APP下载

国内外用户侧光储系统发展应用研究

2020-04-27陈豪张伟华石磊李晓江王开让巩宇

发电技术 2020年2期
关键词:电价储能分布式

陈豪,张伟华,石磊,李晓江,王开让,巩宇

国内外用户侧光储系统发展应用研究

陈豪1,张伟华2,石磊2,李晓江2,王开让1,巩宇1

(1.华北电力科学研究院有限责任公司,北京市 海淀区 100045;2.北京高新技术创业投资有限公司,北京市 朝阳区 100022)

随着分布式光伏越来越多地接入电网,光储系统作为提高系统稳定性、减少用户用电成本的有效手段,已成为新能源应用的重要发展方向。首先研究了欧美、日本等发达国家用户侧光储系统应用现状,并在此基础上总结了国外用户侧光储系统发展的重要条件和技术路线。然后,介绍了国内商业用户、工业用户和居民用户光储项目,分析了国内用户侧光储系统发展所面临的难题和困境。最后,根据国外应用经验,结合国内电动汽车充电桩迅速发展的现状,提出了发展建议,对国内用户侧光储项目的健康发展具有一定的借鉴意义。

用户侧;光储系统;分布式光伏;电价补贴;辅助服务市场

0 引言

随着全球分布式光伏越来越多地接入电网,渗透率越来越高,分布式光伏对电网的影响越来越受到各国能源主管部门的关注[1-5]。而光储系统作为提高系统稳定性、减少用户用电成本的有效手段,已成为各国能源战略的重要发展方向。以德国为首的欧美发达国家,为满足分布式光伏迅速发展的需要,不但出台了大量用于用户侧光储项目的补贴政策,而且还大力发展电力辅助服务市场,为光储用户开辟新的高利润盈利通道[6-10]。这些举措在推动用户侧光储技术发展和应用的同时,也为新能源技术的发展扩宽了道路,为全球能源革命注入了新的活力,使得德国等欧美发达国家成为分布式发电技术发展的典范[11-14]。

与欧美等发达国家用户侧光储的发展情况相比,我国由于分布式光伏渗透率低、缺少光储补贴政策以及电力市场不完善等原因,一直难以激发用户安装光储系统的积极性。虽然光伏、储能成本大幅度下降,光伏上网电价补贴也在持续降低,但由于市场需求不强烈,且经济性不明显,使得用户侧光储项目在国内很少,需要解决的瓶颈问题也较多。在这种情况下,亟需对国内外应用情况进行梳理,总结国外发展经验,结合国内发展现状,提出适合的技术路线,为国内用户侧光储项目的发展指明方向。

鉴于此,本文研究了德国、澳大利亚、美国、日本等发达国家用户侧光储系统的应用现状,总结了国外用户侧光储系统发展的重要条件和技术路线,分析了国内用户侧光储系统发展所面临的难题和困境,并提出推动国内用户侧光储项目发展的建议。

1 国外用户侧光储系统应用现状

作为降低用户电费支出、提高供电可靠性、减少环境污染的有效手段,工业园区、商业区、居民用户、校园、岛屿等用户侧光储系统已成为全球能源应用重要的发展方向。无论是在美国、澳大利亚等开放电力市场国家,还是在东南亚、加勒比海等海岛分布广泛地区,分布式光储系统都得到了广泛应用。特别是随着德国、澳大利亚、美国等欧美发达国家分布式光伏在电力系统中的渗透率不断提高,用户侧光储系统作为分布式光伏的“升级版”,由于其在自发自用和系统稳定方面的积极作用,得到了上述国家的大力支持和广泛推广,并将原来以售电为主的盈利模式逐渐转换为以提供利润更丰厚的辅助服务为主的盈利模式,从而实现了用户和电力公司的双赢。

