基于調(diào)頻需求的光伏電站改擴(kuò)建及度電成本評(píng)估

郭振興，干建麗，鄒陽(yáng)洋，李曉潔，洪凌，鄭渭建

（1.浙江浙能北海水力發(fā)電有限公司，浙江 麗水 323907；2.浙江省白馬湖實(shí)驗(yàn)室有限公司，浙江 杭州 311121；3.浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，浙江 杭州 311121）

0 引 言

在碳達(dá)峰、碳中和背景下，新能源電站建設(shè)如火如荼，風(fēng)電、光伏裝機(jī)急劇增長(zhǎng)。但新能源發(fā)電容易受到環(huán)境（如風(fēng)力、光照）條件影響，發(fā)電量波動(dòng)造成預(yù)測(cè)難度較大，進(jìn)而影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。自2019 年起，全國(guó)各地方電力公司、國(guó)家能源局等陸續(xù)出臺(tái)針對(duì)新能源電站的兩個(gè)細(xì)則，對(duì)新能源電站發(fā)電量進(jìn)行適當(dāng)約束，來(lái)保證電網(wǎng)穩(wěn)定性[1,2]，新能源電站參與輔助調(diào)頻是細(xì)則內(nèi)容之一。山西、寧夏、青海、山東等地逐步要求光伏電站配置儲(chǔ)能以適配電網(wǎng)[3]，并對(duì)儲(chǔ)能的容量、循環(huán)壽命、充放電倍率等加以限制。2020 年，國(guó)電投首例“光伏+鐵-鉻液流電池”儲(chǔ)能示范項(xiàng)目在河北投產(chǎn)運(yùn)行，西藏日喀則市50 兆瓦“光伏+儲(chǔ)能”綜合能源示范項(xiàng)目并網(wǎng)，華東地區(qū)萊州市土山鎮(zhèn)一期“120 兆瓦+6 兆瓦/12 兆瓦時(shí)”光儲(chǔ)融合項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，各地的新能源調(diào)頻工作均在陸續(xù)開(kāi)展試點(diǎn)。

儲(chǔ)能用于調(diào)頻系統(tǒng)在國(guó)外已有多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)對(duì)新能源參與電網(wǎng)一次調(diào)頻、儲(chǔ)能裝置在新能源電站中應(yīng)用前景等相關(guān)研究也在持續(xù)開(kāi)展，主要集中在必要性分析、可行性研究、技術(shù)路線選擇和經(jīng)濟(jì)成本分析上。在可行性方面，金晨、任大偉等[4-6]從不同時(shí)空尺度統(tǒng)籌優(yōu)化新能源、儲(chǔ)能及電網(wǎng)互聯(lián)容量，開(kāi)展了系統(tǒng)棄電率、新能源電源裝機(jī)、儲(chǔ)能配置及電網(wǎng)互聯(lián)容量靈敏度分析，評(píng)估中國(guó)“十四五”儲(chǔ)能發(fā)展需求，研究新能源配置儲(chǔ)能替代火電的條件。張軍等[7]提出了目前新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)收益模式模糊、儲(chǔ)能成本降低和收益尚未完全契合的問(wèn)題，認(rèn)為當(dāng)前新能源儲(chǔ)能收益模式更適合用于光伏補(bǔ)貼較高或存在棄風(fēng)棄光場(chǎng)景的電站，經(jīng)濟(jì)性方面，陳大宇等[8]分析了儲(chǔ)能用于調(diào)頻市場(chǎng)的控制策略和經(jīng)濟(jì)性，基于美國(guó)加州儲(chǔ)能調(diào)頻的商業(yè)化應(yīng)用案例分析得出儲(chǔ)能調(diào)頻電站可在3～4 年回收成本，但國(guó)內(nèi)調(diào)頻收益機(jī)制尚不明確，是否可以達(dá)到預(yù)期仍有待商榷。徐巖等[9]分析了不同目標(biāo)下儲(chǔ)能配置方案的全生命周期成本，認(rèn)為以電能質(zhì)量達(dá)標(biāo)為目的配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)在當(dāng)下經(jīng)濟(jì)性較差，而推廣增配儲(chǔ)能系統(tǒng)需要滿(mǎn)足其增加的售電收入及減免的罰金之和大于增配儲(chǔ)能后增加的損耗和故障成本的條件。黃碧斌等[10]結(jié)合儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性和電力系統(tǒng)需求，對(duì)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能典型案例進(jìn)行研究，認(rèn)為電化學(xué)儲(chǔ)能作為一種電網(wǎng)元件，目前成本仍較高，須通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃來(lái)提高應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性。周波等[11]對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目定價(jià)機(jī)制開(kāi)展分析，提出了基于均化成本法和基于輔助服務(wù)貢獻(xiàn)法的儲(chǔ)能定價(jià)模型，期望通過(guò)電價(jià)和補(bǔ)貼調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)施參與電網(wǎng)的積極性。以上研究均認(rèn)為儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性有限，目前仍需外部激勵(lì)。在技術(shù)路線方面，劉輝等[12]提出了一種風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻控制策略。王小平等[13]考慮了光伏電站有功-頻率下垂控制特性，在無(wú)須額外硬件增加或改造基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光伏電站自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)和一次調(diào)頻功能一體化集成。鄭有余等[14]提出一種基于全站控制的整套改造方案，對(duì)現(xiàn)有光伏場(chǎng)站參與系統(tǒng)一次調(diào)頻功率控制策略進(jìn)行了改進(jìn)。徐放等[15]提出基于實(shí)時(shí)最大功率估計(jì)的光伏系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)頻的控制策略，較準(zhǔn)確估計(jì)最大可用功率、調(diào)節(jié)輸出功率，根據(jù)調(diào)頻定量需求反向調(diào)節(jié)光伏系統(tǒng)減載率，使光伏系統(tǒng)有效參與電網(wǎng)一次與二次調(diào)頻。馮曉麗等[16]基于光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并優(yōu)化了梯次利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量。黎淑娟等[17]提出了考慮電池過(guò)載倍率特性的調(diào)頻用儲(chǔ)能電池優(yōu)化配置，對(duì)磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、鉛酸電池的容量配置進(jìn)行對(duì)比分析，以?xún)?chǔ)能電池容量/功率最小為目標(biāo)進(jìn)行電池容量?jī)?yōu)化配置，來(lái)有效優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)初期建設(shè)成本，以作為儲(chǔ)能配置的可行發(fā)展方向。綜合來(lái)看，目前大多數(shù)文獻(xiàn)還是以磷酸鐵鋰為儲(chǔ)能系統(tǒng)主要對(duì)象，對(duì)于高倍率或其他新興電池的光儲(chǔ)配置方案研究較少。

