策效應(yīng)
2021年以來(lái)，國(guó)家出臺(tái)多項(xiàng)政策明確提出大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展，20多個(gè)省、自治區(qū)明確了新能源配置儲(chǔ)能的要求。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)新型儲(chǔ)能新增投運(yùn)規(guī)模首次突破2 GW，以源側(cè)新能源配置儲(chǔ)能和獨(dú)立儲(chǔ)能應(yīng)用為主。
新能源企業(yè)自建儲(chǔ)能主要是為滿(mǎn)足新能源項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性配置要求，配建儲(chǔ)能將增加新能源企業(yè)初始投資壓力，配置儲(chǔ)能減少棄電收益和考核費(fèi)用遠(yuǎn)不能彌補(bǔ)投資成本，新能源企業(yè)傾向于選擇性能較差、成本較低的儲(chǔ)能產(chǎn)品。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能采用共享模式具有以下優(yōu)點(diǎn)：統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，有效提高儲(chǔ)能利用率，最大程度發(fā)揮儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力；共享電站多在百兆瓦級(jí)及以上，通過(guò)規(guī)?；少?gòu)儲(chǔ)能設(shè)備和建設(shè)施工，可降低儲(chǔ)能電站成本，減小項(xiàng)目建設(shè)初期投資壓力和未來(lái)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)；有效減少新能源自配儲(chǔ)能設(shè)備質(zhì)量參差不齊、技術(shù)性能難以保證、安全隱患較大等問(wèn)題。
針對(duì)電源側(cè)共享儲(chǔ)能，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了一系列相關(guān)研究和實(shí)踐。文獻(xiàn)[5]提出一種發(fā)電側(cè)新能源電廠的共享儲(chǔ)能機(jī)制，建立基于合作博弈的共享儲(chǔ)能規(guī)劃模型。文獻(xiàn)[6]提出了面向可再生能源消納的共享儲(chǔ)能商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，依托國(guó)網(wǎng)青海省電力公司共享儲(chǔ)能交易的實(shí)踐案例，對(duì)共享儲(chǔ)能交易的可行性和存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[7]構(gòu)建了面向新能源消納場(chǎng)景的共享儲(chǔ)能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并采用基于FAHP和ITOPSIS的綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)青海省共享儲(chǔ)能交易試點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。文獻(xiàn)[8]提出了風(fēng)電共享儲(chǔ)能協(xié)同運(yùn)行模式，建立了共享儲(chǔ)能優(yōu)化模型，該模型能提升風(fēng)電消納能力、提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。過(guò)去兩年，中國(guó)密集出臺(tái)了多項(xiàng)關(guān)于儲(chǔ)能的政策，也開(kāi)展了一些相關(guān)的政策研究，但從研究?jī)?nèi)容來(lái)看，更多關(guān)注的是政策內(nèi)容本身，在共享儲(chǔ)能的政策效應(yīng)分析和評(píng)價(jià)方面，比如政策是否達(dá)到預(yù)期、哪種組合政策效果最優(yōu)、政策對(duì)儲(chǔ)能推廣的影響路徑的研究尚處于空白。
本工作基于搭建的新能源與共享儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，模擬在不同租賃費(fèi)用、配置要求、年調(diào)度次數(shù)等政策作用下的共享儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)，并分析相關(guān)政策的有效性，為優(yōu)化共享儲(chǔ)能政策提供參考。
1 我國(guó)共享儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 總體情況
根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，中國(guó)已投運(yùn)共享儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為894 MW，其中電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為794 MW。已投運(yùn)的共享儲(chǔ)能項(xiàng)目，主要分布在山東、湖南、河北、青海、甘肅、福建6個(gè)省，其中，山東、湖南、河北累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到百M(fèi)W以上。
