虚拟电厂中电池储能系统收益解析

2019-11-03 作者:电工电气   |   浏览(167)

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本文分析详解了储能系统可获取的收益方式,在乐观情况下,电池储能系统的投资回收期可从20年大幅缩短至8-9年。

德国电池制造商Sonnen在澳大利亚维多利亚州推出了一项固定价格的能源协议。SonnenFlat的订购服务价格为每月42澳元(29美元)起,为客户提供固定费用可以使用的所有电力,同时降低投资家用电池的前期成本。成本和年度上限可能因交易而异,价位包括每月42澳元的7500kWh,每月52澳元的10000kWh和每月62澳元的12500kWh。

今年7月1日起,维多利亚州的家庭电池储能激励计划开始生效,至此澳大利亚几大洲都推出了支持家庭电池储能系统安装升级的政策。这些补贴政策降低了自掏腰包的电池储能系统成本,有助于扩大当地家庭电池储能市场,但如果电池仅用于吸收和释放太阳能发电量,仍无法使电池储能成为“毫不犹豫”的家庭投资决策。

SonnenFlat将覆盖整个维多利亚州。它目前在新南威尔士州,南澳大利亚州和塔斯马尼亚州以及昆士兰州东南部和澳大利亚首都直辖区均有销售。

除标准的消纳光伏发电方法外,通过电池储能系统能够获得更多收益对家庭来说更具吸引力,这对推动消费量来说也是至关重要。这些价值其中包括有助于缩短投资回收期的财务效益,如参与虚拟电厂参与能源市场和电网服务获取的收入,以及改善能源自适应和断电保护等非财务效益。

2017年,通过与悉尼太阳能零售商Natural Solar的合作,该公司将SonnenFlat引入了澳大利亚市场。在这种价格结构下安装的第一个系统是一个10kWh的sonnenBatterie Eco 8与一个升级的屋顶系统配合使用。这是为了给新南威尔士州的家庭节省高达2000澳元的电费。

虚拟电厂如何发挥作用?

南澳大利亚阿德莱德郊区的一位客户Bo Gacic表示,SonnenFlat为能源价格上涨提供了有效的保护。他说:“过去,即使使用屋顶光伏系统,我们每年也要向能源零售商支付大约5600澳元。现在我们的账单是每月42澳元,但用电并没有发生任何改变。”

尽管维多利亚州的鼓励措施或其他支持计划并不可能使电池储能立即像光伏一样成为一种主流,但仍将有助于扩大电池储能市场,使电池技术更为实惠、让更多想要电池的家庭能够使用。

Sonnen Asia Pacific的首席执行官Nathan Dunn说,SonnenFlat消除了“账单冲击”,并补充说“通过结合太阳能系统、太阳能电池和太阳能平板能源计划,这将满足许多家庭全部的能源需求。”

不过储能系统的消费受补贴因素影响不会太大,因为它们主要是消费者偏好的问题。但另一方面,技术创新和监管改革有机会可能提高家庭储能系统效益。

通过这样的价格策略,这家壳牌旗下的电池制造商正在澳洲寻求发展社区。该公司计划将其用户端的电池集成到虚拟发电厂,从而提高电网的可靠性。根据南澳大利亚州政府VPP的一项为期5年的协议,Sonnen除了向该州供应存储系统之外,还计划向国家电网出售相当于一座燃气峰值发电站的设备。

因为电池储能以及其他可控能源可以为家庭和零售商、电网和综合公共事业公司等售电、输配电企业带来价值,所以目前的挑战不仅仅是如何让电池更便宜,而在于开发更有效地利用和分享这些好处的项目。

澳大利亚政府大力推动可再生能源产业发展,目标是2020年可再生能源发电量达到330亿千瓦时。2018年,澳大利亚可再生能源继续强劲增长,太阳能发电表现亮眼,尤其是电池储能系统的安装可谓是全球领先。光伏+储能在澳大利亚蓬勃正兴。

在澳大利亚,随着电池储能系统价格的逐步下降,虚拟电厂的协议形式是一个加快电池普及的机会。

澳大利亚大力建设电网级储能电站,提高了电网的安全性和适应性,效果显著。例如,当南澳大利亚州LoyYang燃煤发电厂故障脱网时,Hornsdale电能储蓄中心迅速响应,在140毫秒内启动,为全国电力主干网增加出力100MW。作为电网级电池储能中心,Hornsdale在2018年就减少电网辅助服务费用5000万澳元。除了Hornsdale电能储蓄中心以外,澳大利亚还在南澳大利亚州的Dalrymple、维多利亚州的Ballarat和Gannawarra以及北领地的AliceSprings建设了储能电站,总规模达到190MW。

电池储能系统收益详解

储能项目的不断上马,提高了电网的可靠性。尽管在极端酷暑天气下有个别切负荷的现象,2018年单位客户停电分钟数为134分钟,仅仅是2017年的一半,也是自2012年以来的最低水平。2018年澳大利亚全国能源系统的可靠性达到了历史较高水平。

电池储能系统的价值类型可分为两大类:

A)对电池储能系统所有者产生的直接价值收益

B)在与公用事业公司,虚拟电厂运营商和集成商的协议下,对业主提供参与服务的补偿。

直接收益

消纳光伏弃电:目前,根据电池投资回收估算,对于一个典型的维多利亚式家庭来说,直接用于太阳能充电的10kWh电池储能系统的标准节省收益约为每年300美元。

峰谷套利:根据相关分析数据,在上述相同假设下,利用能够根据预期天气和负载要求对电池进行预充电的电池管理系统,以使用时间计算,每年每户可节约25美元到50美元,这个数值可能会因峰谷成本差异和电池大小而产生差异。

断电保护:虽然电池带来的其他“软福利”很难用数字表示,但也许可以将断电保护功能的价值归为“断电保险”。虽然确切的价值将取决于用户,但可以假设,他们一般愿意为这项功能每年支付的费用为20-50美元。

虚拟电厂中提供服务的补偿

能源批发市场,可靠性与应急储备交易,调频辅助服务和电网服务:使用分布式能源来实现这些价值,然后与家庭用户共享收益,这需要:

a)智能安全的能源管理技术

b)公用事业,虚拟电厂运营商或集成商的参与。

由于电力批发价格和需求本身存在波动,以及虚拟电厂运营商和参与者之间协议的差异,收益很难进行界定。此外需要考虑的是,这些收益可能还需要考虑其他因素,例如电池容量被“保留”以期待日后现货价格的上涨。如何分享利益将取决于规定虚拟电厂运营商收益分配比例和参与程度等合同条款内容。

批发现货市场价格

2018年,维多利亚州现货市场价格六次超过5美元/kWh的情况,虽然大约四成比例价格会比较低但仍高于$0.30美元/kWh。如果一个家庭通过用电池中的2kWh的能量放电来应对上述每一种收益情况,并获得一半的现货价格,那么他们每年将获得30美元的收入。假设收益比例分成为75%,参与响应的电池容量为3kWh,则该户每年可赚取约50美元。

在另一种协议中,虚拟电厂运营商可以简单地向参与者支付固定的年费,以获得对参与者拥有的电池每年有限次数的调度权;在这种情况下,最终用户的资产可能永远不会被调用,而是作为运营商的“对冲保险”而保留。

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