本文結(jié)合新能源電站的一次調(diào)頻改造需求開(kāi)展電站成本評(píng)估，以具體光伏電站為例，分析其一次調(diào)頻改造方式，包括調(diào)整光伏電站裝機(jī)容量或限制實(shí)際發(fā)電量和增配儲(chǔ)能電池兩種方案，提供了簡(jiǎn)易成本計(jì)算方法。另外，針對(duì)光伏電站增配儲(chǔ)能電池的需求，本文結(jié)合了電池基本參數(shù)，如充放電倍率、循環(huán)次數(shù)和單價(jià)等，分析電池類(lèi)型在光伏一次調(diào)頻改造方案中對(duì)全生命周期度電成本的影響，并揭示調(diào)頻改造中儲(chǔ)能電池應(yīng)關(guān)注的主要參數(shù)。

1 新能源電站一次調(diào)頻改造方案簡(jiǎn)述

新能源場(chǎng)站應(yīng)預(yù)留一定比例的額定容量用于一次調(diào)頻[18]。以光伏電站為例，根據(jù)光伏電站參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的服務(wù)細(xì)則及技術(shù)指標(biāo)[19]，預(yù)留用于一次調(diào)頻的比例一般為10%，調(diào)頻合格率應(yīng)滿(mǎn)足在60%以上?？紤]極限情況，即反應(yīng)和控制時(shí)間忽略不計(jì)，則光伏電站應(yīng)配備瞬時(shí)可供給6%額定容量的裝機(jī)以滿(mǎn)足調(diào)頻需求。本文后續(xù)計(jì)算中，光伏額定容量預(yù)留比例為10%。

新能源電站一次調(diào)頻可通過(guò)調(diào)整光伏發(fā)電量和增配儲(chǔ)能兩種形式實(shí)現(xiàn)，汪洋[20]將其闡述為光伏電站的單一調(diào)頻和光儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻。