從中國(guó)已投運(yùn)的共享儲(chǔ)能項(xiàng)目的應(yīng)用分布上看，電網(wǎng)側(cè)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為684 MW，其次是電源側(cè)，為110 MW。從各應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)分布上看，鋰離子電池占據(jù)了最大比重，特別是電源側(cè)(新能源發(fā)電側(cè)和輔助服務(wù))，全部應(yīng)用了鋰離子電池，電網(wǎng)側(cè)中的占比達(dá)到99.7%；2021年，壓縮空氣儲(chǔ)能和液流電池在共享儲(chǔ)能項(xiàng)目中得到首次應(yīng)用，前者是全球首個(gè)并網(wǎng)的百兆瓦級(jí)先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，后者在山東首批儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中主要用于實(shí)證研究。目前投運(yùn)的典型共享儲(chǔ)能電站見(jiàn)表1。
表1 目前投運(yùn)的典型共享儲(chǔ)能電站
1.2 共享儲(chǔ)能政策及實(shí)踐
1.2.1 共享儲(chǔ)能相關(guān)政策
近兩年，除了國(guó)家層面出臺(tái)的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確提出了探索共享儲(chǔ)能模式之外，陜西、寧夏、山東、湖南等11個(gè)省、自治區(qū)也相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)開(kāi)展共享儲(chǔ)能建設(shè)的政策。從出臺(tái)的相關(guān)政策來(lái)看，為解決新能源消納困難、系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足等問(wèn)題，多個(gè)省份鼓勵(lì)探索建設(shè)共享儲(chǔ)能。國(guó)內(nèi)出臺(tái)的共享儲(chǔ)能政策見(jiàn)表2。
表2 國(guó)內(nèi)共享儲(chǔ)能相關(guān)政策
1.2.2 共享儲(chǔ)能實(shí)踐
從共享儲(chǔ)能實(shí)踐來(lái)看，青海、山東、河南等省走在全國(guó)前列。青海在國(guó)內(nèi)率先提出共享儲(chǔ)能這一概念，構(gòu)建了儲(chǔ)能和新能源發(fā)電企業(yè)之間的市場(chǎng)化交易機(jī)制；山東從新型儲(chǔ)能應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)入手，通過(guò)健全政策和市場(chǎng)機(jī)制、開(kāi)展示范項(xiàng)目建設(shè)，探索出具有山東特色的“共享儲(chǔ)能”創(chuàng)新模式，引領(lǐng)2021年全國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展；河南最新的《“十四五”新型儲(chǔ)能實(shí)施方案(征求意見(jiàn)稿)》明確提出了2022年集中共享式電化學(xué)儲(chǔ)能容量租賃參考價(jià)格為260元/(kWh?a)，是全國(guó)首次政策制定層面提出電化學(xué)儲(chǔ)能容量租賃參考價(jià)格。
從共享儲(chǔ)能相關(guān)政策及實(shí)踐來(lái)看，新能源配額租賃是共享儲(chǔ)能一項(xiàng)主要、穩(wěn)定的收益來(lái)源。新能源配額租賃儲(chǔ)能，勢(shì)必會(huì)增加新能源項(xiàng)目成本，降低收益率，租賃成本過(guò)高影響新能源項(xiàng)目建設(shè)意愿；租賃成本過(guò)低，影響儲(chǔ)能建設(shè)積極性，不利于形成以?xún)?chǔ)能和調(diào)峰能力為基礎(chǔ)支撐的新增電力裝機(jī)發(fā)展機(jī)制。另外，儲(chǔ)能配置比例、配置時(shí)長(zhǎng)也會(huì)影響新能源和儲(chǔ)能的發(fā)展速度和規(guī)模。因此，如何制定合理的配置比例、時(shí)長(zhǎng)、租賃費(fèi)用等政策，成為亟待解決的問(wèn)題。
2 新能源側(cè)共享儲(chǔ)能發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(system dynamics，SD)是一門(mén)分析研究信息反饋系統(tǒng)的學(xué)科，也是一門(mén)認(rèn)識(shí)系統(tǒng)問(wèn)題和解決系統(tǒng)問(wèn)題的交叉性、綜合性學(xué)科。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為，系統(tǒng)的行為模式與特性主要取決于其內(nèi)部的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與反饋機(jī)制，系統(tǒng)在內(nèi)外動(dòng)力和制約因素的作用下按一定的規(guī)律發(fā)展演化。SD可以從系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)角度分析各因素之間的因果關(guān)系和反饋機(jī)制，模擬預(yù)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化，一般通過(guò)構(gòu)建內(nèi)部結(jié)構(gòu)流圖并將圖中各種關(guān)系用數(shù)學(xué)模型表示，從而研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)演化。
