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山东省分时电价对光伏和储能系统的影响

2023-08-30肖利坤

农村电气化 2023年8期
关键词:峰谷电价时段

肖利坤

(国家电投集团广东电力有限公司广州分公司,广东 广州 511458)

1 山东省分时电价分析

1.1 山东省分时电价政策出台背景和目的

随着山东省新能源,尤其是分布式光伏的大量并网,山东省电力负荷曲线在午间呈现明显的深谷,原有的峰谷时段划分无法匹配当前电力供需变化,尤其是现货市场运行后,午间频现负电价,不同季节电价趋势差异明显。为更好地符合发电与用地实际情况,引导用户削峰填谷,减少清洁能源的浪费,山东省相关部门结合现货电价趋势,出台了一系列新规完善工商业分时电价政策。发布了《关于工商业分时电价政策有关事项的通知》(以下简称《通知》)《山东省电网企业代理购电工作指南》《关于发布2023 年容量补偿分时峰谷系数执行时段的公告》等一系列电价政策。

政策的出台重新划定峰谷时段,并调整峰谷电价系数和容量补偿系数,使新的峰谷时段更加贴合新型电力系统负荷曲线,进而引导电力用户削峰填谷,促进新能源消纳。

1.2 山东省分时电价政策概要

《通知》明确了容量补偿电价和电网代理购电价格执行分时电价政策:按照季节划分峰谷。电价时段划分为4 类,分别为深谷段(新增)、谷段、峰段、尖峰段。继续拉大分时峰谷系数,尖峰系数2.0、峰系数 1.7、谷系数 0.3、深谷系数 0.1。将每日两峰两谷调整为一峰一谷。新增了容量补偿电价执行峰谷分时的规定。2023 年分时峰谷系数及执行时段发布如图1 所示。

图1 山东省分时峰谷电价执行时段划分图

按照2022 年电网代理购电用户电价进行估算,全年峰段、尖峰段平均电价0.708 28 元/kW·h,全年谷段、深谷段平均电价0.083 86 元/ kW·h。此前,山东省发改委发布的《关于电力现货市场容量补偿电价有关事项的通知》(鲁发改价格〔2022〕247 号),规定容量补偿电价标准为0.099 1 元/ kW·h(含税)。《通知》在此基础上执行峰谷系数,据此推算,山东2023 年容量补偿电价如表1 所示。

表1山东省容量补偿分时峰谷电价元/(kW·h)

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2 山东省分时电价政策的影响

在某一特定时间内在其他条件不变情况下,商品价格变动引起需求量反向变动的规律被称为需求定律。即商品价格愈高需求量愈少;商品价格愈低需求量愈多。定义该需求曲线上对应于价格为P0的那一点的价格弹性为:

式中:ΔQ和ΔP分别为电量和电价的增量;Q0和P0分别为电价变动之前切时刻的电量和电价。

电力需求价格弹性就是指电价的相对变动所带来的电力用户电能需求量的相对变动即在一段时间内电量变动的百分率与相应的价格变动百分率的比值。电力用户在某一时段的用电量不仅与该时段的电价相关而且还受到相邻时段电价的影响低电价时段用电量增加高电价时段用电量减少[2]。

2.1 对分布式光伏发电系统的影响

根据新政策对峰谷时段的划分,光伏大发时段基本为谷段。用典型光伏曲线测算和分析光伏标准曲线发电量与电网代购电量价及光伏标准曲线发电量与零售电量价的联系,如图2 所示。

图2 光伏发电量与电网代购电量价图

当分布式光伏的用户为电网代理购电时,由于冬季电价较高,按照冬季电价计算,光伏曲线的均价为0.447 元/ kW·h;当分布式光伏的用户为售电公司代理用户时,按照营销公司常用冬季零售分时电价套餐,光伏曲线的均价为0.514 9 元/ kW·h。即:当分布式光伏自发自用的电价高于以上电价时,用户使用电网代购电或售电公司代理时用电更划算。