調(diào)整光伏發(fā)電量的改造方案考慮在電站額定規(guī)模的基礎(chǔ)上，通過(guò)AGC 或者自動(dòng)電壓控制(AVC)裝置的改造，對(duì)電站光伏發(fā)電量進(jìn)行限制，從而預(yù)留一次調(diào)頻服務(wù)所需的儲(chǔ)備功率，該方式可以?xún)H改造AGC/AVC 裝置，或按照調(diào)頻功率要求增建光伏裝機(jī)，前者先期投資小，后者可以增加日常光伏上網(wǎng)電量，而無(wú)論哪一種，都會(huì)造成一次調(diào)頻儲(chǔ)備功率量的發(fā)電量損失，且由于光伏系統(tǒng)的發(fā)電不確定性，在需要調(diào)頻的時(shí)間，存在被考核的風(fēng)險(xiǎn)。

增配儲(chǔ)能的方案在儲(chǔ)能技術(shù)日漸發(fā)展的當(dāng)下被更多人提起，儲(chǔ)能系統(tǒng)的投入可以穩(wěn)定光伏電站發(fā)電量、有利于限電地區(qū)光伏發(fā)電容量的臨時(shí)存儲(chǔ)和夜間釋放，是充滿(mǎn)前景的光儲(chǔ)一次調(diào)頻改造方式。但儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前的性能參數(shù)和價(jià)格差異較大，且因循環(huán)次數(shù)限制，在光伏電站全生命周期內(nèi)需要更換，其初始投入和替換投入相對(duì)較大。

2 改造工作成本分析

本節(jié)通過(guò)對(duì)LCOE 公式的分析，量化分析光伏參與一次調(diào)頻需要開(kāi)展的改造工作成本。

2.1 光伏裝機(jī)度電成本分析

根據(jù)美國(guó)NREL 手冊(cè)[21]提出的度電成本基本公式，光伏項(xiàng)目度電成本由項(xiàng)目全生命周期成本現(xiàn)值總和與項(xiàng)目年發(fā)電量共同計(jì)算得出，如下：

式中：L0為原電站平準(zhǔn)化度電成本，元/kWh；CCLCC為全生命周期成本的現(xiàn)值總和，萬(wàn)元；Qn為第n年光伏項(xiàng)目發(fā)電量，萬(wàn)kWh；d為折現(xiàn)率，通常取0.06 或0.08；N為全生命周期年限，通常取25 年。全生命周期成本的現(xiàn)值總和見(jiàn)式(2)：

式中：Cn為第n年的成本費(fèi)用，萬(wàn)元，包括建設(shè)投資、系統(tǒng)殘值、運(yùn)維管理費(fèi)（如修理費(fèi)等）、設(shè)備更換、能源消耗等，一般均與光伏電站規(guī)模正相關(guān)。

2.2 調(diào)整光伏裝機(jī)后的度電成本

如前所述，通過(guò)調(diào)整光伏裝機(jī)并預(yù)留10%的光伏額定容量用于一次調(diào)頻，通過(guò)電站功率控制系統(tǒng)(AGC)實(shí)現(xiàn)。但對(duì)于光伏發(fā)電站而言，保留10%的光伏額定容量將不可避免地影響項(xiàng)目發(fā)電收益，從而影響項(xiàng)目的度電成本。結(jié)合式(1)直觀分析，增加光伏裝機(jī)會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)成本費(fèi)用Cn增加，而保留一定比例的額定容量用于調(diào)頻則會(huì)減少項(xiàng)目全生命周期發(fā)電量Qn，二者都將導(dǎo)致項(xiàng)目度電成本增加。

假設(shè)項(xiàng)目總成本費(fèi)用（包括建設(shè)成本及運(yùn)維成本）與電站裝機(jī)呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)項(xiàng)目增建比例為p的光伏額定裝機(jī)(0 ≤p≤10%)，并預(yù)留10%的光伏額定容量用于調(diào)頻時(shí)，項(xiàng)目度電成本Lpv如式(3)所示：

可得，項(xiàng)目調(diào)整光伏裝機(jī)并預(yù)留10%的光伏額定容量，在假設(shè)項(xiàng)目總成本費(fèi)用與電站裝機(jī)呈正相關(guān)關(guān)系的條件下，調(diào)整后電站的度電成本是原光伏電站成本的1.11 倍。進(jìn)一步地，對(duì)于預(yù)留一定比例pf的光伏額定容量的光伏電站，無(wú)論其是否調(diào)整光伏裝機(jī)，其度電成本應(yīng)滿(mǎn)足式(4)：

另外，對(duì)于系統(tǒng)增配的光伏裝機(jī)容量，如不配置儲(chǔ)能，系統(tǒng)可以提升非高峰時(shí)段的發(fā)電量；如配置儲(chǔ)能，還可以額外回收峰值限電部分能量。在發(fā)電總量上有一定優(yōu)勢(shì)。