1.1 各国应用现状

1.1.1 德国

德国是全球分布式光伏发展最迅速的国家,由于放弃核电,使光伏等新能源发电技术在德国得到了大规模应用,2018年光伏累计装机达到44.3GW,其中90%为屋顶光伏,分布式光伏对电网的渗透率甚至达到30%[15]。在大规模分布式光伏接入电网的同时,电网也不可避免地出现了系统稳定问题。为缓解分布式光伏对电网的冲击,早在2013年5月,德国就出台了光储补贴政策,由德国复兴信贷银行对用户侧光储项目进行低息贷款和现金补贴,鼓励在已有和即将安装光伏的用户加装储能。最初现金补贴比例甚至达到了设备安装费用的30%,而且还要求光储运营商必须将60%的发电量送入电网,使得运营商有机会通过现金补贴上网电量,从而获取丰厚的利润,进一步促进了光储系统在用户侧的大量安装。

截至2018年,德国安装了385MW用户侧储能,用户侧光储系统占分布式光伏的比例更是达到了77%,到2019年用户侧光储系统又增加了 5万套。虽然光伏规模的不断扩大使光伏上网补贴从2017年7月1日起逐年下降,德国复兴信贷银行也于2016年10月终止了用户侧光储补贴政策,但由于分布式光伏已规模化接入电网,储能系统成本又在快速下降,加之其他储能补贴政策也在陆续出台,使得德国的用户侧光储能市场在光储补贴取消的情况下依然会继续向前发展。而且由于用户侧零售电价的不断攀升,过去以上网发电为主的盈利模式也必然向自发自用、余量上网的方向发展。目前,德国仍然是欧洲最成熟和最活跃的分布式光储市场,也是用户侧光储商业模式发展最先进和最成功的国家。

1.1.2 澳大利亚

由于光照资源丰富、电网电价高,澳大利亚的光伏发电,特别是用户侧光伏发展迅速,大量用户安装了光伏系统。截至2017年,澳大利亚用户侧光伏总装机数量超过了180万套,仅2017年,澳大利亚就新增了1095MW用户侧光伏,占全年新增光伏装机容量的82%。与德国类似,大量用户侧光伏的接入使得澳大利亚电网也存在不可忽视的系统稳定问题,2016年9月发生的南澳州大范围停电事故,更使得储能等有助于提升系统稳定性的技术措施成为该国能源领域关注的焦点。为此,各州政府相继发布了光储补贴计划,使得澳大利亚成为除德国外用户侧光储市场发展最快的国家。2018年澳大利亚政府出台了“电池储能安装激励计划”,该政策除了补贴居民用户和商业用户,更鼓励用户侧光储系统进入电力市场提供辅助服务,使得用户能牟取更高的利润,进一步提高了用户安装光储系统的积极性。

目前,澳大利亚光储系统主要集中在居民用户和商业园区,与集中式电站相比,用户侧光储占据了绝对的市场优势。继2015年安装了500套用户侧光储系统后,2016年又安装了6750套,2017年更是达到了20 000套,而在2019年由于州政府提供了1.47亿美元的补贴以及低息贷款,更有接近7万户家庭安装户用光储系统[16]。随着储能成本和上网售电电价的下降,澳大利亚用户侧光储系统的安装量还会继续增加,预计未来安装量会实现3~4倍的增长,目前澳大利亚已成为继德国之后的全球第二大用户侧光储市场。

1.1.3 美国

除德国、澳大利亚,美国为了在提高光伏等新能源发电占比的同时保证电网稳定运行,也推出了自己的光储补贴政策。美国早在2011年,在用于鼓励用户侧分布式发电的自发电激励计划中,就提出对于加装了储能的用户给予2美元/W的设备安装补贴。夏威夷由于其丰富的光伏资源,一直力图通过资金激励计划支持光伏与储能的结合,2017年1月州政府还明确出台了推动光储系统安装应用的支持政策。加利福尼亚作为全美国用户侧光储系统安装最多的州,规定对于并网用户在达到特定日循环要求的情况下,可以享受加州自发电激励计划(SGIP)的安装补贴,该补贴能够节省用户50%的安装费用。

