中國儲能網(wǎng)訊：隨著可再生能源的快速發(fā)展，分時(shí)電價(jià)政策成為推動(dòng)清潔能源應(yīng)用和電能儲存技術(shù)發(fā)展的重要工具。因此，本研究旨在深入探討分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，并研究在新的電價(jià)體系下，如何優(yōu)化光伏和儲能系統(tǒng)的運(yùn)行策略，以最大化地提高其經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。通過分析分時(shí)電價(jià)政策對光伏和儲能系統(tǒng)運(yùn)行的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，本研究將為推動(dòng)清潔能源和電能儲存技術(shù)的普及與應(yīng)用提供有益的參考和指導(dǎo)。
１、山東省分時(shí)電價(jià)分析
有關(guān)文件明確了容量補(bǔ)償電價(jià)和電網(wǎng)代理購電價(jià)格將執(zhí)行分時(shí)電價(jià)政策，按季節(jié)劃分為峰谷時(shí)段，包括深谷段（新增）、谷段、峰段和尖峰段。分時(shí)峰谷系數(shù)將進(jìn)一步擴(kuò)大，其中尖峰系數(shù)為2.0、峰系數(shù)為1.7、谷系數(shù)為0.3、深谷系數(shù)為0.1。每日兩峰兩谷的劃分調(diào)整為一峰一谷，新增規(guī)定容量補(bǔ)償電價(jià)將按照峰谷分時(shí)執(zhí)行。
根據(jù)2022年電網(wǎng)代理購電用戶電價(jià)估算，全年峰段和尖峰段的平均電價(jià)為0.70828元/（kW·h），而全年谷段和深谷段的平均電價(jià)為0.08386元/（kW·h）。在此之前，山東省發(fā)改委發(fā)布的通知中規(guī)定了容量補(bǔ)償電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為0.0991元/（kW·h）（含稅）。電價(jià)執(zhí)行時(shí)段劃分如圖１所示。
２、山東省分時(shí)電價(jià)政策的影響
在特定時(shí)間內(nèi)，當(dāng)其他條件保持不變的情況下，商品價(jià)格變動(dòng)引起的需求量反向變動(dòng)的規(guī)律被稱為需求定律。簡而言之，隨著商品價(jià)格的上升，需求量減少；反之，商品價(jià)格下降則導(dǎo)致需求量增加。在這一背景下，需求曲線上與價(jià)格為Ｐ０相對應(yīng)的點(diǎn)的價(jià)格彈性被定義為：
式中，ΔＱ和ΔＰ分別為電量和電價(jià)的增量；Ｑ０和Ｐ０分別為電價(jià)變動(dòng)之前該時(shí)刻的電量和電價(jià)。
２.１對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響
根據(jù)新政策對峰谷時(shí)段的劃分，光伏發(fā)電的高峰時(shí)段基本對應(yīng)電網(wǎng)定價(jià)的谷段。通過對典型光伏曲線的測算和分析，我們考察了光伏標(biāo)準(zhǔn)曲線發(fā)電量與電網(wǎng)代購電價(jià)以及光伏標(biāo)準(zhǔn)曲線發(fā)電量與零售電價(jià)之間的關(guān)系，如圖２所示。
在用戶選擇電網(wǎng)代購電的情況下，特別是在冬季電價(jià)較高時(shí)，按照冬季電價(jià)計(jì)算，光伏曲線的均價(jià)為0.447元/（kW·h）。然而，如果用戶選擇售電公司代理時(shí)，按照營銷公司通常采用的冬季零售分時(shí)電價(jià)套餐計(jì)算，光伏曲線的均價(jià)將為0.5149元/（kW·h）。簡而言之，當(dāng)分布式光伏自發(fā)自用的電價(jià)高于以上所述電價(jià)水平時(shí)，用戶選擇電網(wǎng)代購電或售電公司代理時(shí)用電更為劃算。
２.２對獨(dú)立儲能系統(tǒng)影響
山東省分時(shí)電價(jià)政策的實(shí)施對獨(dú)立儲能系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。由于分時(shí)電價(jià)政策明確了峰谷時(shí)段的劃分，其中光伏發(fā)電的高峰時(shí)段基本對應(yīng)電網(wǎng)定價(jià)的谷段，獨(dú)立儲能系統(tǒng)得以更靈活地在低谷時(shí)段進(jìn)行充電，以獲取更為經(jīng)濟(jì)的電能。