未來(lái)儲(chǔ)能的發(fā)展除了受本身技術(shù)性能、投資成本影響外，還受新能源增速、電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求、電力市場(chǎng)等多個(gè)外部因素影響。這些因素相互影響、相互作用，具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的特征。因此，本工作采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法來(lái)分析不同政策及政策組合對(duì)儲(chǔ)能未來(lái)發(fā)展的影響。
系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模并沒(méi)有固定的方法，本質(zhì)上是創(chuàng)造性的，但基本都遵循以下步驟：明確問(wèn)題，確定系統(tǒng)的邊界、提出動(dòng)態(tài)假說(shuō)、寫(xiě)方程、測(cè)試、政策設(shè)計(jì)和評(píng)估。遵循上述步驟，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型：
（1）明確問(wèn)題，確定系統(tǒng)邊界：為解決風(fēng)、光等新能源快速發(fā)展和電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足之間的矛盾，在新型儲(chǔ)能成本高、無(wú)成熟商業(yè)模式的背景下，需合理制定配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、成本分?jǐn)偙壤认嚓P(guān)政策，以加快形成以?xún)?chǔ)能和調(diào)峰能力為基礎(chǔ)支撐的新增電力裝機(jī)發(fā)展機(jī)制。本模型中，模擬的時(shí)間范圍為2021—2025年，關(guān)鍵變量為光伏累計(jì)裝機(jī)、儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)、需減少的累計(jì)棄電量。
（2）提出動(dòng)態(tài)假說(shuō)：重點(diǎn)考慮對(duì)模型動(dòng)態(tài)特性起決定性作用的關(guān)鍵因素，提出由光伏裝機(jī)壓力、儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性、光伏經(jīng)濟(jì)性、儲(chǔ)能靈活性缺額、儲(chǔ)能增加的靈活性等5條反饋回路組成的系統(tǒng)內(nèi)部反饋結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)因果結(jié)構(gòu)圖、存量流量圖。
（3）寫(xiě)方程：明確決策規(guī)則，估計(jì)參數(shù)初始值，確定各相關(guān)變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
（4）測(cè)試：包括檢查量綱是否一致，模型的模擬行為和系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)行為的比較，模型參數(shù)和初始化條件的靈敏度檢測(cè)等。
（5）政策設(shè)計(jì)和評(píng)估：為反映現(xiàn)實(shí)世界中政策的新增和改變，修改模型結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)，分析政策實(shí)施的效果。
2.1 模型邊界及假設(shè)
模型主要考慮如下邊界和假設(shè)：
（1）為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，本工作構(gòu)建的模型以集中式光伏配儲(chǔ)能為研究對(duì)象，不考慮風(fēng)電等其他新能源配儲(chǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、風(fēng)光水火基地等場(chǎng)景；
（2）假設(shè)“十四五”期間，在不配置儲(chǔ)能情況下的棄電率隨光伏裝機(jī)規(guī)模增大，光伏平均綜合發(fā)電效率為85%，允許的最大棄電率為5%；
（3）光伏項(xiàng)目壽命按25年考慮，“十四五”期間，光伏單位容量?jī)r(jià)格保持不變，為4000元/kW，儲(chǔ)能主要考慮技術(shù)比較成熟的電化學(xué)儲(chǔ)能，項(xiàng)目壽命按10年考慮。
2.2 系統(tǒng)因果關(guān)系分析