另外,一些非补贴性政策,例如为了鼓励绿色能源投资而出台的联邦投资税减免政策(investment tax credit,ITC),即对于与光伏一同安装的储能,当储能系统中存储的电量有75%以上来自于光伏发电时,便可减免设备成本30%的赋税。同时,与之配套的储能投资税收减免法案也激励美国的能源投资商将储能应用到光伏项目开发中[17],在一定程度上也起到了加速用户侧光储项目发展的作用。

1.1.4 日本

日本作为世界第五大能源消费国,由于弃核导致的电力供应紧张,迫使光伏等新能源发电形式在日本迅猛发展,但同时又受到国土面积小、山地占比高、用电需求量大等客观条件的制约,使得该国近几年屋顶光伏的发展呈明显的上升趋势。与此同时,日本也在积极出台激励措施来鼓励用户采用储能系统,以缓解大量涌入的分布式光伏带来的系统稳定问题。例如日本经济产业省计划出资约9830万美元为装设储能的居民和商业用户提供66%的费用补贴,同时还计划为工业园区用户拨款7.79亿美元[17],以鼓励工业用户将光伏和储能结合应用,以提高能源利用效率,这些政策的推出使得该国用户侧光储项目数量不断增多。另外,日本光伏上网补贴电价的持续降低和售电价格的不断提升,也将促使用户不断提高光伏发电自发自用水平,使得储能对于提升用户经济效益的作用越来越显著。

1.1.5 意大利

作为欧洲光照条件最好的国家,由于对国外进口能源高度依存,使得意大利高度重视光伏等新能源的发展,并在2008—2013年间为新能源撒下大笔欧元。而作为欧洲居民用电电价最高的国家之一,高达0.25欧元/(kW×h)的居民电价也使得用户侧光储项目表现出良好的经济性,事实上,意大利居民户用光储项目已经实现了6~8a的投资回报期。为了推动用户侧光储应用,2018年意大利政府出台了居民户用光储系统的补贴政策,主要针对20kW以下居民户用光储系统,补贴力度高达50%[18]。而在2018年伦巴第大区推出的700万欧元的光储返利方案,则将最高50%的补偿力度覆盖至20kW以上工商业用户。目前,意大利屋顶光伏安装规模已超过50万套,如此大规模的用户侧光伏,加上相应的光储补贴政策,使得 意大利正逐步成为新的颇具吸引力的用户侧光储市场。

1.1.6 瑞典

效仿德国户用光储补贴计划,瑞典能源部2016年推出了总计为1.75亿瑞典克朗(约1960万美元)的用户侧光储补贴计划,用以提高国内光伏利用水平,提升电网系统稳定性,并推动该国2040年100%可再生能源发电目标的实现[19]。该计划于2016年11月开始实施,2019年12月结束,其中2016年的预算为2500万瑞典克朗, 2017—2019年每年约为5000万瑞典克朗,以补贴支持与户用光伏配套安装的储能系统,每户的补贴金额可达50000瑞典克朗,最高可占光储系统成本的60%。虽然此前瑞典光伏装机相对其他欧洲国家较为缓慢,但随着政府财政支持力度的不断加大,其光伏装机也得到了越来越快的发展,而用户侧光储补贴政策的出台,不但会进一步促进光伏产业在瑞典的快速发展,也会使用户侧光储成为新的经济增长点,并带动瑞典新能源产业发展到新的高度。