此外，政策還推動(dòng)了儲能系統(tǒng)與光伏發(fā)電的協(xié)同運(yùn)營，使其更好地適應(yīng)電網(wǎng)分時(shí)電價(jià)的波動(dòng)。儲能系統(tǒng)在高電價(jià)時(shí)段釋放儲能，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的能源利用，降低用電成本。整體而言，分時(shí)電價(jià)政策的推行為獨(dú)立儲能系統(tǒng)提供了更有利的運(yùn)營環(huán)境，促使其在能源管理中發(fā)揮更為重要的作用。
２.３對用戶側(cè)儲能系統(tǒng)影響
用戶側(cè)儲能被視為一種富有彈性和可調(diào)節(jié)性的負(fù)荷資源，能夠積極參與電力市場以確保電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定。用戶側(cè)分布式儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益受電力市場電價(jià)政策和系統(tǒng)功能需求的影響。具體而言，不同的電價(jià)政策將實(shí)現(xiàn)不同的儲能功能，從而產(chǎn)生不同的價(jià)值。在當(dāng)前山東省，用戶側(cè)儲能主要以峰谷價(jià)差套利為收益來源。根據(jù)2023年山東省的分時(shí)電價(jià)政策，峰谷價(jià)差從2022年的0.72元/（kW·h）擴(kuò)大到0.893元/（kW·h）。然而，由于峰谷時(shí)段從雙峰雙谷減少為一峰一谷，用戶側(cè)儲能只能實(shí)現(xiàn)日充／放電一次，相比2022年每日兩充兩放電，儲能系統(tǒng)的充／放電量直接減少了50％，影響了儲能收益。以1ＭＷ/2MW·h用戶側(cè)儲能系統(tǒng)為例，采用不同種類電池（磷酸鐵鋰電池、固態(tài)電池、鉛碳電池）進(jìn)行測算，按照資本金20％、利率5％的條件，設(shè)計(jì)運(yùn)營期分別為10年和5年。根據(jù)2023年分時(shí)電價(jià)政策，三種電池類型的用戶側(cè)儲能系統(tǒng)資本金內(nèi)部收益率分別為－10.13％、4％和－16.02％（詳見表）。在這一背景下，三種電池類型的用戶側(cè)儲能系統(tǒng)均面臨著不理想的經(jīng)濟(jì)性。
３、降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響建議
３.１調(diào)整分布式光伏售電價(jià)格
為了降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，建議采取一系列策略，其中之一是調(diào)整分布式光伏的售電價(jià)格。
首先，應(yīng)考慮采用更靈活的定價(jià)機(jī)制，使光伏系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)分時(shí)電價(jià)的波動(dòng)。通過與電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)在高電價(jià)時(shí)段更靈活地釋放儲能，以獲取更優(yōu)化的能源利用，降低用電成本。其次，建議提高峰谷價(jià)差套利的靈活性，允許儲能系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行多次充放電，以更充分地利用不同時(shí)段的電價(jià)差異，可以通過調(diào)整電價(jià)政策中關(guān)于允許充放電次數(shù)的規(guī)定來實(shí)現(xiàn)，以促進(jìn)儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
此外，需要建立更為完善的激勵(lì)機(jī)制，以鼓勵(lì)光伏和儲能系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)營。通過設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，激發(fā)用戶更主動(dòng)地參與分時(shí)電價(jià)市場，從而推動(dòng)光伏和儲能系統(tǒng)更有效地應(yīng)對電價(jià)波動(dòng)，提高系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益。最后，政府和電力公司可考慮制定更加智能化和人性化的電價(jià)政策，結(jié)合光伏和儲能系統(tǒng)的特點(diǎn)，以促使用戶更積極地參與分時(shí)用電和儲能調(diào)度。通過整合智能化技術(shù)，建立用戶友好型的電價(jià)體系，可提高用戶對新能源技術(shù)的接受度，并促進(jìn)可再生能源的更廣泛應(yīng)用。
３.２持續(xù)開展長時(shí)儲能研究
