一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，涉及光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整技術領具體域。本發(fā)明對光儲電站備用容量服務、黑啟動電量服務、電量調(diào)相服務、電量調(diào)頻服務、電網(wǎng)調(diào)峰服務五項動態(tài)輔助服務進行合理價值補償計于光儲站上網(wǎng)電費中。本發(fā)明將有儲能功能的光伏電站提供的所輔助服務定價作為上網(wǎng)電價中的一部分，經(jīng)過合理設計輔助服務價值，使光儲電站在保障良好的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，避免電能質(zhì)量波動或供電中段帶來的經(jīng)濟損失等前提下，使光儲站的收益更加合理，保障其市場生存能力，鼓勵光伏電站配置儲能設施，又不影響用戶的合法權(quán)益，使用戶不因定價不合理而拒絕的現(xiàn)象發(fā)生。
【專利說明】
-種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整技術領域，具體設及一種基于輔助服務的光儲 電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案。
【背景技術】
[0002] 光儲電站是配有儲能的光伏電站，有諸多技術上的優(yōu)勢，能比較好地解決純光伏 站的接入對電網(wǎng)帶來的負面影響，能提高電網(wǎng)對光伏的消納能力;有了儲能系統(tǒng)，光伏站并 網(wǎng)能保證電能質(zhì)量，不用給電網(wǎng)增加額外備用，甚至可W配合應用于電網(wǎng)配電網(wǎng)側(cè)來削峰 填谷，提高系統(tǒng)負荷率，降低網(wǎng)損，提高電網(wǎng)供電的可靠性和電網(wǎng)的供電能力;有儲能功能 的光伏電站能提供輔助服務，配合電網(wǎng)對電廠的要求提供調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)頻、黑啟動和備用 功能。
[0003] 輔助服務是一種特殊的電力商品，貫穿于電能量市場的每一個交易時段，是電力 市場中的重要部分。對于用電側(cè)來說，輔助服務可W保障良好的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，避 免因電能質(zhì)量波動或供電中斷帶來的不必要的經(jīng)濟損失;對于供電側(cè)來說，輔助服務有利 于整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，有利于輸變電設備和線路的維護;對于發(fā)電側(cè)來說，輔助服務 有助于提高其上網(wǎng)電價，有利于其財務生存能力。但是我國目前還沒有建立完整的輔助服 務市場，電力輔助服務的方式和定價機制有待進一步的探討和研究。
[0004] 當前大型地面光伏電站通過升壓站并入高壓輸電網(wǎng)絡，不直接為負載供電，所采 取的商業(yè)模式是"上網(wǎng)電價"，即全部發(fā)電量按照光伏上網(wǎng)電價全部出售給電網(wǎng)企業(yè)。"上網(wǎng) 電價"是固定單一的電價，在我國目前是按照光照強度劃分區(qū)域來制定的。在當前的光伏上 網(wǎng)電價機制下，光儲站卻很難有生存發(fā)展的空間，主要原因就在于當前針對光儲站的上網(wǎng) 電價和儲能的充放電電價沒有一個明確的規(guī)定，沒有相關的電價政策或是補貼支持。如何 制定合理的光儲站的上網(wǎng)電價機制，對于高質(zhì)量的光儲站的電能，給予合理的高價格;將有 助于光儲站的推廣，也可W促使現(xiàn)有光伏站主動增配儲能裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整 方案，旨在結(jié)合光儲電站的可儲能的特點，在現(xiàn)有"兩部制電價"的基礎上，建立一種考慮光 儲電站輔助服務功能的部制電價"，來作為光儲聯(lián)合發(fā)電定價機制，使光儲電站的收益 更加合理，保障其市場生存能力，鼓勵光伏電站配置儲能設施。
[0006] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種基于輔助服務的光儲電 站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在于:對光儲電站備用容量服務、黑啟動電量服務、電量調(diào)相 服務、電量調(diào)頻服務、電網(wǎng)調(diào)峰服務五項動態(tài)輔助服務進行合理價值補償計于光儲電站上 網(wǎng)電費中。
