光伏政策无补贴如何实现高收益呢?
在电价较高、峰谷价差较大、经常停电的场所,合理设计,即使没有国家补贴,也能实现高收益。
案例分析
我们以深圳一个工业厂房为例,设计一个光伏储能项目,深圳工商业电价分为峰平谷3个阶段,如下图所示,峰值电价为1.08元/度,平值为0.73元,谷值为0.36元。工厂生产用电从早上8点到下午18:30分,功率为120kW左右,中午12:00-13:30休息,功率为20kW左右,18:30-21:00为办公用电,功率为40kW左右,每天用电的电费如下:
平段共6小时,消耗540度,电费394.2元峰段共5小时,消耗680度电。电费734.4元,谷段没有消耗电能,夏天和冬天有10%左右的差别,周六会经常加班,一年无生产的假期大约80多天。每年的电费约300万。本项目业主自有厂房,注重环境保护,有闲置资金安装光伏电站,用于抵扣电费。
方案设计
根据工厂的用电情况,深圳当地的气候,光照最好的时候峰值约6小时,我们设计一个光伏并离网储能系统,组件选用400块300W单晶双面组件,共120kW,双面组件,背面也可以发电,通常发电量有10%以上的提升,预计平均每天可以发400多度电,在光照最好的时候可以发800度电左右,采用20块串联,10路汇成一个汇流箱,共2个汇流箱,逆变器选用HPS120kW并离网一体机,输出功率132kVA,蓄电池采用250节2V1000V的铅炭电池,可储能的电量400度左右。
储能逆变器各阶段工作状态如下:
1)在电价谷值23:00时,电网给蓄电池以100A的电流充电,充到80%为止,早上有光照时,光伏方阵给蓄电池组充电,直到9:00为止。如果蓄电池充满,电量大约400度。
2)在电价峰段9:00-11:30,蓄电池和组件通过逆变器,以恒功率100kW同时给负载供电,2.5小时消耗250度电
3)在电价平段11:30-14:00分,光伏方阵给蓄电池组充电
4)在电价峰段14:00-16:30,蓄电池和组件通过逆变器,以恒功率100kW同时给负载供电,2.5小时消耗250度电
5)在电价平段16:30-19:00分,光伏方阵给蓄电池组充电
6)在电价峰段19:00-21:00,如果蓄电池电量还有,以恒功率20kW同时给负载供电,直到蓄电池的电量30%为止。
先进技术
本系统采用了最新的技术,双面单晶组件、双向并离网储能逆变器、铅碳电池,技术先进、发展质量高,符合国家能源局对光伏的要求,国家会大力支持。
1)双面组件:双面组件使用的电池技术主要有基于p型硅片的PERC技术,基于n型硅片的PERT技术和异质结结构的HIT技术。除了正面接收太阳辐射外,双面组件背面也可以接收来自空气中的散射光、地面的反射光以及每天早晚来自背面的太阳直射光。因此双面组件的发电量与相同电站设计的单面组件相比有10-30%的增益。
2)双向并离网储能逆变器:古瑞瓦特HPS系列三相太阳能并离网逆变控制一体机,采用新一代的全数字控制技术,纯正弦波输出太阳能控制器和逆变器集成于一体,方便使用。逆变器为充电放电双向控制,且充放电时间可以自由设定,并离网状态无缝切换,给负载提供不间断电源。
3)铅炭电池:将铅蓄电池和超级电容器两者技术相融合,是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。充电电流可达0.2C,放电电流可达0.4C,完美适应光储系统,充电功率低时间长,放电功率大时间短的要求,循环寿命高,70%的放电深度循环次数超过4000次,使用寿命超过10年,性价比高,价格略高于普通胶体电池,是锂电池价格的三分之一。
投资收益
先计算成本,531新政策出台后,组件和逆变器等设备厂家下降了价格,120kW的光伏电站原材料和安装成本可降到4.8元每瓦,EPC利润也会下降,算0.5元每瓦,这样整个系统初装费用为63.6万元,铅炭蓄电池是系统最贵的一部分,也是寿命最短的设备,目前价格还没有大幅下调,250节2V1000AH的蓄电池约45万,总投资108.6万元。