2.3 增設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)后的度電成本

除調(diào)整光伏裝機(jī)和發(fā)電量外，增設(shè)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)也是當(dāng)前重點(diǎn)關(guān)注方向。結(jié)合式(1)，儲(chǔ)能系統(tǒng)增設(shè)會(huì)增加項(xiàng)目總成本Cn，其充放電過(guò)程的能量損失也會(huì)影響項(xiàng)目發(fā)電量Qn。但考慮到儲(chǔ)能充放電效率通常在90%以上，損耗相對(duì)較少，因此，本文暫不考慮儲(chǔ)能充放電過(guò)程對(duì)光伏項(xiàng)目發(fā)電量的損耗。

1)儲(chǔ)能電池容量：電池建設(shè)/更換成本一般與電池單價(jià)和容量相關(guān)，而儲(chǔ)能容量與新能源項(xiàng)目額定功率和調(diào)頻需求相關(guān)，可通過(guò)式(5)表示：

式中：Ebat為儲(chǔ)能電池容量，kWh；Pbat為電池額定功率，kW；Tb為電池額定充電時(shí)間，h；Cb為電池倍率，C；PN為新能源項(xiàng)目裝機(jī)容量，kW。

2)儲(chǔ)能電池壽命：儲(chǔ)能電池有其額定的充放電循環(huán)次數(shù)，達(dá)到額定次數(shù)的儲(chǔ)能電池應(yīng)予以更換，電池壽命計(jì)算如式(6)所示：

式中：Nc為儲(chǔ)能電池壽命，年，一般為6～9年；nb為儲(chǔ)能全生命周期循環(huán)次數(shù)，一般在3000～5000 次不等；ny為儲(chǔ)能電池每年循環(huán)次數(shù)，次/年，本文中取250 次/年[22]。

根據(jù)式(1)和(2)，可以得到儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期成本現(xiàn)值，如式(7)所示：

儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)期的成本主要為建設(shè)投資成本；運(yùn)行期的成本主要是運(yùn)行維護(hù)成本，其中儲(chǔ)能電池壽命期結(jié)束當(dāng)年還會(huì)產(chǎn)生電池更換成本及回收舊電池帶來(lái)的成本節(jié)約；另外，整個(gè)發(fā)電項(xiàng)目壽命期結(jié)束后，回收儲(chǔ)能電池固定資產(chǎn)殘值會(huì)帶來(lái)額外的成本節(jié)約。結(jié)合儲(chǔ)能電池容量和壽命，儲(chǔ)能電池在項(xiàng)目全生命周期各年度的成本投入可以進(jìn)一步分解，如式(8)所示：

2.4 度電成本增量對(duì)比

分別定義VLpv和VLbat為調(diào)整光伏裝機(jī)和增配儲(chǔ)能后的新能源項(xiàng)目度電成本增量。則根據(jù)第2.1-2.2 節(jié)分析，度電成本增量如式(9)、(10)所示 ：

定義權(quán)衡系數(shù)s：

式中：s為調(diào)頻需求下，增配儲(chǔ)能和調(diào)整光伏裝機(jī)兩種方案的度電成本增量比。

當(dāng)s＞1 時(shí)，增配儲(chǔ)能的度電成本增量大于調(diào)整光伏裝機(jī)的度電成本增量，不考慮一次調(diào)頻獎(jiǎng)勵(lì)、儲(chǔ)能峰谷電價(jià)差收益的情況下，僅調(diào)整光伏裝機(jī)是更合適的改造方式；同理，當(dāng)s＜1 時(shí)，增配儲(chǔ)能是優(yōu)選的改造方案。結(jié)合式(9)-(11)，權(quán)衡系數(shù)s也可以表示如下：

該式不需要考慮光伏電站發(fā)電情況、僅通過(guò)原光伏電站、增配儲(chǔ)能的全生命周期成本和需要預(yù)留的裝機(jī)比例，就可以獲得權(quán)衡系數(shù)。

3 實(shí)例分析

3.1 某光儲(chǔ)電站項(xiàng)目度電成本情況

以甘肅某地區(qū)產(chǎn)業(yè)園光儲(chǔ)一體化發(fā)電項(xiàng)目為實(shí)例。項(xiàng)目光伏發(fā)電側(cè)規(guī)模87.5MW，儲(chǔ)能系統(tǒng)3.5MW/7(MW·h)，靜態(tài)總投資30136 萬(wàn)元。光伏首年利用小時(shí)數(shù)1717 小時(shí)。