[0007] 進一步的技術方案在于，所述光儲電站上網(wǎng)電費還包括主要來源于國家政策補貼 的容量電費，W及基于光儲電站的運行及維護成本的電量電費。
[0008] 進一步的技術方案在于，所述備用容量服務價值補償為對光儲機組在提供負荷備 用、檢修備用、事故備用、調(diào)頻備用、黑啟動備用等輔助服務所需電量進行價值補償；
[0009] 所述備用容量服務價值補償Fi有如下關系：
[0010] Fi = kFiXW-V)XSi
[OOW 式中：Kn-備用容量補償比例系數(shù);U-電量電價;V-電量成本;Si-光儲機組負 責提供的備用容量之和。
[0012] 進一步的技術方案在于，所述黑啟動電量服務價值補償為使電網(wǎng)從斷電狀態(tài)恢復 到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)所需電量進行價值補償；
[0013] 所述黑啟動電量服務價值補償F2有如下關系：
[0014] F2=(黑啟動成本+kF2X預計挽回經(jīng)濟損失)/黑啟動電量
[001引式中，kF2為補償系數(shù)。
[0016]進一步的技術方案在于，所述電量調(diào)相服務價值補償為光儲電站進行機組多發(fā)無 功電量和吸無功電量的電量價值補償，W及機組少發(fā)有功電量的電量價值補償；
[0017]所述電量調(diào)相服務價值補償?shù)挠腥缦玛P系：
[001引F3 = F31+F'31+F32 =無功電量電價X (多發(fā)無功電量+吸無功電量)+少發(fā)有功電量 補償電價X少發(fā)有功功率=Mq X (W^ +W" )+Mp+W"/
[0019] 式中，F(xiàn)31為多發(fā)無功電量價值，F(xiàn)'31為吸無功電量價值，F(xiàn)32為少發(fā)有功電量價值補 償，M功無功電量電價，無功電量的電價小于有功電量電價。
[0020] 進一步的技術方案在于，所述電量調(diào)相頻服務價值補償為對光儲機組的調(diào)頻電量 效益進行價值補償；
[0021 ]所述電量調(diào)頻服務價值補償F4有如下關系：
[0022] 調(diào)頻電量X電量調(diào)頻服務價值補償F4=(-次調(diào)頻電量+二次調(diào)頻電量）X調(diào)頻電 量電價=(化+Wagc) XUXkF4
[0023] 式中，U為其它類型的發(fā)電站上網(wǎng)電量電價，kF4為市場供求系數(shù)。
[0024] 進一步的技術方案還在于，所述電網(wǎng)調(diào)峰服務價值補償為光儲電站的儲能系統(tǒng)對 電網(wǎng)的調(diào)峰功能進行價值補償；
[0025] 所述電網(wǎng)調(diào)峰服務價值Fs有如下關系：
[0026] Fs = IcfsXPtou X S已
[0027] 式中，kF5為補償系數(shù);Ptou是分時電價;Ss為調(diào)峰期間所發(fā)電量。
[0028] 采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明將有儲能功能的光伏電站提供 的所輔助服務定價作為上網(wǎng)電價中的一部分，經(jīng)過合理設計輔助服務價值，使光儲電站在 保障良好的電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，避免電能質(zhì)量波動或供電中段帶來的經(jīng)濟損失等前提 下，使光儲站的收益更加合理，保障其市場生存能力，鼓勵光伏電站配置儲能設施，又不影 響用戶的合法權(quán)益，使用戶不因定價不合理而拒絕的現(xiàn)象發(fā)生。
【附圖說明】
[0029] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0030] 圖1是本發(fā)明中光伏發(fā)電站固定成本詳細構(gòu)成圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明中電能質(zhì)量評定方式圖；
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)W便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可W 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可W在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0034] 本發(fā)明為了在市場條件下光儲電站提供動態(tài)輔助服務時能得到價值補償，提出改 進的兩部制電價體制，也可稱為=部制電價。在該=部制上網(wǎng)電價下，光儲站上網(wǎng)電費如 下：