再计算收益,平均每天发电400度,自用280天,按1.08元每度价格算,每年收益为12.1万元,节假日余量上网为85天,以脱硫电价0.45元卖给电网公司,总费用为1.53万元。还有峰谷价差的收益,假定蓄电池充放电效率为85%,电价峰段时充电280度,电费抵扣302.4元,电价谷段时充电330度,费用是118.8元,每年峰谷价差的利润是5.14万元。所有收入加起来为18.77万元。
该模式设定为厂房业主有闲余资金自己投资,光伏发电用于抵消电费开支,所以不计算资金的货款成本,以及税金和租金等各种开支。
综合计算,成本回收期为5.79年,不到6年就可以收回全部投资,还有近15年时间是纯收益。
总结
光伏发电结合储能系统,不仅拓展应用范围,对光伏产业的发展带来更多的机会,而且投资收益率还很高。
1)逆变器可以按要求以恒定功率输出,克服了光伏组件功率不稳定的特点,可以大幅度提高光伏发电在电网中的比例,逆变器还可以调节功率因素,提高了电网的品质
2)通过波谷储存电能,波峰输出电能,电网峰值用电量可大幅削减,通过峰谷电价差价,为用户创造更大的价值
3)在电网停电时,系统可以组成一个离网系统,为负载提供应急电源。
工商业屋顶情况复杂,工厂用电情况也千差万别,每一个项目都需要仔细分析,量身订做,才能获得更好的经济效率,古瑞瓦特精心打造适应于工商业储能专用的HPS系列30-150kW双向并离网储能逆变器,PCS系列250-630kW双向储能逆变器,在国内外多个地方成功应用,公司的技术支持工程师经验丰富,为客户设计最优方案,推进工商业分布式光伏平价上网时代的到来。
工商业储能系统不同于大规模储能调峰调频电站,它的主要目的是利用电网峰谷差价来实现投资回报,主要负荷是满足工商业自身内部的电力需求,实现光伏发电最大化自发自用,或者通过峰谷价差套利。
以古瑞瓦特的工商业储能系统为例,它跟大型储能系统一样,也包括蓄电池系统、电池管理系统(BMS)、交直流功率转换器(PCS)、能源管理系统(EMS)和其他电气电路和保护、监控系统等。
山东寿光羊口40MW分布式光伏电站项目
信阳家居20MW分布式光伏电站
河北以岭药业1.5MW分布式光伏电站
宝奥城1.2MW分布式光伏电站项目
宁德新能源21MW分布式光伏电站项目
河北邯郸戴克电器11MW分布式光伏发电项目
西安国际港务区12.53MW分布式光伏发电项目
邯郸新正源3.7MW光伏分布式发电项目
衡水泰纳4.59MW分布式光伏发电项目
以上案例来自隆基新能源
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――天王电器新能源
在光伏产业因为新政策而动荡不安的近日,储能却忽然间铺天盖地的大放异彩。这世上,好的搭档不是用来互相拆台的,而是互相成就的,就比如光伏和储能。近年来,正是由于光伏、风电等清洁能源的蓬勃发展,储能在整个能源行业中的关键地位才越加凸显。光储充示范项目的成功让行业人士看到了储能与光伏发电结合的潜力,毫无疑问,未来的“光伏+储能”将带给人们更大的惊喜。而对于储能产业的深耕,一批极具远见的企业早已参与其中,并且取得了良好的成绩,北京能高就是我国储能行业的先行者之一。
在此前举办的SNEC2018展会期间, OFweek太阳能光伏网 采访了 北京能高副总经理李岩 先生。针对储能行业的发展难题,以及“光伏+储能”的未来前景等问题进行了深入交流。
北京能高副总经理李岩
储能的三大应用端
李岩分析认为,储能的三大应用端, 第一是电网侧调峰、调频等辅助服务 。目前火电储能联合调频是一种主要表现形式,作为一种新的尝试,虽然现在包含已建、在建的项目仅仅20个左右,但是区域市场已经从华北电网向蒙西电网、南方电网扩散,依据能源局公布的《并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《发电厂并网运行管理实施细则》,三大电网对火电储能联合调频已给出较为清晰的补偿机制,投资主体和利益分成模式日趋多元,市场模式正在趋于成形。