深入分析系統(tǒng)的主要變量及政策調(diào)控因素間的因果關(guān)系，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件VENSIM PLE 7.3.5繪制其因果關(guān)系，如圖1所示。
圖1 新能源與共享儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)因果關(guān)系反饋
從圖1可知，新能源與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型主要有5條反饋回路：
負(fù)反饋回路B1：光伏建設(shè)速度增加→提升光伏投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模→減少待完成的光伏裝機(jī)容量→減輕光伏裝機(jī)壓力→光伏建設(shè)速度減少。
負(fù)反饋回路B2：光伏建設(shè)速度增加→儲(chǔ)能建設(shè)速度增加→儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)增加→需要光伏分?jǐn)偟膬?chǔ)能成本增加→光伏經(jīng)濟(jì)性降低→光伏建設(shè)速度減少。
負(fù)反饋回路B3：光伏建設(shè)速度增加→需要新增的儲(chǔ)能靈活性增加→儲(chǔ)能靈活性缺額增加→光伏建設(shè)速度減少。
正反饋回路R1：光伏建設(shè)速度增加→儲(chǔ)能建設(shè)速度增加→儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)增加→儲(chǔ)能靈活性缺額減少→光伏建設(shè)速度增加。
正反饋回路R2：儲(chǔ)能建設(shè)速度增加→儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)增加→需要光伏分?jǐn)偟膬?chǔ)能成本增加→儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性增加→儲(chǔ)能建設(shè)速度增加。
2.3 系統(tǒng)的存量流量模型
根據(jù)上述因果關(guān)系，建立存量流量模型如圖2所示。狀態(tài)變量包括：光伏投運(yùn)裝機(jī)、儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)、需減少的累計(jì)棄電量；速率變量包括：光伏建設(shè)速度、儲(chǔ)能建設(shè)速度、需減少的棄電量增速；其他變量均為輔助變量和常量。
圖2 新能源與共享儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)存量流量
模型用到的主要方程式如下：
（1）光伏投運(yùn)裝機(jī)=INTEG(光伏建設(shè)速度，光伏投運(yùn)裝機(jī)初始值)
（2）儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)=INTEG(儲(chǔ)能建設(shè)速度，儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)初始值)
（3）需減少的累計(jì)棄電量=INTEG(需減少的棄電量增速，需減少的累計(jì)棄電量初始值)
（4）光伏建設(shè)速度=光伏擬定的建設(shè)速度*裝機(jī)壓力影響系數(shù)*儲(chǔ)能靈活性影響系數(shù)*光伏建設(shè)速度調(diào)整系數(shù)
（5）儲(chǔ)能建設(shè)速度=光伏建設(shè)速度*配置比例*儲(chǔ)能建設(shè)速度調(diào)整系數(shù)
（6）需減少的棄電量增速=IF THEN ELSE(光伏建設(shè)速度*光伏平均綜合發(fā)電效率*峰值年照小時(shí)數(shù)*(模擬的實(shí)際棄電率-允許的最大棄電率)<0，0，光伏建設(shè)速度*光伏平均綜合發(fā)電效率*峰值年照小時(shí)數(shù)*(模擬的實(shí)際棄電率-允許的最大棄電率))
（7）裝機(jī)壓力影響系數(shù)=光伏裝機(jī)壓力/裝機(jī)壓力參考值
（8）光伏裝機(jī)壓力=待完成的光伏裝機(jī)容量/(目標(biāo)年需新增光伏裝機(jī)容量*剩余時(shí)間)
（9）待完成的光伏裝機(jī)容量=目標(biāo)年光伏裝機(jī)容量-光伏投運(yùn)裝機(jī)
（10）裝機(jī)壓力參考值=1/(目標(biāo)年-水平年)
（11）儲(chǔ)能靈活性影響系數(shù)=IF THEN ELSE(儲(chǔ)能靈活性充裕度>1，1，儲(chǔ)能靈活性充裕度)
（12）儲(chǔ)能靈活性充裕度=儲(chǔ)能提供的靈活性/需減少的累計(jì)棄電量
（13）儲(chǔ)能提供的靈活性=儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)*配置時(shí)長(zhǎng)*DOD*充電效率*年充電次數(shù)
（14）光伏建設(shè)速度調(diào)整系數(shù)=建設(shè)意愿表(光伏內(nèi)部收益率)
（15）儲(chǔ)能建設(shè)速度調(diào)整系數(shù)=建設(shè)意愿表(儲(chǔ)能內(nèi)部收益率)
（16）建設(shè)意愿表=[(0.05，0)-(0.08，1)]，(0.05，0)，(0.06，0.8)，(0.07，0.9)，(0.08，1)