1.2 发展情况分析

1.2.1 发展技术路线

根据对上述国家光储系统发展情况的分析,可将国外用户侧光储系统发展路线归结为图1。

图1 国外用户侧光储系统发展路线图

随着光伏技术发展,光伏成本的不断下降和光伏上网补贴政策的引导,必然会刺激用户侧分布式光伏的大规模安装。但随着分布式光伏渗透率的不断提高,必然会带来相应的系统稳定问题,而且光伏补贴的不断下降也会引起用户上网的积极性降低,从而使得用户越来越倾向于光伏发电的自发自用和就地消纳。在电网系统稳定和 用户自发自用的需求下,政府如适时出台储能或光储补贴政策,加上储能系统成本的降低,必然会激励已经安装光伏或将要安装光伏的用户加装储能,从而达到既满足用户自发自用又提高系统稳定性的效果。如果用户侧光储系统还能参与调峰、调频、需求侧响应等电力辅助服务,并在其中获取丰厚利益,必然会进一步带动用户侧光储系统发展,并将用户电网售电牟利的单一经营模式改变为电网售电和电力辅助服务相结合的综合经营模式。

1.2.2 外部环境条件

综上对国外光储系统发展情况的论述,可以看出无论是光储系统已经得到大力推广的德国、澳大利亚,还是光储项目迅速增多的美国、日本、意大利、瑞典等国家,用户侧光储系统欲得到快速发展,都至少应具备以下3个重要条件:

1)电网面临系统稳定问题。当电网由于各种分布式新能源渗透率过高而面临系统稳定问题时,从电网安全稳定运行的角度出发提出要求,用户侧配合分布式新能源安装储能就会成为一种客观需要,以减少分布式光伏对电网的冲击。

2)政府出台储能或光储补贴政策。由于光储系统发展初期用户很难从市场获利,且储能也会因为发展初期应用规模小而难以降低系统成本,这些都会导致用户安装储能的意愿很低,使得光储系统在用户侧无法得到推广。这种情况下,适当的补贴政策对于用户安装光储系统意愿具有重要的引导作用。如果能在电网稳定性不断下降、光伏上网补贴日益减少、用户用电成本不断上升等诸多问题日益突出时推出光储补贴政策,则能够更快提升用户安装光储系统的意愿,加速光储系统在用户侧推广应用的进程。

3)不断完善的电力辅助服务市场。由于光储系统中的储能不产生电能,而只提供更高品质的电能,且投资造价和使用成本较高,使得用户在传统的发售电模式下难以牟取与之匹配的经济利益。而电力辅助服务市场恰恰提供了这样的盈利机会,需求侧响应需要的正是光储系统所能提供的高品质电能,调峰市场需要的也是光储系统对尖峰负荷快速有效的调节能力。同时,也只有提供这种高附加值的服务才能使用户有机会牟取更丰厚的利润,从而提高用户安装光储系统的积极性,并进一步加速光储系统的推广应用。

2 国内用户侧光储系统发展现状

2.1 总体情况分析

与欧美等发达国家分布式光伏大量接入电网、光伏渗透率高的情况相比,我国的分布式光伏渗透率低,而对于受建筑功能和计费结算方式限制的户用光伏,其数量就更少,这与德国、澳大利亚等以户用光伏为主的情况差别更大。而且,国内电网较国外电网要坚强得多,还有大量火电和水电机组作为旋转备用,虽然也有大量新能源接入电网,但新能源对系统稳定性的影响不像国外那么突出,分布式光伏的影响则更小,从而进一步减少了在用户侧加装储能以提高系统稳定性的必要性。同时,与国外政府持续出台储能或光储的补贴政策相比,国内一直缺少相应的激励政策,从而难以激发用户安装光储系统的积极性,成为制约国内用户侧光储项目的又一重要因素。另外,与欧美国家电力市场日益开放和完善的情况不同,国内电力市场还处于培育期,调峰、调频、需求侧响应等诸多电力辅助服务的方式还处于探索阶段,国内电力辅助服务市场的不完善也阻断了用户侧光储项目获取丰厚利润的重要途径,使得其发展进一步受到制约。因此对于国内用户侧光储系统的发展,无论是市场客观需求,还是用户主观能动性,都与国外的情况存在很大差异。特别是经济性不明显的问题,使得用户侧光储项目在国内光伏产业发展了几十年之后依然很少,欲在国内推广用户侧光储项目需要破解的瓶颈难题依然很多。