為了降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，建議積極開展長時(shí)儲能技術(shù)的研究與應(yīng)用。長時(shí)儲能技術(shù)可以有效彌補(bǔ)光伏系統(tǒng)在低光照或夜間無法發(fā)電的不足，提高系統(tǒng)的供電可靠性。通過引入更先進(jìn)的長時(shí)儲能設(shè)備，如流電池、鈉硫電池等，可以實(shí)現(xiàn)對電能的更長時(shí)間的存儲和釋放，使系統(tǒng)在面對不同電價(jià)時(shí)段時(shí)能夠更加靈活。
此外，持續(xù)開展長時(shí)儲能技術(shù)研究可帶來更多技術(shù)創(chuàng)新，提高儲能系統(tǒng)的能量密度和循環(huán)壽命，降低系統(tǒng)的成本，有助于提高長時(shí)儲能系統(tǒng)的商業(yè)競爭力，使其更廣泛地應(yīng)用于分時(shí)電價(jià)市場。同時(shí)，還應(yīng)考慮深度整合可再生能源，如風(fēng)能和太陽能，與長時(shí)儲能技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)全天候、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。最后，政府和產(chǎn)業(yè)界可以通過加大對長時(shí)儲能技術(shù)研究的支持，提高研發(fā)投入，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。建議設(shè)立長時(shí)儲能技術(shù)研究基金，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)加強(qiáng)協(xié)作，推動(dòng)儲能技術(shù)的創(chuàng)新與推廣。同時(shí)，建議通過政策引導(dǎo)，為長時(shí)儲能項(xiàng)目提供更為優(yōu)惠的補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)企業(yè)在分時(shí)電價(jià)體系中更主動(dòng)地采用長時(shí)儲能技術(shù)，提升其在能源市場中的競爭力。
３.３出臺上網(wǎng)側(cè)分時(shí)電價(jià)政策
為了降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，建議政府出臺更為有利的上網(wǎng)側(cè)分時(shí)電價(jià)政策。
首先，應(yīng)考慮調(diào)整分時(shí)電價(jià)的峰谷時(shí)段，使其更符合光伏發(fā)電的實(shí)際情況。通過合理規(guī)劃峰谷時(shí)段，更好地匹配光伏系統(tǒng)的發(fā)電曲線，提高光伏系統(tǒng)在高電價(jià)時(shí)段的電量輸出，從而增加系統(tǒng)的收益。
其次，建議在分時(shí)電價(jià)政策中增加更多的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，以鼓勵(lì)用戶積極參與分時(shí)用電和儲能調(diào)度。設(shè)立激勵(lì)措施，如獎(jiǎng)勵(lì)在高電價(jià)時(shí)段通過儲能系統(tǒng)釋放電能的用戶，或給予分時(shí)用電的企業(yè)更多的稅收優(yōu)惠等，可以刺激用戶更主動(dòng)地應(yīng)對分時(shí)電價(jià)，提高其在分時(shí)電價(jià)市場中的積極性。
此外，政府可以通過建立更為靈活和智能的上網(wǎng)側(cè)分時(shí)電價(jià)機(jī)制，允許用戶在特定時(shí)段將多余電量納入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)發(fā)電價(jià)值的最大化。為此需要采用先進(jìn)的智能電網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對分布式能源的動(dòng)態(tài)管理和優(yōu)化調(diào)度。
最后，政府和電力公司可以通過信息透明、用戶培訓(xùn)等方式提高用戶對分時(shí)電價(jià)政策的理解和接受度。加強(qiáng)對用戶的宣傳教育，使其更清晰地了解分時(shí)電價(jià)的運(yùn)行機(jī)制和潛在優(yōu)勢，有助于消除用戶的疑慮，增加其在新政策下的積極性。
３.４采用高效能儲能技術(shù)
為了降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，建議廣泛采用高效能儲能技術(shù)。
