风电场储能系统经济效益分析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：以储能提高风电接纳能力为例，分析风电场中配置储能系统的经济效益。假定在该风电场中规划建设5MW/10MW·h储能系统，使用寿命T=20年，EEES=7200MW·h，Rout=0.61元/kW·h，Ccoal=0.32823元/kW·h，常规燃煤发电的环境成本为0.109186元/kW·h，分析三种储能系统的经济效益。表5-6 算例经济分析结果统计由表5-6可知，目前的储能系统成本及收益水平下，锂离子电池的投资经济性优于全钒液流电池、钠硫电池。

以储能提高风电接纳能力为例，分析风电场中配置储能系统的经济效益。据统计全国各主要风电基地平均限电量占风电总发电量的比重均超过10%以上，以一个50MW的风电场、年发电2000h、风电上网电价0.6元/kW·h计算，年弃风量约10000MW·h，因弃风带来的直接经济损失600万元。储能系统以削峰填谷模式运营，其存储的电能来自风电场的弃风。

根据已有的应用案例以及风电场功率、储能功率和容量之间的配比，风电场与储能电站容量合适配比关系为储能电站=（10%～15%）×风电场功率。假定在该风电场中规划建设5MW/10MW·h储能系统，使用寿命T=20年，E_EES=7200MW·h，R_out=0.61元/kW·h，C_coal=0.32823元/kW·h，常规燃煤发电的环境成本为0.109186元/kW·h，分析三种储能系统的经济效益。设定贴现率i=10%，分析储能系统的直接效益时，项目投资的净现值为NPV₁；综合考虑直接效益、节煤效益、环境效益时，项目投资的净现值为NPV₂。

从表5-5可知，仅考虑储能系统的直接效益，在现有的储能系统成本条件下，三种类型储能类型在其运营期内均不能实现盈利，进而考虑煤效益、环境效益，锂离子电池可回收投资成本。储能系统投资的经济性与储能系统成本和储能系统的运营效益有很大关系。

表5-5 三种类型储能技术项目投资净现值（单位：万元）

上述分析基于传统的净现值法采用给定的净现金流进行分析，不能反映决策者针对环境变化作出投资调整的主观能动性，面对项目投资的不可逆性、不确定性、可持续发展性等问题时，实物期权理论是分析不确定环境下投资决策问题的最新方法。下面运用实物期权理论中二叉树期权定价模型深入分析风电场中配置电池储能系统的经济性。当r=5.5%，σ=15%时，分析结果见表5-6。

表5-6 算例经济分析结果统计

由表5-6可知，目前的储能系统成本及收益水平下，锂离子电池的投资经济性优于全钒液流电池、钠硫电池。

以风储联合应用为对象，基于储能系统成本、收益的深入分析，采用实物期权理论，分别从风电场业主角度和社会效益角度研究了锂离子电池、全钒液流电池、钠硫电池储能系统投资的经济性问题。结果表明，在目前的储能系统成本条件下，锂离子电池储能系统的投资经济性优于全钒液流电池、钠硫电池。从社会效益角度，综合分析储能系统的直接效益、节煤效益、环境效益时，其投资收益为正。鉴于储能系统在电力系统稳定性中的重大作用，政策制定者可以以储能系统的节煤效益、环境效益为依据，提出对储能项目的补贴政策。

风电场储能系统经济效益分析

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