根據(jù)項(xiàng)目工程總概算表及子表統(tǒng)計(jì)得，儲(chǔ)能系統(tǒng)造價(jià)1110.12 萬(wàn)元，其中包含儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備及安裝費(fèi)1057.52 萬(wàn)元、儲(chǔ)能系統(tǒng)柜22.10 萬(wàn)元和儲(chǔ)能設(shè)備基礎(chǔ)工程30.50 萬(wàn)元。假設(shè)除儲(chǔ)能部分外均為光伏系統(tǒng)成本，則項(xiàng)目光伏建設(shè)總成本29025.88 萬(wàn)元，儲(chǔ)能系統(tǒng)初始建設(shè)成本1110.12萬(wàn)元，儲(chǔ)能系統(tǒng)單價(jià)約1585 元/(kW·h)。

光伏電站運(yùn)維費(fèi)用按照2%的初始投資預(yù)估，約為0.067 元/(瓦·年)，系統(tǒng)殘值5%，在第25年回收；儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)維費(fèi)用按照0.05 元/(瓦·年)估算，系統(tǒng)殘值10%，電池循環(huán)次數(shù)3000 次。

則該項(xiàng)目光伏系統(tǒng)、增配儲(chǔ)能及調(diào)整裝機(jī)的度電成本情況如下表1 所示：

表1 項(xiàng)目光伏及儲(chǔ)能系統(tǒng)度電成本情況

根據(jù)表1 數(shù)值及式(11) 可得，權(quán)衡系數(shù)s=1.2287 ＞1。針對(duì)該光儲(chǔ)一體化實(shí)例項(xiàng)目投資數(shù)據(jù)，如果僅根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)預(yù)留4%的發(fā)電量，直接調(diào)整光伏裝機(jī)比增配儲(chǔ)能系統(tǒng)要更加便宜，但總體差距不大。但考慮增配儲(chǔ)能系統(tǒng)在一次調(diào)頻獎(jiǎng)勵(lì)、儲(chǔ)能峰谷電價(jià)差收益上存在提高收益的可能性[23]，增配儲(chǔ)能相對(duì)更有前景。

3.2 不同類(lèi)別儲(chǔ)能電池比較

通過(guò)公開(kāi)資料，我們收集了不同電池倍率的儲(chǔ)能電池參數(shù)[24-26]，并通過(guò)式(7)、(8)計(jì)算得到儲(chǔ)能系統(tǒng)度電成本，如表2 所示?？梢钥闯?，本項(xiàng)目?jī)?chǔ)能系統(tǒng)電池參數(shù)與磷酸鐵鋰電池較為相近，儲(chǔ)能系統(tǒng)改造的度電成本超過(guò)0.22 元/(kW·h)，采用高倍率儲(chǔ)能電池進(jìn)行一次調(diào)頻改造的度電成本最低，為0.2161 元/(kW·h)，可見(jiàn)儲(chǔ)能電池的生產(chǎn)成本、倍率及循環(huán)次數(shù)對(duì)一次調(diào)頻儲(chǔ)能改造成本影響巨大。

表2 典型儲(chǔ)能電池參數(shù)及其度電成本

另外，電池充電時(shí)間對(duì)項(xiàng)目改造成本的影響也不容忽視，因?yàn)檩o助調(diào)頻需要預(yù)留新能源裝機(jī)10%的瞬時(shí)功率。如磷酸鐵鋰等電池充電時(shí)間較長(zhǎng)，則需要預(yù)留的電池容量就更大，導(dǎo)致電池投入成本和充放電成本相對(duì)較高。但本文目前暫未考慮峰谷電價(jià)差造成的收益情況，僅針對(duì)儲(chǔ)能輔助光伏電站參加無(wú)償調(diào)頻調(diào)峰考慮成本情況，實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)針對(duì)各地政策作針對(duì)性測(cè)算。

考慮到目前市面上電池參數(shù)差異較大，不同類(lèi)型的電池在單價(jià)、充放電時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等方面均具有較大區(qū)別，而同種類(lèi)型的電池，其充電次數(shù)與循環(huán)次數(shù)也非固定值，受到廠家對(duì)電池的配方優(yōu)化、結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化策略等多種方式的影響，對(duì)成本分析限制較大。針對(duì)該變化情況，我們提取電池倍率Cb這個(gè)電池主參數(shù)，在假設(shè)電池單價(jià)均為1800 元/(kW·h)的基礎(chǔ)上，分析不同因素對(duì)增配儲(chǔ)能后的度電成本增量VLbat影響，結(jié)果如下圖1 所示。