第二是电源侧新能源高比例接入电网。 风能和太阳能发电的功率输出具有波动性和随机性的特点,通过分布式发电的方式并网会引起电压波动和闪变、电网频率波动等电能质量问题,也可能改变系统的潮流分布和线路传输的功率,给各级配电网带来诸多问题。储能平滑功率波动的特性可以降低新能源间歇性、波动性对电网造成的影响。同时,在多能源电力系统电源互补协调控制方面,北京能高提供系统的解决方案具备先进的集群控制策略,可合理分配出力,最大化减少新能源消纳出现的“弃风弃光”现象,提高经济效益。所以新能源的高比例接入,是储能应用的巨大市场。
第三是用户侧工商业应用。 城市工商业存在较大的峰谷电价差,削峰填谷促进源网荷平衡,降低用电成本;局部地区的配网容量不满足负荷需求,接入储能系统,起到电力增容的作用,解决这些电力需求都需要储能的参与和改善。运用价格信号引导电力削峰填谷,合理制定储能控制策略,提高系统经济性;利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,提高投资回报率。同时,这种稳定控制性,也可以提高电网荷载能力,改善电能质量。
比政策支持更重要的是技术和经验
北京能高很早就进入了储能领域,从2007年开始储能变流器的研发、制造及应用,2010年开始承建我国首批光储互补微电网项目。目前,能高公司承建的湖北枣阳10MW全钒液流储能电站示范项目具有十分重要的示范意义,李岩介绍道,“能高这个项目的意义不仅是国内首个最大的全钒液流电池储能项目,更多的是对大规模储能技术的验证,对经济运行模式以及投资等方面的探索”。
实际上,在这次展会上,记者也了解到当储能“忽如一夜春风来”的时候,提出储能“概念”的企业也忽然间呈现出“千树万树梨花开”的现象,但大多数企业还处于摸索阶段。不仅仅是企业,也是在2017年10月份,才出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,正式打响了我国储能产业快速发展“第一枪”,显示了层面对储能产业明确的支持态度。2018年7月2日,发改委网站正式发布《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》。这份文件中关于“完善峰谷电价形成机制”的一段表述,对于储能行业来说,意义非凡。该文件鼓励储能项目开发商自行寻找盈利方式,比如利用一些现有电力市场机制,如提供辅助服务;以及未来可能出台的机制等。随后,各地方政府也开始发布相关支持政策。
尽管储能产业已经面临风口,但是成本降低依旧是横亘在眼前的难题。能高作为储能行业内的先行者,李岩对此表示,“储能电池的价格已经在逐年下调了;另一方面,储能技术仍有很大进步空间,这一点与项目经验的积累有很大的关系,因为储能不是一种固定的模式,只有通过对多种应用场景多种系统解决方案做过验证,才能定制出成本低、收益高的系统集成服务。未来,随着技术进步及应用案例的更多实施,我们相信储能系统的成本肯定会降低。”
变流设备在储能系统的重要地位
储能变流器(PCS)是储能系统中的重要装置,接受能量管理系统的指令,实现系统的主要功能,主要包括削峰填谷、平抑功率波动、电能质量治理、储能电池的充放电管理等。
李岩结合公司发展,发表他个人的看法,他说道,“能高从07年成立以后,在无电区域和电网末端做光储互补微网系统积累了很多经验,光伏逆变器、储能变流器(PCS)设备功率等级也从25kW到1.5MW全部涵盖,可应用于各种场景。2017年能高自主研发的储能变流器、双向直流变换器应用于世界首个柔性直流变电站项目。智能电网系统的运行离不开关键的变流、控制设备,对能高而言,都是基于技术基础,去定制开发不同系列的产品而已。”
“储能+”模式演绎能源行业更多可能