[0035] 電費收入P =容量電費R'+電量電費D'+輔助服務電費F'
[0036] 執(zhí)行S部制電價用戶的電費計算公式如下：
[0037] P = cR+nD+mF
[0038] 其中：P為總電費(元），R為每單位容量電價(元/kW或元/kVA)，c為計費容量化W或 kVA)，D為每單位電量電價(元ZkW ? h)，n為計費電量化W ? h)，F(xiàn)為每單位輔助電價(元ZkW ? h)，m為計費輔助電量(元）。
[0039] 應用該=部制上網(wǎng)電價，通過容量電價來回收光儲電站的固定成本，通過電量電 價來回收光儲電站的變動成本，并通過容量電價和電量電價保障光儲電站一定的經(jīng)濟利 潤;通過輔助電價來體現(xiàn)光儲電站的輔助服務的價值，并激勵光儲電站提高電能質(zhì)量和供 電可靠性。
[0040] 1、容量電價R
[0041] 容量電費收入體現(xiàn)了光儲電站中光伏發(fā)電設備和儲能設備的建設成本，是光儲電 站經(jīng)濟收入的基本保障。容量電價R是一個固定值，主要來自國家政策補貼，由光伏發(fā)電建 設補貼和儲能設施建設補貼兩部分構(gòu)成。即：
[0042] 1?=化+化
[0043] 式中，R為容量電價，Ri為單位容量光伏發(fā)電建設補貼，R2為單位容量儲能設施建設 補貼。
[0044] 其中，光伏建設補貼可W參考國家相關政策，根據(jù)光伏發(fā)電裝機容量和地區(qū)差異， 并考慮成本回收周期來確定補貼標準。從某種程度來講，光伏發(fā)電站的裝機容量反映了其 初期建設成本，主要包括光伏發(fā)電設備(如太陽能電池板及換流裝置)購置及安裝費用、建 筑工程費用、資本化的建設期貸款利息、運營期初流動資金投資等，具體如圖1所示。
[0045] 此外，根據(jù)光儲電站所在區(qū)域的不同，受其地理環(huán)境影響，其太陽能資源豐富程度 不同，即年利用小時數(shù)不同。例如，我國西部太陽能資源豐富，但是用電量較??；而我國東部 太陽能資源相對較少，但是用電量較大。光伏建設補貼應該予W區(qū)分，對于光照強度較差 差，年利用小時數(shù)較少的地區(qū)，適當提高補貼額度，來達到鼓勵光儲發(fā)電站建設的目的。
[0046] 儲能建設補貼則需要根據(jù)儲能設備的種類和占比來確定。目前常見的幾種儲能用 蓄電池有鉛酸電池、裡離子電池、液流電池等，根據(jù)儲能蓄電池類型的不同，其建設成本不 同，使用折舊周期也不同。另一方面，儲能儲能建設補貼在很大程度上應該跟儲能的建設規(guī) 模占比有關，儲能設施的建設比例直接影響光儲電站的建設成本，儲能設置占比越大，建設 成本越高;儲能建設占比越小，建設成本越低。
[0047] 2、電量電價D
[0048] 電量電費收入在一定程度上反映了光儲電站的運行及維護成本，包括設備運行成 本、設備修理成本、職工工資等。電量電價D是動態(tài)變化的，不僅跟光儲電站的運行及維護成 本相關，還跟光儲電站所發(fā)電能的質(zhì)量有關。
[0049] 電量電價D=(光伏發(fā)電設備運行成本+設備修理成本+可變稅金及附加+職工工資 和福利費)/化1 XksX上網(wǎng)發(fā)電電量）
[0化0]其中，ki為光伏發(fā)電機組可用率調(diào)整系數(shù)
[0051] 式中訊為光儲機組年上網(wǎng)小時數(shù);Tl為同類同質(zhì)機組年上網(wǎng)小時數(shù)，n為電網(wǎng)內(nèi)與 光儲機組同質(zhì)的機組;k2為電力市場調(diào)整系數(shù)。
[0052] 市場調(diào)整系數(shù)k2=(去年電力供應缺口 /去年系統(tǒng)內(nèi)可用裝機容量)/(預計當年電 力供應缺口 /預計當年系統(tǒng)內(nèi)可用裝機容量）= (Qn-l/Zn-l)/(Qn/Zn)
[0053] 光伏電站在接入電力系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送電能時，應保證電能質(zhì)量符合標準要求，否 則不允許并網(wǎng)；若在運行中電能質(zhì)量出現(xiàn)偏離標準的越限情況，系統(tǒng)應能檢測到運些偏差 并將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)安全斷開。反映電能質(zhì)量的參數(shù)有：電壓偏差、頻率偏差、諧波和波形 崎變、直流分量、電壓不平衡度等。不同于普通的光伏電站，光儲電站配有較大規(guī)模的儲能 裝置，在接入電力系統(tǒng)時，可W更有效地提高上網(wǎng)電能質(zhì)量。