圖1 電池倍率、循環(huán)次數(shù)對(duì)度電成本增量的影響

顯然，電池單價(jià)不變時(shí)，電池循環(huán)次數(shù)的增加可以降低電池的度電成本，在成本中體現(xiàn)為電池壽命年限的延長(zhǎng)。但循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定水平后，其次數(shù)增加對(duì)度電成本的影響持續(xù)降低。由圖1可見(jiàn)，在循環(huán)次數(shù)低于1000 次的區(qū)間內(nèi)，度電成本增量隨電池循環(huán)次數(shù)的增加快速降低；但當(dāng)循環(huán)次數(shù)超過(guò)2000 次后，其度電成本增量已經(jīng)基本穩(wěn)定，僅有少量下降空間。

同時(shí)，電池倍率的增加也可以有效降低項(xiàng)目度電成本，主要體現(xiàn)在電池額定功率不變的條件下項(xiàng)目所需電池容量的降低。由圖1 橫向參考線可見(jiàn)，低倍率電池需要具備高倍率電池1 倍乃至幾倍的循環(huán)次數(shù)時(shí)，才可能實(shí)現(xiàn)同樣的度電成本節(jié)約。

因此，對(duì)于用于調(diào)頻需求的儲(chǔ)能電池而言，其電池循環(huán)次數(shù)/壽命是基礎(chǔ)，而電池的充放電倍率是影響電池單價(jià)和性?xún)r(jià)比的重要因素。更高倍率的儲(chǔ)能電池參與調(diào)頻改造有希望進(jìn)一步降低新能源電站調(diào)頻改造成本，是儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的方向之一。

4 結(jié)論

本文針對(duì)新能源電站的調(diào)整裝機(jī)和增配儲(chǔ)能兩種調(diào)頻改造方案，分別提出了成本評(píng)估模型，在不考慮目前新能源電站參與調(diào)頻獲得的輔助服務(wù)收益和峰谷電價(jià)差的情況下，僅對(duì)項(xiàng)目成本展開(kāi)對(duì)比。本文以光伏電站為例，針對(duì)新能源電站增配儲(chǔ)能的方案，結(jié)合電池基本參數(shù)，分析了不同電池配置在調(diào)頻改造方案下的全生命周期度電成本影響。

結(jié)果表明，新能源電站通過(guò)調(diào)整裝機(jī)、調(diào)整發(fā)電量或增配儲(chǔ)能的方式參與電網(wǎng)一次調(diào)頻會(huì)增加電站的度電成本。如果不考慮配置儲(chǔ)能，其度電成本的增加與調(diào)頻預(yù)留功率呈正相關(guān)關(guān)系；如果配置儲(chǔ)能，其度電成本的增量會(huì)因電池參數(shù)不同而產(chǎn)生變化，總體來(lái)講，增配儲(chǔ)能的度電成本要略高于僅調(diào)整裝機(jī)的改造方案，但相對(duì)差距不大。合理的儲(chǔ)能配置方案，如采用低制造成本、高倍率、高循環(huán)次數(shù)的儲(chǔ)能電池可以大幅度減少度電成本增量，另外，儲(chǔ)能可以用于增加項(xiàng)目調(diào)峰收益和平穩(wěn)發(fā)電量，在未來(lái)具有更多可能性。在采用新型儲(chǔ)能電池時(shí)，除了電池安全性，應(yīng)同時(shí)對(duì)電池循環(huán)次數(shù)有基本要求。在同樣的改造成本下，高倍率電池可以具有更高的定價(jià)空間。

以上分析結(jié)果可用于指導(dǎo)新能源電站的一次調(diào)頻改造，也可用于結(jié)合電池特性的電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析，對(duì)于改善儲(chǔ)能電池特性、調(diào)整電池售價(jià)具有一定指導(dǎo)意義。其中高倍率充放電儲(chǔ)能電池參與調(diào)頻改造有希望進(jìn)一步降低新能源電站調(diào)頻改造成本，是儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的方向之一。

目前國(guó)內(nèi)光伏已實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，在碳交易政策、峰谷電價(jià)差的政策指引下，新能源儲(chǔ)能的配置方案和性?xún)r(jià)比將影響項(xiàng)目整體的度電成本，是后續(xù)十分有價(jià)值的研究方向。