3 不同政策情景下仿真結(jié)果分析
3.1 模型參數(shù)及情景設(shè)計(jì)
3.1.1 模型參數(shù)設(shè)定
以西部某省為例，進(jìn)行模擬仿真。以2020年為基準(zhǔn)年，時(shí)間步長(zhǎng)為3個(gè)月，設(shè)定模擬時(shí)間為5年(60個(gè)月)，模擬的時(shí)間范圍為2021—2025年。
該省2020年光伏、電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)分別為1238萬(wàn)千瓦、12.11萬(wàn)千瓦；根據(jù)該省新能源及儲(chǔ)能規(guī)劃，2025年光伏、電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)要達(dá)到4500萬(wàn)千瓦、500萬(wàn)千瓦；新建光伏項(xiàng)目配建儲(chǔ)能規(guī)模要求不低于光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量的15%、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2 h以上。該省光伏標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為0.3035元/kWh，年峰值日照時(shí)數(shù)為1650 h。
假定該省計(jì)劃采用共享儲(chǔ)能模式滿(mǎn)足新能源配儲(chǔ)要求，統(tǒng)一接入電網(wǎng)，能量時(shí)移、容量租賃是共享儲(chǔ)能主要收益來(lái)源，平均充電電價(jià)為0.2元/kWh，平均放電電價(jià)為0.8元/kWh。
3.1.2 模型情景設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和新能源的協(xié)同發(fā)展，該省除了要求新建新能源項(xiàng)目需配置15%、2 h儲(chǔ)能外，還規(guī)定新能源承擔(dān)配儲(chǔ)80%的初始投資成本，年調(diào)用次數(shù)500次，充電時(shí)需交給電網(wǎng)的輸配電價(jià)、政府性基金及附加為0.2元/kWh。為了評(píng)估政策是否合理，建立以下評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：2025年可實(shí)現(xiàn)光伏裝機(jī)4500萬(wàn)千瓦的目標(biāo)，儲(chǔ)能提供的靈活性充裕度使光伏棄電率滿(mǎn)足不超過(guò)5%要求。
將該省當(dāng)前執(zhí)行的政策設(shè)定為基準(zhǔn)情景(情景1)，在基準(zhǔn)情景的基礎(chǔ)上，改變配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、光伏分?jǐn)們?chǔ)能成本比例、年調(diào)度次數(shù)、輸配電價(jià)等單個(gè)因素，分別得到一系列其他政策情景(情景2～情景6)，同時(shí)調(diào)整光伏分?jǐn)們?chǔ)能成本比例和年調(diào)度次數(shù)，得到組合情景7。
不同政策情景下的政策組合見(jiàn)表3。
3.2 不同政策情景的仿真結(jié)果分析
3.2.1 情景1
圖3為基準(zhǔn)情景(情景1)下，2020—2025年光伏投運(yùn)裝機(jī)、儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)、儲(chǔ)能提供的靈活性充裕度。在該情景下，2025年光伏投運(yùn)裝機(jī)為4542.2萬(wàn)千瓦，儲(chǔ)能投運(yùn)裝機(jī)為451.5萬(wàn)千瓦，儲(chǔ)能提供的靈活性充裕度不小于1(由儲(chǔ)能靈活性充裕度公式可知，小于1意味著新增儲(chǔ)能提供的靈活性不能滿(mǎn)足新增光伏棄電率不高于5%要求)。由政策合理性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，基準(zhǔn)情景下光伏投運(yùn)裝機(jī)、儲(chǔ)能提供的靈活性充裕度達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)。
圖3 基準(zhǔn)情景下光伏裝機(jī)、儲(chǔ)能裝機(jī)、靈活性充裕度
3.2.2 情景2
參照基準(zhǔn)情景下的政策組合，只改變光伏配儲(chǔ)比例，光伏配儲(chǔ)比例分別取10%、15%和20%三個(gè)數(shù)值，得到政策情景2。由圖4和表4可知，在該情景下，光伏配儲(chǔ)比例由當(dāng)前的15%調(diào)整到10%或20%均無(wú)法實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)。
3.2.4 情景4
參照基準(zhǔn)情景下的政策組合，只改變光伏分?jǐn)們?chǔ)能初始投資成本比例，分?jǐn)偙壤謩e取70%、80%、90%和100%四個(gè)數(shù)值，得到政策情景4。由圖6和表6可知，在該情景下，分?jǐn)偙壤秊?0%或100%時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)；分?jǐn)偙壤秊?0%、90%時(shí)，均可實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)。