目前,国内的用户侧光储项目主要集中在能取得光伏上网电价补贴且峰谷电价差大的工商业用户,主要的盈利模式为光伏园区折扣电价售电、余量上网以及储能利用峰谷电价差获取,盈利对电网电价的依赖度很高,这与国外用户侧光储系统自发自用和提供电力辅助服务为主的盈利模式有较大不同。应该说,将光伏上网电价补贴、大的峰谷电价差以及工商业用户等作为安装光储系统的必要条件,这些要求还是很苛刻的,具备这些条件的安装地区也相对较少,这也进一步增加了用户侧光储系统推广的难度。虽然如此,在峰谷电价差大且负荷重的地区,例如北京、浙江、广州等经济发达地区,由于用电形式和用电需求的多样化,还是有部分用户侧光储项目在这 些地方的工业园区、商业区以及校园微网中投运。

2.2 投运项目介绍

2.2.1 北京大钟寺蓝景丽家光储项目

2017投运的北京大钟寺蓝景丽家光储系统为商业园区项目,其光伏为901.8kW单晶硅光伏系统,储能为500kW/2 500kW×h铅炭电池储能系统,用户负荷5000kW。其光伏项目享受国、市、区三级政府补贴,国家补贴0.42元/(kW×h),北京市补贴0.3元/(kW×h),海淀区一次性补贴0.3元/ (kW×h),其中北京市补贴期限不超过5a,海淀区补贴总额不超过100万元。项目所在地峰谷电价差为1.01元,尖峰谷电价差为1.41元。可以看出,大钟寺蓝景丽家高的电价补贴和大的峰谷电价差为用户侧光储项目的实施提供了很好的外部条件。

蓝景丽家光储项目采用的合同能源管理的方式,在投资商利用光伏系统售电获利和储能系统峰谷电价套利的同时,也为用户节省了电费。根据用户的统计,该光储项目每年为用户节省的电费在40万~50万元。同时,由于大钟寺蓝景丽家地处北京市北三环,是北京市商业核心地带,为重负荷区,线路走廊拥挤,而经营规模的扩大、数据中心的建设以及电动汽车充电桩的接入使得用户一直面临供电容量不足的窘境。而该光储项目正好解决了区外输电线路难以扩容改造、用户用电量逐年增大导致的变压器容量不足的痛点问题,从而使得该项目具有良好的经济性。经过2年多运营,该项目已收回约70%的成本,还解决了企业未来发展用电不足问题,为用户解决了后顾之忧,经济和社会示范效应都很显著。

2.2.2 杭州富阳中恒电气有限公司光储项目

2017年投运的杭州富阳中恒电气有限公司用户侧光储系统为工业园区项目,其光伏系统容量为606kW,储能为250kW/300kW×h铅炭电池储能系统,用户负荷为400kW厂区供电和 134kW交直流充电桩用电[20]。项目所在地峰谷电价差为0.52元,峰平电价差为0.21元,尖峰谷电价差为0.83元,尖峰平电价差为0.51元,可以看出富阳中恒光储项目所在地的峰谷电价差低于大钟寺蓝景丽家。

该项目运行控制方式为光储解耦运行,光伏系统运营方式为园区供电、余量上网,截至2018年3月25日,光伏系统累计发电量约33.3万kW×h,园区供电电量27.4万kW×h,余量上网电量5.9万kW×h,自发自用电量占比82.3%。储能系统运营方式为峰谷电价差和峰平电价差套利,每天采用两充两放的充放电策略。另外,由于储能系统采用铅炭电池,能量状态运行区间为40%~100%。储能系统自2016年10月18日正式投入运行,到2018年3月28日,不到一年半的时间,累计充电电量为10.4万kW×h,累计放电量为7.3万kW×h。该光储系统经过2年多的运行,有效降低了用户的基本电费。