首先，引入先進(jìn)的儲能設(shè)備，如鋰離子電池、流電池等，以提高儲能系統(tǒng)的電能存儲效率和充放電性能。這能夠使儲能系統(tǒng)更靈活地在電價(jià)高峰時(shí)段儲存電能，在低谷時(shí)段釋放電能，最大程度地利用分時(shí)電價(jià)機(jī)制，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
其次，加強(qiáng)智能化管理和控制系統(tǒng)的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對儲能系統(tǒng)的精準(zhǔn)調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)營。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電價(jià)變化和儲能系統(tǒng)性能，使智能控制系統(tǒng)能夠更精準(zhǔn)地制定充放電策略，確保在高電價(jià)時(shí)段高效儲能，在低電價(jià)時(shí)段高效釋放，最大程度地降低用電成本，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
此外，推動(dòng)創(chuàng)新性儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，如壓縮空氣儲能、超級電容儲能等，以提高儲能系統(tǒng)的能量密度和循環(huán)壽命，采用新型儲能技術(shù)可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)的成本，提高其在分時(shí)電價(jià)環(huán)境下的競爭力。
正因?yàn)槿绱?，通過廣泛采用高效能儲能技術(shù)，可以提高光伏和儲能系統(tǒng)在分時(shí)電價(jià)體系中的適應(yīng)性，降低對電價(jià)波動(dòng)的敏感度，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性，為可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用提供更為可行的解決方案。
３.５制定智能充放電策略
為了降低分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響，建議制定智能充放電策略，以最大程度地適應(yīng)電價(jià)波動(dòng)。
首先，引入先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)電價(jià)和光伏發(fā)電情況，精準(zhǔn)預(yù)測電價(jià)高峰和低谷時(shí)段，從而制定高效的充放電計(jì)劃。這有助于在電價(jià)低谷時(shí)段進(jìn)行充電，以儲備電能，而在電價(jià)高峰時(shí)段釋放電能，最大限度地降低用電成本。
其次，采用先進(jìn)的預(yù)測算法和人工智能技術(shù)，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)、用電負(fù)荷趨勢等，優(yōu)化光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行。通過智能化的充放電策略，系統(tǒng)能夠更靈活地應(yīng)對電價(jià)的變化，提高能源的利用效率，同時(shí)降低對電網(wǎng)的沖擊，有助于平滑電網(wǎng)負(fù)荷曲線。
最后，建議建立定制化的充放電計(jì)劃，根據(jù)用戶的用電需求和分時(shí)電價(jià)政策的變化，調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行策略。這種個(gè)性化的充放電策略能夠更好地滿足用戶的實(shí)際需求，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和用戶的滿意度。因此，制定智能充放電策略是提高光伏和儲能系統(tǒng)對分時(shí)電價(jià)適應(yīng)性的有效途徑。這不僅有助于降低用電成本，還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益，為可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用提供更為智能化的解決方案。
４、結(jié)束語
綜上所述，通過對分時(shí)電價(jià)對光伏和儲能系統(tǒng)的影響的深入研究，可以為未來清潔能源和電能儲存技術(shù)的發(fā)展提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)能源系統(tǒng)的智能化和可持續(xù)化發(fā)展。
