大规模风光储并网碳经济性评估

发布时间：2020-11-06 08:16

　　 构建大规模风光储并网碳经济性评估模型。首先根据储能设备最小年均运行成本及缺电率确定风光储电源容量,在此基础上构建碳排放量评估模型;其次基于生命周期成本理论构建风光储成本评估模型,并结合动态碳交易价格构建碳经济效益评估模型;然后在输送等量电能的前提下分别构建风光储电源外送、火电外送和风光与火电打捆外送3种方案,以评估风光储并网的低碳经济性;最后通过实际算例分析验证评估方法的有效性、合理性。
【部分图文】：

从表1可看出，3种方案的年运行成本和碳排放量各有不同。在年运行成本方面，方案2的年运行成本最低，主要由于方案2的装机运行成本较低，而随着风电机组、太阳电池的不断发展，方案1和方案3的年运行成本也将逐步降低；在碳排放量方面，方案1具有最低的碳排放量，方案2有最大的碳排放量，且方案1的碳排放量远低于方案2，说明采用风光发电能有效降低碳排放量。考虑到碳交易价格的波动性，对3种方案的碳排放成本进行评估能够有效指导电源的规划建设[14]。进一步计及碳交易价格波动特性，可得到的3种方案的碳排放成本如图2所示。从图2a可看出，方案1相较于方案2和方案3有更低的碳排放成本，3种方案的碳排放成本随碳交易价格波动均产生较大幅度的变动，说明不考虑碳交易价波动的评估方法存在一定的不足。从图2b可看出，3种方案随碳交易价格的增长呈成本快速增加的趋势，且方案2和方案3的增长速度高于方案1，说明随着碳交易价格的增长，采用方案1能有效降低碳排放成本。

算例采用某地的实际数据。其中，风电机组的额定功率为30 kW，切入、额定和切出风速分别为3、11和25 m/s；太阳电池的额定功率为100 W，因表面积尘引起的光伏发电系统功率输出效率、最大功率点跟踪控制效率和DC/DC变换器效率分别为94%、96%和96%；蓄电池的额定容量为100 Ah，额定电压为12 V，最大容许放电深度为80%[4,10-12]。取太阳电池、风电机组、特高压输电线路生命周期年限均为20 a。根据当地风速、光照基本数据，并应用本文的风光储电源的确定方法，按照年平均发电量6400 MWh，年发电时间按8760 h计算，在负荷缺电率为0%时进行电源容量配置，并假设能源基地与负荷中心相距2000 km，采用特高压柔性直流输电将电能输送到负荷中心，取输电线路的线损率为7.349%[13]，并根据风光火单位发电量的碳排放量不同进行3种方案的碳排放量计算，其中光伏发电的碳排放强度为0.2868 kg/kWh，风电的碳排放强度为0.29 kg/kWh、火电0.89 kg/kWh[4]。通过计算得到3种方案的年均运行成本和碳排放量如表1所示。从表1可看出，3种方案的年运行成本和碳排放量各有不同。在年运行成本方面，方案2的年运行成本最低，主要由于方案2的装机运行成本较低，而随着风电机组、太阳电池的不断发展，方案1和方案3的年运行成本也将逐步降低；在碳排放量方面，方案1具有最低的碳排放量，方案2有最大的碳排放量，且方案1的碳排放量远低于方案2，说明采用风光发电能有效降低碳排放量。考虑到碳交易价格的波动性，对3种方案的碳排放成本进行评估能够有效指导电源的规划建设[14]。进一步计及碳交易价格波动特性，可得到的3种方案的碳排放成本如图2所示。

从电能效益角度分析，由于本文是在3种方案向负荷输送同等电量的前提下进行相关的研究分析。按照受端综合电价0.4549元/kWh进行计算，3种方案输送到受端所获得的售电综合效益均为255.05亿元。同时，考虑到国家对新能源发电的补偿，风电按照0.22元/kWh，光伏发电按照1元/kWh进行补偿，并结合年运行成本和碳排放成本可得到3种方案的电能效益，如图3所示。从图3a可看出，方案1相对于方案2和方案3明显具有更好的电能效益，而方案3的电能效益也优于方案2，其主要原因是由于国家对新能源的财政补贴。3种方案的电能效益随时间的变化幅度不大，说明3种方案的电能效益受碳交易价格的小幅波动影响不大。从图3b可看出，随着碳交易价格的增长，3种方案的电能效益都呈下降趋势，且方案2降幅较方案1和方案3大，主要由于方案2的碳排放量较方案1和方案3大，可见随着碳交易价格的增长，方案1将具有更好的经济效益。通过上面的碳排放成本和电能效益的分析，本文引入低碳贡献率因子来评估3种方案的碳经济效益，通过本文的计算方法得到方案1相对于方案2、方案3的低碳贡献率因子如图4所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋科;张信真;苏麟;史洋;;新能源侧储能系统综合经济效益评估方法与实例[J];电力勘测设计;2020年S1期

2 马春兰;;试析扶贫光伏发电典型接入方式及经济效益评估[J];能源与节能;2020年01期

3 白峪豪;张承海;高振兴;;分布式发电机组经济效益评估模型[J];能源工程;2011年06期

4 薛振宇;益西措姆;李敬如;张立锋;时光远;贾永慧;谢晓琳;;扶贫光伏发电典型接入方式及经济效益评估[J];供用电;2019年04期

5 朱启扬;徐杰彦;许雯旸;陈韬;顾姗姗;;中低压配电网节能改造方案经济效益评估[J];电力需求侧管理;2019年02期

6 杨海生;刘春报;;大型发电机组供热的相对经济效益评估方法及应用[J];汽轮机技术;2013年01期

7 戴欣;袁越;傅质馨;许庆强;;用户侧电动汽车放电策略及其经济效益评估[J];电力系统及其自动化学报;2013年06期

8 尚慧婷;;无功功率补偿的作用及经济效益评估[J];同煤科技;2012年01期

9 戴欣;袁越;王敏;刘冠群;徐石明;张敏;;配网中电动汽车调度策略及其经济效益评估[J];电力系统及其自动化学报;2015年03期

10 邹贵林;吴良峥;陈雯;;基于扎根理论的电网新技术推广应用评估模型研究[J];建筑经济;2020年05期

相关硕士学位论文 前8条

1 徐新平;GCB的应用分析及相关要素研究[D];上海交通大学;2010年

2 丁毅宏;碳交易下多能联合外送调度优化及综合效益评价[D];华北电力大学(北京);2019年

3 王璐;基于碳配额的企业融资模式创新研究[D];山东财经大学;2018年

4 董晓宁;基于碳交易的含风光发电的电力系统低碳经济调度[D];宁夏大学;2019年

5 刘莉莉;考虑碳交易的区域电网低碳电力调度技术研究[D];东南大学;2018年

6 周海涛;计及环境及经济性的含风电电力系统协调优化调度研究[D];东北电力大学;2018年

7 肖成;多轮一阶密封拍卖碳交易机制下的电力系统低碳经济调度[D];燕山大学;2017年

8 刘卫东;基于碳交易的含风电电力系统经济调度模型与算法[D];山东大学;2016年

本文编号：2872886