2.2.3 宁波新晶都酒店光储项目

与北京大钟寺蓝景丽家光储项目类似,2019年4月投运的宁波新晶都酒店用户侧光储系统也为一般商业项目,项目光伏系统容量为90kW,储能系统容量为250kW/500kW×h,项目总投资150万元,项目所在地峰谷电价差与杭州富阳中恒电气有限公司相同[20]。与杭州富阳中恒光储项目相同,项目运行控制方式为光储解耦运行,其光伏系统运营方式为园区供电、余量上网,储能系统运营方式为峰谷电价差套利。项目投运后,每年能为酒店节省约5万元电费,同时也能达到环保、高效用电和节能的目的。

2.2.4 云南玉溪居民户用光储项目

2018年投运的云南玉溪光储系统为居民户用光储项目,项目光伏系统容量为60kW,储能系统为20kW/20.6kW×h锂电池储能系统,用户负荷为20户居民用电[21]。由于是居民用电,项目所在地无电价差,因此项目运营方式与工商业园区有很大差别。具体来说,云南玉溪为光照条件好的地区,对于基于居民屋顶构建的用户侧微电网,日间光伏发电功率较大,但负荷较小,夜间无光照,但负荷较大,即光伏发电与用户用电呈反调峰特性。因此,光储运行控制方式为白天储能系统充入光伏发电电量,保证光伏发电电量的就地消纳,晚上储能系统则放出白天充入的电量为居民供电,也就是说储能系统的主要作用就是促进光伏发电的就地消纳。

由于该项目租用了居民屋顶等场地,为偿还场地租赁费用,项目采用了每月无偿提供 100kW×h免费电量的方式进行抵扣,而不是根据发电电量与用户进行电费结算。之所以如此,主要是因为要区分光伏供电电量、储能供电电量和电网供电电量较复杂,难以进行有效计量,这也从一定程度上反映出居民户用光储项目不但受制造成本、补贴政策、电网电价等大环境影响,也受到计量、交易、结算等具体技术细节的制约,这与欧美等国家户用光储系统迅速发展的现状形成了鲜明的对比,可以说国内户用光储系统发展环境较工商业用户还要艰难,欲向前发展需要克服的困难更多。

2.3 发展趋势分析

2.3.1 面临问题

从对国内用户侧光储项目的介绍可以看出,无论是发展环境还是运营模式,国内外都存在很大差异。与国外分布式光伏渗透率高、分布式光伏对电网稳定性影响大、储能或光储补贴政策较为积极、电力市场相对开放和完善的情况相比,国内的分布式光伏渗透率较低,分布式光伏对电网稳定性影响小,缺乏储能或光储补贴政策,电力辅助服务市场还处于培育期[22-23]。

上述发展环境使得国内用户侧光储项目经营模式与国外自发自用和提供电力辅助服务为主的模式有很大不同,主要的盈利模式为光伏园区折扣电价售电、余量上网以及储能利用峰谷电价差获利。由于无法从辅助服务市场牟取高附加值的利润,且储能系统成本还较高,使得国内的经营模式经济性不明显,用户安装光储系统的意愿较低,用户侧光储项目较少。可以说,国内用户侧光储项目的推广很大程度上有赖于外部环境的改善,同时还需要克服许多关键的瓶颈问题。

2.3.2 技术发展方向

虽然面临诸多难题,但值得一提的是,近些年来,随着充电汽车的不断推广,在商场、工业园区、校园、居民小区等用户侧充电桩被安装得越来越多。由于电动汽车直流充电电价较电网售电电价高,特别是直流快充电价更高,例如北京直流充电桩平时电价为1.3元/(kW×h),峰时电价为1.8元/(kW×h),远高于对应时段的电网电价,这使得一些新能源投资商开始将目光转向用户侧光储充一体化项目,探索将成本低的光伏发电电量、储能谷时充电电量用于电动汽车直流快充,从而寻求在光伏售电、储能峰谷平套利之外新的利润增长点,同时也是更高附加值的利润增长点。

