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光伏与储能协同运作:可调度式光伏发电
(时间:2019-2-11 10:29:35)
   在美国,越来越多的公共事业电力公司开始针对自带储能的光伏发电项目签署购电协议。实现光伏系统与储能系统间协同运作的方式多种多样,而复杂度较高的方案能够通过先进的系统优化来降低度电成本。
   AC(交流)耦合型光伏储能发电系统指的是在接入电网前才将光伏储能相耦合。这种形式的结合如同带有婚前协议的婚姻,光伏部分和储能部分的运作拥有较高的独立性,并且在长期运行过程中如果出现故障,问题的定位以及解决也更容易。另一种设计方案是在逆变器进行直交流变换前就将光伏与储能联通,称为DC(直流)耦合。相较于AC耦合,DC耦合对应更低的度电成本以及更高的能量转化效率。
   美国第一批大规模光伏储能项目(PVS)将在2021年投运。我们预测其中有半数的项目开发商会选用AC耦合方案。尽管DC耦合型PVS在系统效率和度电成本上优于AC耦合,但开发商们担心该系统所选用的新型产品会出现技术问题,并影响项目的可融资性。尽管如此,我们预计两至三年后,DC耦合会成为行业的标准选择。
   在可调度性(储能设备管理的电量在整个系统总发电量中所占的比例)相同的情况下,相较于完全独立运行的光伏 与储能项目或AC耦合型PVS,DC耦合型PVS能够更有效地利用光伏与储能部分间的协同作用来降低度电成本。预计2021年投运的很多PVS系统都将储能单元的功率设计为电网接入容量的25%,且储能时长为4小时。 对于日照条件较好的地域,譬如南加州,这样的设计应用在优化的DC耦合PVS对应约10.5%的可调度性。按我们对储能系统成本下降的保守预测来计算,上述的DC耦合PVS对应40美元/MWh的度电成本(LCOE),比可以实现同样可调度性的独立运行的光储项目低9%。当可调度性升至40%时,DC耦合PVS的LCOE比独立运行的光储项目低17%。
   一组数据
   50%
   50%的开发商可能会选用DC耦合作为其计划2021年投产的PVS项目的设计方案
   4%-20%
   较实现同样可调度性的独立运行光储项目,DC耦合型PVS系统的LCOE低4%-20%
   10%-16%
   相较于同时期投运的纯光伏项目,2021年建成的可调度性达11%的PVS系统的LCOE高出10%-16%
   鉴于储能设备供过于求的局面,且储能技术更新速度也不断加快,PVS发电系统中储能单元的价格降幅可能远超我们之前的预期。在乐观情境中,2021年一个可调度性达10.5%的PVS发电系统的度电成本为38美元/MWh,仅较纯光伏发电系统高10%。
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