2.2 对独立储能系统影响

继《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运行的通知》中明确独立储能相应充电电量不再缴纳政府性基金金及附加、输配电目录电费后,此次《通知》完善了容量补偿峰谷电价的执行,提出基于峰荷贡献率的容量补偿电价机制,谷段系数为0.3,深谷段系数为0.1。由于独立储能充电时段。通常位于当季分时峰谷电价的谷段或深谷段,下网电的容量补偿费用将显著降低,对于储能发展利好。

山东省实施的分时电价是峰谷分时电价,其施行的目的在于通过电价差鼓励用户自主调整用电时间,实现电网的削峰填谷。峰谷分时电价模型为:

式中:ef为负荷高峰时段电价;eg为负荷低谷时段电价;ep为负荷平衡时段电价; [tf1,tf2] 为高峰电价对应的时段; [tg1,tg2] 为低谷电价对应的时段。

利用峰谷分时电价可引导大中型电力用户所投资的储能装置充放电,用户对于实施的电价政策有不同的反响,响应电价的用户对制定的电价实时调整自己的充电时间,从而获取更大的效益[3]。

以独立储能项目(100 MW/200 MW·h)为例。目前下网电量的容量补偿电价为0.099 1 元/ kW·h,预计全年费用约630 万元。根据新的分时电价政策,下网电量的容量补偿电价下降为0.033 9 元/ kW·h,预计全年节省下网电费支出约416 万元。

2.3 对用户侧储能系统影响

用户侧储能是一种具有弹性、可调节性的负荷资源,它可以参与电力市场来保障电网的安全稳定[4]。用户侧分布式储能系统的经济效益取决于具体的电力市场电价政策,以及用户使用储能系统所需实现的具体功能。电价政策不同,其所实现的功能不同,所产生的价值也不同[5]。

目前山东省用户侧储能主要以峰谷价差套利作为收益来源。根据2023 年山东省分时电价政策,峰谷价差较2022 年0.72 元/kW·h 进一步拉大至0.893 元/kW·h,但峰谷时段由原来的双峰双谷减少为一峰一谷,用户侧储能只能实现日充/放电一次,相较于2022 年每日可实现的两充两放电,用户侧储能系统的充/放电量直接降低50%,储能收益大受影响。

以1 MW/2 MW·h 用户侧储能系统作为分析对象,假定按资本金20%,利率为5%,分别采用磷酸铁锂电池、opzv 固态电池、铅炭电池进行测算(主要参数如表2 所示),其中磷酸铁锂电池、固态电池设计运营期为10 年,铅炭电池设计运营期为5 年,根据2023 年分时电价政策,3 种不同种类电池的用户侧储能系统资本金内部收益率(税前)分别为 -10.13% 、4.00%、 -16.02% ,经济性均不理想。

表2 不同种类储能电池峰谷价差套利收益情况

3 建议

3.1 调整分布式光伏售电价格

山东省分时电价调整后分布式光伏曲线的价值下降、风险增加。对新开发的分布式光伏项目,建议自发自用部分的电价由电价打折模式转变为价格固定模式,避免后期因政策调整、市场形势变化导致违约风险。

3.2 持续开展长时储能研究

山东省分时电价政策将谷段时间拉长,大容量长时储能有望通过把握电价低谷蓄电更大程度上降低充电成本,进而加速资本回收。随着光伏的发展,午间谷段时间拉长将是不可逆转的趋势,建议积极储备长时储能场址和技术,争取长时储能先发优势。

3.3 建议出台上网侧分时电价政策

在未来一段时间内可以预见,由于全社会用电量逐步增加,新能源与传统能源供电矛盾将持续存在。探索出台完善消纳保障措施,建立火电发电补偿机制,逐步建立电力竞争市场[6],利用政策工具平衡新能源和传统能源发电企业利益,将考验决策层的智慧。

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