特别是对于成本较高的储能系统,甚至可以考虑只针对充电桩高峰时段的充电需求进行峰谷套利,即在谷时从电网充入电量,并仅在电动汽车充电高峰期供给充电桩充电,以此进一步拉大储能系统的峰谷电价差。这样,不但可以更好地体现储能系统的经济价值,寻求与储能系统较高的投资金额相匹配的高额利润,而且也能有效降低电动汽车在充电高峰期给电网造成的冲击负荷,从而在增加经济收入和提高系统稳定性上达到双赢的目的。

目前,相比较国内零星的光储项目,光储充项目要多很多,目前在北京、江苏、广东、上海、山东、安徽、江西、湖北等多地均有落地,例如北京集美大红门光储充一体化电站项目,就在积极探索如何将光储系统与充电桩相结合的运营模式,目前该项目已建成1.4MW光伏系统、4MW/ 12MW×h储能系统以及12台150kW直流充电桩。虽然目前光储充项目也面临充电车位被汽油车占据、充电客户流量不稳定等问题,但随着充电车位监控技术的完善、车主充电习惯的形成,上述问题都会得到有效解决。

更重要的是,随着电动汽车数量的持续增加,会使用户自发从经济性角度考虑安装光储充系统的必要性,从而对用户侧光储充系统的需求变得越来越刚性。由于近几年国内电动汽车发展比国外要迅速得多,大量安装的充电桩必将成为国内用户侧光储项目发展有别于国外的重要优势,光储充一体化很有可能成为未来用户侧分布式发电的重要发展方向,从而为国内用户侧光储项目提供新的出路。

3 结论

1)总结了国外用户侧光储系统快速发展的重要条件。高渗透率分布式光伏导致的电网系统稳定性问题、政府持续出台的储能或光储补贴政策、日益完善的电力辅助服务市场是国外光储系统得以快速推广应用的重要条件。

2)指出了国内用户侧光储系统发展所面临的困难。由于缺少储能或光储补贴政策,而电力辅助服务市场还处于培育期,使得国内用户侧光储项目经济性不明显,这是国内用户侧光储系统发展所面临的最大难题。

3)提出了国内用户侧光储系统的发展方向。根据目前国内用户侧光储系统发展所面临的问题,建议在出台储能或光储补贴政策和发展电力辅助服务市场的同时,应抓住国内电动汽车充电桩迅速发展的有利条件,推动光储充技术在用户侧的结合应用,既为国内用户侧光储项目提供新的出路,也为新能源的发展注入新的活力。

[1] 吕晨旭.基于储能成本收益评估的小型光储系统实时经济运行方法[J].电力系统保护与控制,2017,45(17):144-151.

[2] 杨苹,许志荣,袁昊哲,等.考虑峰谷电价的串联结构光储型多微网经济运行[J].电力系统及其自动化学报,2018,30(1):8-14.

[3] 倪驰昊,刘学智.光伏储能系统的电池容量配置及经济性分析[J].浙江电力,2019,38(1):1-10.

[4] 刘建涛,张建成,马杰,等.储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析[J].电网与清洁能源,2011,27(7):62-66.

[5] Carbone R.Grid-connected photovoltaic systems with energy storage[J].Clean Electrical Power,2009:760-767.

[6] EsmaiⅡ A,Nasiri A.A case study on improving ELCC by utilization of energy storage with solar PV [J].Industrial Electronics,2009:3957-3962.

[7] Zabalawi S A,Mandic G,Nasiri A.Utilizing energy storage with PV for residential and commercial use[J].Industrial Electronics,2008:1045-1050.

[8] El-tamaly H H,Mohammed A A E.Performance and economic study of interconnected PV system with electric utility accompanied with battery storage[C]// Power Systems Conference.IEEE,2006,1:328-333.

[9] Perrin M,Malbranche P,Mattera F, et al.Evaluation and perspectives of storage technologies for PV electricity[J].Photovoltaic Energy Conversion,2003,3:2194-2197.

[10] Cheng Y H.Impact of large scale integration of photovoltaic energy source and optimization in smart grid with minimal energy storage[J].Industrial Electronics (ISIE),2010:3329-3334.

