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电池储能将为客户负载提供一致性

发布时间: 2018/6/1      资讯来源:互联网    

 
 

电池储能系统通常被人们誉为开启可再生能源未来的钥匙。而电池成本正在持续下降,使得这一愿景更接近现实。事实上,对许多商业客户来说,投资电池以降低能源成本具有很好的成本效益。

但这也有很多问题,许多商业客户将面临电网电费设计问题,这些设计造成了储能电池的低效使用。实际上,这种不断增长的储能市场机会表明人们需要对传统的需量电费(demand-charge)进行重新设计,而原来的需量电费不能满足日益增长的可再生能源系统的需求。

商业客户的新机遇

随着电池成本持续下降,美国数百万的商业客户有机会使用经济高效的电池储能系统来减少电费。最近的报告强调了将电池用于需量电费管理的特殊机会,从而减少客户每个月电网的高峰需求。

•NREL和清洁能源集团估计,超过500万的美国商业客户可以获得足够高的需量电费(超过15美元/千瓦),从而使电池储能系统成为一种经济性的需量电费用的选择。

•GTM Research声称,到2021年,11美元/千瓦的需量电费将会变得经济可行,并将有19个州采用需量电费管理。

•麦肯锡公司估计,低至9美元/千瓦的需量电费可能降低电池储能系统成本,从而极大地扩大了这一市场潜力。

•LBNL公司演示了太阳能发电和储能系统如何共同为降低商业需量电费提供更高的价值。

平稳一致的定价

大多数需量电费与电力系统高峰并不一致。也就是说,客户的需量电费是根据客户在一个月内获取的最大电量来计算的,而无论客户的需量电费是否处于更加宽泛的电网的高电价或低电价时间。针对电池、电动汽车充电或其他灵活需求优化这些不重要的需量电费,需要尽可能地平摊客户的负载,以使电网消耗不会随时间的推移出现很大变化。

以一个典型的办公楼的非重合的需量电费计费为例,其高峰需求通常在日间上午11点至下午5点之间,而在夜间使用量非常低。为了减少客户的成本费用,电池储能系统可以通过电网在夜间充电并在日间中午放电,从而减少办公楼的高峰需求。这与公用事业公司过去对稳定基本负荷的需求是一致的,他们可以轻松地与火力发电厂配合使用,但不能满足具有高水平可再生能源的系统的需求。而在太阳能高度渗透的地区,这样的办公楼实际上可能会通过减少中午的电力需求来整合太阳能更具挑战性。

管理典型大型办公楼的非重合需量电费意味着在清晨为电池充电,以减少电网消耗。

稳定基本负载


如今的电网需求正在改变。美国各地的可再生能源发电得到快速增长,从加利福尼亚州,夏威夷到美国西南部的广泛太阳能,到美国中西部和德克萨斯州的风力发电,这些实际上正在改变电力系统的高峰需求。在某些情况下,日间太阳能发电量的增加意味着鼓励客户在中午使用更多的电力,无论是电动汽车充电,还是电池储能或预热的电热水器。

总的来说,整合太阳能和风力发电需要灵活使用电网上的其他资源,其中包括发电和电力需求。就像当今的电网不再需要基本负载功率一样,它们不再需要平坦一致的负载曲线。事实上,在可再生能源世界中,稳定的、不灵活的发电使得电网管理变得更加困难,并且成本更高。

在这些例子中,非重合的需量电费加剧了整合太阳能发电的挑战。建筑租户希望通过减少日间中午的用电量来减少账单。在太阳能发电高的地区,这与电网的实际需要正好相反。

需量电费管理可能与负载转换的电网需求相悖。加州独立系统运营商(CAISO)2017年 9月20日显示的系统负载和净负载

个别客户的负载将决定需量电费管理对电网运营是有利的还是有害的。酒店可能能够减少符合系统需求的夜间负载,但小学会减少日间负载。这是需量电费的一个主要问题:管理它们的策略是基于客户负载模式,而不是整个系统的需求。

随时间变化的商业费率可以更好地支持系统需求

替换不一致的需量电费,时变费率可以更好地将成本分配到一天中的不同时间中,并鼓励电力需求转移和储能以降低系统成本。一些选项包括峰值一致的需量电费、使用时间费率和实时定价。

当边际系统成本最高时,峰值一致的需求根据高峰需求收费,鼓励在最有价值的时候降低电力需求。在上面的例子中,这可能意味着在系统成本最高的傍晚时段,需量电费将限制为高峰客户负载供电。

进一步的步骤是完全消除需量电费,并实现商业使用时间费率,其中根据与系统成本相一致的预定时间表,根据消费收取客户的费用。实时定价使得这个概念更进一步,允许定价根据实际系统条件每小时变化一次。使用时间和实时定价的优势在于提供价格激励来减少每千瓦时的高成本能源,而即使是峰值一致的需量电费也只需要减少每月的最大值。

额外电网服务的补偿

为额外的电网服务提供补偿可帮助客户更好地优化电池并提高灵活性,并采用新的经济激励措施来采用这些资源。美国落基山研究所(RMI)的电池储能经济学表明,当多个堆叠服务由同一设备提供时,储能可以产生更多价值。商业客户投资电池以减少账单只有在其电网允许的情况下才会实现此价值。例如,费率可以包括:

•能源使用时间定价,在一天中最昂贵的时间段内价格较高,能源价格较低时价格较低。

•临界峰值定价,每年在临界峰值期大幅提高价格,全年获得较低价格。

•对电网支持服务的补偿,如快速频率响应,监管和应急储备,所有这些都在当今电池的能力范围之内。夏威夷电力公司提出的需求响应组合提供了一个很好的例子。

在可再生源比例较高的电网中,越来越明显的是,灵活的资源比扁平不变的发电和负载更有价值。非一致性的需量电费虽然广泛用于商业客户,但不能提供满足系统需求的需求灵活性的激励措施。随着电池价格的下降,可能会部署储能系统以节省客户资金,同时实际上加剧了电网运营方面的挑战。更准确地说,时变费率可以在一天中传递系统成本,并有助于电网高效的管理,以使所有客户受益。

 


 

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