[0054] 在確定電量電價時，根據(jù)電能的各項參數(shù)，對光儲電站向當?shù)亟涣髫撦d提供電能 和向電網(wǎng)發(fā)送的電能進行等級評定，按照電能質(zhì)量的好壞，劃分為幾個等級，而電量電價與 電能質(zhì)量的好壞直接相關。電量電價在保證光儲電站盈利的情況下，動態(tài)調(diào)整，有利于提局 光伏電站配置儲能設備的積極性。電能質(zhì)量等級評定的具體方式如下：
[0化5]電能質(zhì)量等i
[0056] 其中，Wi為各個電能質(zhì)量參數(shù)的權(quán)重，Li為各個電能質(zhì)量參數(shù)的評價等級。電能質(zhì) 量等級評價方式如圖2所示：
[0057] 在對電能質(zhì)量各項參數(shù)等級進行評定之后，可W得出電能質(zhì)量的等級，從而對電 量電價在運行維護成本的基礎上進行一定程度的上下調(diào)節(jié)，達到獎懲的目的。
[0化引3、輔助服務電價F
[0059] 在W往的蓄能電站電價體系的研究中，往往將其電費收入簡單化，對輔助動態(tài)服 務一般不予W考慮，運一現(xiàn)狀造成了蓄能電站的輔助服務補償?shù)?，沒有合理的體現(xiàn)蓄能 電站的效益，造成其財務生存能力低下。本發(fā)明中，根據(jù)對光儲電站動態(tài)效益的詳細研究， 將建立對光儲電站備用、黑啟動、調(diào)相、調(diào)頻、調(diào)峰五項動態(tài)輔助服務的合理，可行的價格補 償機制。
[0060] (1)備用容量價值補償Fi
[0061] 光儲機組因提供負荷備用、檢修備用、事故備用、調(diào)頻備用、黑啟動備用等輔助服 務，減少了發(fā)電的機會，形成機會成本。
[0062] Fi = kFiXW-V)XSi
[0063] 式中：Kfi-備用容量補償比例系數(shù);U-電量電價;V-電量成本;Si-光儲機組負 責提供的備用容量之和。
[0064] 由于光儲機組提供備用容量服務的同時，減少了發(fā)電量，所W應按照一定的比例 進行補償，但補償額度不宜過大，否則會導致過度補償，不利于輔助服務市場的平衡發(fā)展。 備用容量補償系數(shù)k3應該根據(jù)國家政策和市場情況而定。
[0065] (2)黑啟動電量服務價值補償F2
[0066] 用于黑啟動的電能，不僅能夠幫助使電網(wǎng)從斷電狀態(tài)恢復到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)， 而且還能夠挽回許多經(jīng)濟損失，有利于社會的穩(wěn)定和諧，運部分電量的價值要高于普通上 網(wǎng)電量，其價格應該根據(jù)其價值來進行一定的補償。將黑啟動電量服務價值補償設為F2,該 部分補償額度應該既能彌補光儲站承擔黑啟動職責所需的成本，還應針對其挽回的經(jīng)濟損 失體現(xiàn)一定程度的獎勵，即滿足：
[0067] F2 =(黑啟動成本+kF2 X預計挽回經(jīng)濟損失)/黑啟動電量
[0068] 其中，kF2為補償系數(shù)，用來體現(xiàn)黑啟動電量補償?shù)莫剟钭饔谩?br>[0069] (3)電量調(diào)相服務價值補償F3
[0070] 光儲電站電量調(diào)相服務價值補償F3主要補償兩個方面的內(nèi)容，一是多發(fā)無功電量 (F31)和吸無功電量的電量電費(F'31)，二是機組少發(fā)有功電量的電量電費補償(F32)。
[0071] F3 = F31+F'31+F32 =無功電量電價X (多發(fā)無功電量+吸無功電量)+少發(fā)有功電量 補償電價X少發(fā)有功功率=Mq X (W^ +W" )+Mp+W"/
[0072] Mq為無功電量電價，無功功率的存在是W有功功率為基礎的，是為了更好的保證 有功功率的傳輸，因此無功電量的電價應小于有功電量電價。
[0073] (4)調(diào)頻效益補償F4
[0074] 光儲電站調(diào)頻效益補償F4中的調(diào)頻備用容量補償已在上文中加 W分析，但光儲機 組的調(diào)頻電量效益還未進行計算，現(xiàn)剖析如下：
[0075] 調(diào)頻電量X調(diào)頻效益補償F4=(-次調(diào)頻電量+二次調(diào)頻電量）X調(diào)頻電量電價= (WB+WAGC)XUXkF4
[0076] U為其它類型的發(fā)電站上網(wǎng)電量電價，kF4為市場供求系數(shù)，可由和發(fā)電方和電網(wǎng)雙 方根據(jù)電力市場情況協(xié)定。
[0077] (5)電網(wǎng)調(diào)峰服務價值Fs
[0078] 光儲電站的儲能系統(tǒng)在必要時刻可W承擔電網(wǎng)的調(diào)峰功能，來緩解電網(wǎng)的負荷壓 力，同時帶來可觀的經(jīng)濟效益，因此應對調(diào)峰效益進行補償。電網(wǎng)調(diào)峰服務價值Fs應根據(jù)給 電網(wǎng)帶來的經(jīng)濟效益，結(jié)合輔助服務市場，在峰谷分時電價的基礎上進行補償。