[11] Zhao Q Y,Yin Z D.Battery energy storage research of photovoltaic power generation system in micro-grid [C]//Critical Infrastructure (CRIS).2010:1-4.

[12] Mossoba J,Ilic M,Casey L.PV plant intermittency mitigation using constant DC voltage PV and EV battery storage[C]//Innovative Technologies for an Efficient and Reliable Electricity Supply (CITRES).IEEE,2010:297-301.

[13] Xue J H,Yin Z D,Wu B B.Technology research of novel energy storage control for the PV generation system[C]//Power and Energy Engineering Conference.IEEE,2009:1-4.

[14] Saito N,Niimura T,Koyanagi K,et al.Trade-off analysis of autonomous micro-grid sizing with PV,diesel,and battery Storage[C]//Power & Energy Society General Meeting.2009:1-6.

[15] 武利会,岳芬,宋安琪,等.分布式储能的商业模式对比分析[J].储能科学与技术,2019,8(5):960-966.

[16] 熊洽,陶飞达,杨夏,等.光储模式在电力系统中的应用分析[J].机电工程技术,2018,47(12):141-145.

[17] 王思.一文让你看懂德、美、日在光伏+储能上的发展策略[J].新能源经贸观察,2018,64(9):35-37.

[18] 李建林.分布式可再生能源领域中储能的应用现状及发展趋势[J].电气应用,2018,2018(1):6-9.

[19] 王彦宇,郭权利.微电网示范工程综述[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2019,15(1):86-91.

[20] 蒋林洳.基于多智能体技术的电动汽车优化充电研究[D].南京:南京师范大学,2017.

[21] 田兵,雷金勇,喻磊,等.用户侧微电网能量优化策略与工程实践[J].南方电网技术,2018,12(3):66-73.

[22] 陈松波,罗伟彬,梁唐杰.连南光储微电网升级改造方案与实践[J].分布式能源,2018,3(6):67-73.

[23] 张小东,王宇,李白,等.光储联合运行直流微电网控制策略[J].广东电力,2018,31(2):58-64.

Research on the Development and Application of the Photovoltaic and Energy Storage System in the User-side at Home and Abroad

CHEN Hao1, ZHANG Weihua2, SHI Lei2, LI Xiaojiang2, WANG Kairang1, GONG Yu1

(1. North China Electric Power Research Institute Co., Ltd., Haidian District, Beijing 100045, China ; 2. Beijing High Technology Venture Capital Co., Ltd., Chaoyang District, Beijing 100022, China)

Nowadays more and more distributed photovoltaic is connected to distribution grid. Under the condition, as an effective method of improving grid stability and decreasing electricity cost, the photovoltaic and energy storage system has become an important trend of new energy application. Application of the user-side photovoltaic and energy storage system in the developed countries as Europe, United States and Japan was studied. On the base of the analysis, the important developing condition and technology roadmap of the user-side photovoltaic and energy storage system abroad was summarized. Secondly, some typical domestic photovoltaic and energy storage projects in the business market, industrial park and residential area were introduced. And the development problems of the domestic photovoltaic and energy storage projects were analysed. Finally, according to the analysis of the application experience abroad and the situation of the rapid development of the electric vehicle charge at home, the development suggestions are put forward, which can be used for reference for the healthy development of domestic user side optical storage projects.

user-side; photovoltaic and energy storage system; distributed photovoltaic; fee-in tariff; ancillary service market

10.12096/j.2096-4528.pgt.19156

TK 51

2019-10-29。

(责任编辑 杨阳)

猜你喜欢

电价储能分布式
相变储能材料的应用
相变储能材料研究进展
德国:电价上涨的背后逻辑
探索电价改革
储能技术在电力系统中的应用
储能真要起飞了?
分布式光伏热钱汹涌
分布式光伏:爆发还是徘徊
可再生能源电价附加的收支平衡分析
争议光伏标杆上网电价