構(gòu)建大規(guī)模風(fēng)光儲(chǔ)并網(wǎng)碳經(jīng)濟(jì)性評(píng)估模型。首先根據(jù)儲(chǔ)能設(shè)備最小年均運(yùn)行成本及缺電率確定風(fēng)光儲(chǔ)電源容量,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建碳排放量評(píng)估模型;其次基于生命周期成本理論構(gòu)建風(fēng)光儲(chǔ)成本評(píng)估模型,并結(jié)合動(dòng)態(tài)碳交易價(jià)格構(gòu)建碳經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估模型;然后在輸送等量電能的前提下分別構(gòu)建風(fēng)光儲(chǔ)電源外送、火電外送和風(fēng)光與火電打捆外送3種方案,以評(píng)估風(fēng)光儲(chǔ)并網(wǎng)的低碳經(jīng)濟(jì)性;最后通過(guò)實(shí)際算例分析驗(yàn)證評(píng)估方法的有效性、合理性。
【部分圖文】：

從表1可看出，3種方案的年運(yùn)行成本和碳排放量各有不同。在年運(yùn)行成本方面，方案2的年運(yùn)行成本最低，主要由于方案2的裝機(jī)運(yùn)行成本較低，而隨著風(fēng)電機(jī)組、太陽(yáng)電池的不斷發(fā)展，方案1和方案3的年運(yùn)行成本也將逐步降低；在碳排放量方面，方案1具有最低的碳排放量，方案2有最大的碳排放量，且方案1的碳排放量遠(yuǎn)低于方案2，說(shuō)明采用風(fēng)光發(fā)電能有效降低碳排放量�？紤]到碳交易價(jià)格的波動(dòng)性，對(duì)3種方案的碳排放成本進(jìn)行評(píng)估能夠有效指導(dǎo)電源的規(guī)劃建設(shè)[14]。進(jìn)一步計(jì)及碳交易價(jià)格波動(dòng)特性，可得到的3種方案的碳排放成本如圖2所示。從圖2a可看出，方案1相較于方案2和方案3有更低的碳排放成本，3種方案的碳排放成本隨碳交易價(jià)格波動(dòng)均產(chǎn)生較大幅度的變動(dòng)，說(shuō)明不考慮碳交易價(jià)波動(dòng)的評(píng)估方法存在一定的不足。從圖2b可看出，3種方案隨碳交易價(jià)格的增長(zhǎng)呈成本快速增加的趨勢(shì)，且方案2和方案3的增長(zhǎng)速度高于方案1，說(shuō)明隨著碳交易價(jià)格的增長(zhǎng)，采用方案1能有效降低碳排放成本。

算例采用某地的實(shí)際數(shù)據(jù)。其中，風(fēng)電機(jī)組的額定功率為30 kW，切入、額定和切出風(fēng)速分別為3、11和25 m/s；太陽(yáng)電池的額定功率為100 W，因表面積塵引起的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率輸出效率、最大功率點(diǎn)跟蹤控制效率和DC/DC變換器效率分別為94%、96%和96%；蓄電池的額定容量為100 Ah，額定電壓為12 V，最大容許放電深度為80%[4,10-12]。取太陽(yáng)電池、風(fēng)電機(jī)組、特高壓輸電線路生命周期年限均為20 a。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)速、光照基本數(shù)據(jù)，并應(yīng)用本文的風(fēng)光儲(chǔ)電源的確定方法，按照年平均發(fā)電量6400 MWh，年發(fā)電時(shí)間按8760 h計(jì)算，在負(fù)荷缺電率為0%時(shí)進(jìn)行電源容量配置，并假設(shè)能源基地與負(fù)荷中心相距2000 km，采用特高壓柔性直流輸電將電能輸送到負(fù)荷中心，取輸電線路的線損率為7.349%[13]，并根據(jù)風(fēng)光火單位發(fā)電量的碳排放量不同進(jìn)行3種方案的碳排放量計(jì)算，其中光伏發(fā)電的碳排放強(qiáng)度為0.2868 kg/kWh，風(fēng)電的碳排放強(qiáng)度為0.29 kg/kWh、火電0.89 kg/kWh[4]。通過(guò)計(jì)算得到3種方案的年均運(yùn)行成本和碳排放量如表1所示。從表1可看出，3種方案的年運(yùn)行成本和碳排放量各有不同。在年運(yùn)行成本方面，方案2的年運(yùn)行成本最低，主要由于方案2的裝機(jī)運(yùn)行成本較低，而隨著風(fēng)電機(jī)組、太陽(yáng)電池的不斷發(fā)展，方案1和方案3的年運(yùn)行成本也將逐步降低；在碳排放量方面，方案1具有最低的碳排放量，方案2有最大的碳排放量，且方案1的碳排放量遠(yuǎn)低于方案2，說(shuō)明采用風(fēng)光發(fā)電能有效降低碳排放量�？紤]到碳交易價(jià)格的波動(dòng)性，對(duì)3種方案的碳排放成本進(jìn)行評(píng)估能夠有效指導(dǎo)電源的規(guī)劃建設(shè)[14]。進(jìn)一步計(jì)及碳交易價(jià)格波動(dòng)特性，可得到的3種方案的碳排放成本如圖2所示。

從電能效益角度分析，由于本文是在3種方案向負(fù)荷輸送同等電量的前提下進(jìn)行相關(guān)的研究分析。按照受端綜合電價(jià)0.4549元/kWh進(jìn)行計(jì)算，3種方案輸送到受端所獲得的售電綜合效益均為255.05億元。同時(shí)，考慮到國(guó)家對(duì)新能源發(fā)電的補(bǔ)償，風(fēng)電按照0.22元/kWh，光伏發(fā)電按照1元/kWh進(jìn)行補(bǔ)償，并結(jié)合年運(yùn)行成本和碳排放成本可得到3種方案的電能效益，如圖3所示。從圖3a可看出，方案1相對(duì)于方案2和方案3明顯具有更好的電能效益，而方案3的電能效益也優(yōu)于方案2，其主要原因是由于國(guó)家對(duì)新能源的財(cái)政補(bǔ)貼。3種方案的電能效益隨時(shí)間的變化幅度不大，說(shuō)明3種方案的電能效益受碳交易價(jià)格的小幅波動(dòng)影響不大。從圖3b可看出，隨著碳交易價(jià)格的增長(zhǎng)，3種方案的電能效益都呈下降趨勢(shì)，且方案2降幅較方案1和方案3大，主要由于方案2的碳排放量較方案1和方案3大，可見(jiàn)隨著碳交易價(jià)格的增長(zhǎng)，方案1將具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)上面的碳排放成本和電能效益的分析，本文引入低碳貢獻(xiàn)率因子來(lái)評(píng)估3種方案的碳經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)本文的計(jì)算方法得到方案1相對(duì)于方案2、方案3的低碳貢獻(xiàn)率因子如圖4所示。
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