[0079] Fs = IcfsXPtou X S已
[0080] 其中，kF5為補償系數(shù);Ptou時電價;Ss為調(diào)峰期間所發(fā)電量。
[0081 ]綜合W上分析，光儲電站動態(tài)輔助服務電價F:
[0082] f=Fi+F2+F3+F4+F 已
[0083] 本發(fā)明針對光儲電站的技術特點與其所能提供的動態(tài)輔助服務的補償機制進行 了初步研究，提出了一種針對光儲電站的=部制上網(wǎng)電價機制，來使得光伏電站配置儲能 裝置的收益更為合理，保障光儲電站在電力市場中的財務生存能力，為光儲電站進一步走
【主權(quán)項】
1. 一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在于:對光儲電站備用容 量服務、黑啟動電量服務、電量調(diào)相服務、電量調(diào)頻服務、電網(wǎng)調(diào)峰服務五項動態(tài)輔助服務 進行合理價值補償計于光儲電站上網(wǎng)電費中。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述光儲電站上網(wǎng)電費還包括主要來源于國家政策補貼的容量電費，以及基于光儲電 站的運行及維護成本的電量電費。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述備用容量服務價值補償為對光儲機組在提供負荷備用、檢修備用、事故備用、調(diào)頻 備用、黑啟動備用等輔助服務所需電量進行價值補償； 所述備用容量服務價值補償Fi有如下關系： Fi = kFiX(U-V)XSi 式中：Kfi-備用容量補償比例系數(shù);U -電量電價;V -電量成本;Si-光儲機組負責提 供的備用容量之和。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述黑啟動電量服務價值補償為使電網(wǎng)從斷電狀態(tài)恢復到正常穩(wěn)定運行狀態(tài)所需電量 進行價值補償； 所述黑啟動電量服務價值補償內(nèi)有如下關系： F2 =(黑啟動成本+kF2 X預計挽回經(jīng)濟損失)/黑啟動電量 式中，kF2為補償系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述電量調(diào)相服務價值補償為光儲電站進行機組多發(fā)無功電量和吸無功電量的電量價 值補償，以及機組少發(fā)有功電量的電量價值補償； 所述電量調(diào)相服務價值補償F3有如下關系： F3 = F31+F/ 31+F32 =無功電量電價X (多發(fā)無功電量+吸無功電量)+少發(fā)有功電量補償電 價X少發(fā)有功功率=Mq X CT +W〃 HMp+W"' 式中，F(xiàn)31為多發(fā)無功電量價值，F(xiàn)Si為吸無功電量價值，F(xiàn)32為少發(fā)有功電量價值補償，Mq 為無功電量電價，無功電量的電價小于有功電量電價。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述電量調(diào)相頻服務價值補償為對光儲機組的調(diào)頻電量效益進行價值補償； 所述電量調(diào)頻服務價值補償F4有如下關系： 調(diào)頻電量X電量調(diào)頻服務價值補償F4=(-次調(diào)頻電量+二次調(diào)頻電量）X調(diào)頻電量電 價=(WB+WAGC)XUXkF4 式中，U為其它類型的發(fā)電站上網(wǎng)電量電價，kF4為市場供求系數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助服務的光儲電站上網(wǎng)電價調(diào)整方案，其特征在 于:所述電網(wǎng)調(diào)峰服務價值補償為光儲電站的儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)的調(diào)峰功能進行價值補償； 所述電網(wǎng)調(diào)峰服務價值^有如下關系： F5 = kF5 XPtouX Ss 式中，kF5為補償系數(shù);Ρτου是分時電價;Ss為調(diào)峰期間所發(fā)電量。
【文檔編號】G06Q30/02GK106022579SQ201610315660
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】高亞靜, 薛伏申, 楊文海, 李春來, 楊立濱
【申請人】華北電力大學（保定）, 國網(wǎng)青海省電力公司, 國網(wǎng)青海省電力公司電力科學研究院