年利用电池交换站的蓄电池进行光伏储能的经济性的研究

1、Economic Value of PV Energy Storage Using Batteries of Battery-Switch Stations利用电池交换站的蓄电池利用电池交换站的蓄电池作为作为光伏储能的经济光伏储能的经济性研究性研究研究背景研究背景1 1主要内容主要内容2 2总结总结3 3Contents根据Lux Research（卢克斯）的调查结果，如果将光伏和储能系统相结合，日本有望成为领航者。2013-04-02日本到2018年安装281MW的光伏储能系统，大幅领先于所有其他市场。到2018年，德国将以94MW排名第二，而美国将以75 MW排名第三 其预计光伏储能将在未

2、来5年有望成为一个价值28亿美元的市场国际背景国际背景光伏发电电压上升输出波动存储介质遇到问题解决问题电动汽车快速充电电池交换站遇到问题解决问题电池 到2030年，日本计划使用光伏发电量达到5.3万MW，导致配电网络电压上升，输出波动等问题 为了促进电动汽车的普及，需要建设短时间内能够给电动汽车充电的基础设施研究的背景研究的背景Key WordsBattery-switch station电池交换站电池交换站economic value经济价值经济价值Electric vehicle电动汽车电动汽车photovoltaic (PV)光伏发电光伏发电surplus electricity电力过剩

3、、剩余电力电力过剩、剩余电力电动车交换电池的过程电动车交换电池的过程Key WordsBattery-switch station电池交换站电池交换站economic value经济价值经济价值Electric vehicle电动汽车电动汽车photovoltaic (PV)光伏发电光伏发电surplus electricity电力过剩、剩余电力电力过剩、剩余电力提出使用电站电池作为光伏电站的储能介质两个相关分析：电池和逆变器使用最佳发电组合模型所产生的边际价值(marginal value)假定逆变器(inverter)和电池的年度租金，计算出这些设备的最佳装机容量主要内容主要内容在其他条件

4、不变的前提下，增加产品投入所产生的价值Optimal Generation Mix Model(OPTIGEN )最佳发电组合模型最佳发电组合模型目的：通过求解线性规划问题计算出最经济的建设和运营成本，评估拟设系统的经济价值，即以最小的成本实现装机容量和电量输出的最大化。年度总费用=建设成本+燃料成本核电站液化天然气联合循环发电系统（IGCC）更先进的液化天然气联合循环发电系统（LNGMACC）抽水蓄能系统四类四类电站电站：类型建设费用燃料价格资本回收系数运营成本率核电厂279，0001.585.8%4.0%IGCC272，0002.235.8%4.8%LNG-MACC164,0009.075

5、.8%3.6%抽水蓄能220,000-5.8%4.0%电厂的费用参数年度总成本（用于计算平均电力成本）电池交换站的规划电池交换站的规划模型模型将电池作为1GWh容量的集总电池(a lumped battery)进行模拟,减少计算时间每小时交换电池数量满足泊松分布用布尔系数（1/0）作为电池开/关，使OPTIGEN模型已经由原来的线性模型问题变为混合整型线性模型问题（用CPLEX算法解决优化问题）CPLEX 提供灵活的高性能优化程序，解决线性规划、二次方程规划、二次方程约束规和混合整型规划问题。假定假定将5.3万MW的光伏引进全国的电力系统，光伏的最大发电量在晴天时是装机容量的80，阴天时是10

6、，把一年365天分成一半晴天一半阴天，可以得到光伏的年利用率为12。电池和逆变器总容量固定,计算出电池和逆变器的边际价值设定这些设备有公共机构付给电站的年租赁费用，计算出最佳装机容量。三种案例的评估三种案例的评估无光伏的案例：作为参考抽水蓄能案例：储存电能的介质电池案例：储存电能的介质评价指标：评价指标：平均电力成本=年度需求总量年度总成本结论逆变器的边际价值：与逆变器容量成反比，与电池容量成正比电池的边际价值：与电池容量成反比，与逆变器容量成正比最佳装机容量：设定逆变器和电池年度租赁费分别为6000日元/千瓦/年和3000日元/千瓦时/年，从边际价值的线与每年的租赁费的线的交叉点得到逆变器的容量为29GW，电池容量为47GW总结总结适当选择电池、逆变器容量