能高储能设施通过风、光等新能源发电单元、电动汽车、智能用电设施等用电单元及输配网的智能化结合,运用大数据能源管理等互联网技术,构建智能电网配送平台,演绎出能源行业的多种组合模式。从基本的“光储”模式到“风光储柴燃充车”多能混合智能交互模式,实现了分布式可再生能源电力的高效利用。
能高在建项目:拉萨兴业银行光储互补项目
李岩预测,随着储能技术的快速发展,储能装备性能不断提升、成本不断下降,在电网中的安装容量将大幅增加。预计到2030年,参与电网大规模可再生能源消纳、削峰填谷、调频调峰、电能实时交易等辅助服务功能的各层级储能存量资源将到达20-30亿千瓦时,同时数以千万计的电动汽车以V2G方式形成泛在储能充放电网络形态,也将构成巨大储能资源。通过有序聚合电网各层级储能资源,实现高效、规模化利用,将极大提升电网对电力和电量平衡调控能力,有效缓解电力供需实时平衡的约束限制,对电力系统带来革命性影响。
天合蓝天是中国分布式光伏领军品牌,以原装标准为基础,建立严苛的质量管理体系,配备专业的技术团队、强大的金融支持及完善的培训赋能体系。实力碾压。
商业型虚拟电厂是从商业收益角度考虑的虚拟电厂,是 DER 投资组合的一种灵活表述。可基于用户需求、负荷预测和发电潜力预测,从而制定发电计划,参与市场竞标。在本地网络中,DER 运行参数、发电计划、市场竞价等信息由商业型虚拟电厂提供。
将区域内的注册虚拟电厂数量、注册发电机组数量、注册发电单元、分布式能源额定装机容量分别统计,利于管理者进行负荷和发电潜力预测,控制 DER 执行发电计划。
注册虚拟电厂的调控能力监测,接入削峰、填谷实时数据,评判调控能力。网供负荷和上网负荷实时对比,判断虚拟电厂的供电能力。分布式发电系统多采用性能先进的中小型模块化设备,开停机快速,维修管理方便,调节灵活,且各电源相对独立,可快速满足供电需求。当前虚拟电厂可结合Hightopo数据可视化技术进行有效数据融合,进一步将分散的 DER 聚合到可视化系统中统一进行管理,提供丰富的展示形式和效果。
庞大的虚拟电厂数据,采用柱状图和散点图分别统计 DG、储能系统、可控负荷等的分布情况。在城区等负荷密集地区需以可控负荷构成虚拟电厂,作为系统备用,或削减高峰用电;在乡村或郊区,以大规模 DG、储能等构成虚拟电厂,实现对系统的稳定和持续供电。
将工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率相加,就得电力系统的综合用电负荷。负荷是随机变化,每当用电设备启动或停止都会有对应的负荷发生变化,从某种程度上可以发现具有一定规律性,可依据规律进行预测。
事件信息显示偶然事件的准备阶段、执行阶段、恢复阶段、结算阶段,对某一次的偶然事件可记录下目标调控负荷、目标调控电量、实际调控负荷、实际调控电量、事件收益、开始时间、结束时间。明确此类事件的处理流程和所需负荷,作为后续此类事件处理的方案。
针对不同的偶然和必然事件,统计出在事件中发电机组数量占比、虚拟电厂调控能力占比、参与虚拟电厂列表、负荷数量占比,可分析整个电力系统是否稳定。
虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合 DER 参与电力市场和辅助服务市场运行,为配电网和输电网提供管理和辅助服务。“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力,对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说,无疑是一种好的选择。
通过可视化的面板和图表的数据绑定,以及利用不同样式的图表统计方式展示不同区县的工业企业排名、工业企业潜力排名、工业企业实测负荷排名,能分辨本地的用电大户,他们是虚拟电厂的主要客户。监测实时负荷、发电负荷因子、可调控负荷、主变容量、发电机组、发电单元,围绕用户和系统需求,自动调节并优化响应质量,减少电源和电网建设的投资,在创造良好舒适生活环境的同时,实现用户和系统,技术和商业模式的双赢。