3.2.6 情景6
參照基準(zhǔn)情景下的政策組合，只改變輸配電價(jià)、政府性基金及附加，不收取、減半收取、全額收取3種情形，得到政策情景6。由圖8和表8可知，不收取、減半收取或全額收取輸配電價(jià)、政府性基金及附加時(shí)，均可實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)。
由以上仿真結(jié)果表明，該省當(dāng)前的政策強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)既定的政策目標(biāo)，即2025年光伏裝機(jī)達(dá)到4500萬(wàn)kW以上且儲(chǔ)能提供的靈活性充裕度使光伏棄電率滿(mǎn)足不超過(guò)5%。由情景2、3的政策評(píng)價(jià)結(jié)果可知，只改變配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)，均無(wú)法實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)；由情景4、5、7的政策評(píng)價(jià)結(jié)果可知，制定合適的分?jǐn)偙壤?、保證一定的年調(diào)度次數(shù)是實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)的關(guān)鍵，儲(chǔ)能通過(guò)光伏分?jǐn)傄欢ū壤某跏纪顿Y、提高年調(diào)度次數(shù)回收成本，實(shí)際上反映的是對(duì)儲(chǔ)能容量和能量時(shí)移兩方面價(jià)值的認(rèn)可。
4 結(jié)論
采用統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的共享儲(chǔ)能可有效減少新能源自配儲(chǔ)能設(shè)備質(zhì)量參差不齊、技術(shù)性能難以保證、安全隱患風(fēng)險(xiǎn)較大等問(wèn)題，能實(shí)現(xiàn)政府、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)多方共贏，顯著提升新能源消納空間，對(duì)形成以?xún)?chǔ)能和調(diào)峰能力為基礎(chǔ)支撐的新增電力裝機(jī)發(fā)展機(jī)制、實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和新能源高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展具有重要意義。
配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、光伏分?jǐn)們?chǔ)能成本比例、年調(diào)度次數(shù)、充放電電價(jià)、輸配電價(jià)、政府性基金及附加是影響共享儲(chǔ)能發(fā)展的關(guān)鍵因素，這些因素相互影響、相互作用，具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的特征，應(yīng)采用系統(tǒng)地觀點(diǎn)綜合考慮。
光伏電站配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、分?jǐn)們?chǔ)能成本有一個(gè)最優(yōu)比例，比例過(guò)高影響光伏電站經(jīng)濟(jì)性，影響社會(huì)主體投資光伏意愿，進(jìn)而影響儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模；比例過(guò)低，受限于調(diào)節(jié)能力、可信發(fā)電容量不足等因素，光伏增速也會(huì)受到限制。因此，需合理制定配儲(chǔ)比例、配儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)及分?jǐn)偙壤?，?shí)現(xiàn)新能源和儲(chǔ)能的協(xié)同共生發(fā)展。
合理的年調(diào)度次數(shù)和充放電電價(jià)是儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)能量時(shí)移價(jià)值的重要保障，可通過(guò)計(jì)劃和市場(chǎng)兩種手段實(shí)現(xiàn)。計(jì)劃手段下，可出臺(tái)優(yōu)先調(diào)用儲(chǔ)能、保障年調(diào)度次數(shù)、擴(kuò)大儲(chǔ)能充放電電價(jià)上下限等政策；市場(chǎng)手段下，允許共享儲(chǔ)能以獨(dú)立身份參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量套利。
儲(chǔ)能并不是電能的最終消費(fèi)者，按充電電量收取輸配電價(jià)、政府性基金及附加可能提升終端用電成本，也影響儲(chǔ)能通過(guò)調(diào)峰輔助服務(wù)或現(xiàn)貨市場(chǎng)進(jìn)行能量套利的積極性，目前國(guó)家已出臺(tái)政策明確：獨(dú)立儲(chǔ)能電站向電網(wǎng)送電的，其相應(yīng)充電電量不承擔(dān)輸配電價(jià)和政府性基金及附加。
