CN110826931A - 一种用户侧分布式储能经济性评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一个用户侧分布式储能系统经济性评估系统，基于储能自身的设备工程参数，项目的财务信息参数以及模式收益参数，综合多种可以应用模式，进行项目经济性过程结果计算，得出项目生命期内各年的收益和支出数据，再利用过程结果获得最终的用户侧分布式储能系统的经济性评价指标，科学合理准确的评估储能系统的经济性，方便项目建设相关方进行投资决策。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统经济性评估领域，更具体地，涉及一种用户侧分布式储能经济性评估系统。
背景技术
目前，分布式储能的应用场景多样，主要包含用户侧、分布式电源侧和配网侧，且多以独立的储能系统，储能与分布式电源相结合(如光储系统)或微网等方式呈现。但由于电力体制以及相应价格机制的限制，储能系统的实际应用通常比较单一，且无法得到合理的补偿。迫切的需要创新的运营模式以及经济性评价工具，量化项目投资分析，为投资者综合考虑储能设备投资、分时电价政策、确定最佳的储能项目投资方案，预测项目收益，提高项目投资决策的科学性。
目前的储能项目缺少一种能够有效评估多种应用模式经济性工具，进而影响储能项目的科学投资，合理建设，使得储能项目投运建设管理缺少一种标尺化准绳，阻碍了储能项目的投资、落地和维护。
用户侧分布式储能项目的经济性一直是制约储能快速发展的障碍，没有工具能够快速准确的量化储能的经济效益和成本规模。经济性评估系统利用软件编程技术，可以实现多种应用收益的一体化评估，针对项目的全生命周期评估，形成有效支撑投资决策的经济指标。在经济性评估测算中的评价参数可以灵活配置，适应于多个地区和不同政策条件下的储能项目评估，提供多类型多应用的储能项目评估。
用户侧分布式储能项目经济性评估系统提供良好的交互界面，方便配置储能设备工程参数、项目投资参数，直观展示项目投资财务数据，有利于项目的快速投资决策。
发明内容
本发明提供一种用户侧分布式储能经济性评估系统，该系统评估结果准确、具有科学性和实用性。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种用户侧分布式储能经济性评估系统，包括：
参数收集模块，用于收集设备工程参数、财务信息参数以及模式收益参数；
用户侧储能成本核定模块，用于计算系统生命周期内各项成本支出；
收益计算模块，用于计算系统的净现值NPV、项目的内部收益率IRR、静态回收期、动态回收期。
进一步地，所述设备工程参数包含电池技术参数、储能变流器PCS技术参数、各地电价信息参数；财务信息参数包含项目的成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数；模式收益参数包括削峰填谷收益参数、需量管理收益参数、需求响应收益参数、动态扩容收益参数、新能源消纳收益参数。
进一步地，设备工程参数中电池技术参数包括电池装机容量、电池放电深度DOD、电池可放电时间、电池充放电效率、电池循环次数、电池年衰减率、电池年利用天数、电池夏季营业天数；电池技术参数能够直接影响应用模式的收益大小以及系统电池的成本大小，是经济性评估系统的基础数据。
进一步地，设备工程参数中PCS技术参数包括设备功率、使用寿命、AC/DC充电器效率、DC/AC逆变器效率，PCS技术参数决定PCS设备的主要能力，而PCS是储能系统中能量变换的核心设备，PCS技术参数直接影响经济性评估结果。
进一步地，财务信息参数中涉及成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数四类，财务信息参数主要表征项目的财务和金融信息数据，是经济性评估系统中财务分析的基础数据，其中，成本计算参数包括项目成本计算方式、储能容量单价、电池更换成本和电池更换单价；融资信息参数包括项目融资次数、每次融资的融资类型、融资例比、融资年限、还款方式、保证金和手续费,信息；补贴运营参数包括初始投资补贴比例、年运维费比例、保险费率信息；税费参数包括增值税率、服务增值税率、所得税率、NPV基准利率信息。
进一步地，成本计算方式分为估算和详细计算两种，估算以储能容量单价和储能容量进行粗略估算，储能建设成本在粗略计算时，可表述为：
储能建设成本(估算)：＝储能容量单价×储能容量 (1)
式(1)中，储能容量单价根据设备工程参数中电池的循环寿命、可充放电深度以及电池年衰减率等信息以及PCS设备功率、PCS使用寿命等信息综合评估划定；
详细计算以储能建设成本中各项成本逐项累加得出，逐项的成本包括电池子系统成本、电气系统成本、管理系统成本、辅助系统成本、建设施工成本、设计成本和项目管理成本等部分组成，在详细计算时，可表述为：
储能建设成本＝电池子系统成本+电气系统成本+管理系统成本+辅助系统成本+建设施工成本+设计成本+项目管理成本(2)
式(2)中，储能建设成本的内容不仅限于所列项，所有可能涉及的建设成本内容均应列入。
进一步地，项目净现值为生命期各年期收益减去支出的结余，基于NPV基准的当年现值计算之和，在项目经济性评估中，净现值大于零则方案可行，且净现值越大，方案越优，投资效益越好，NPV为：
项目净现值
式(3)中，IN为储能项目年收益，OUT为储能项目年支出，x为生命期的第x年，N为生命期年限，i为NPV基准利率。
进一步地，IRR是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率，内部收益率表示项目操作过程中抗风险能力。IRR可表述为：
内部收益率为IRR，则IRR为方程的解：
式(4)中，CAS为某一年的净现金流量，N为生命期年限，t为生命期第t年，INV为初始投资值，IRR为内部收益率。
进一步地，收益有以下5个方面：峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求响应以及保证新能源消纳，收益年限根据应用情况和约束条件不尽相同，产生各个模式不同生命期的评估过程结果收益数据；评估过程结果支出数据以储能系统建设成本、运维成本、电池更换成本、融资成本、各项税费成本组成。
进一步地，设备工程参数中各地电价信息参数为用户侧分布式储能系统充放电时执行的电价信息，以尖峰平谷四个时段电价信息。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供一个用户侧分布式储能系统经济性评估系统，基于储能自身的设备工程参数，项目的财务信息参数以及模式收益参数，综合多种可以应用模式，进行项目经济性过程结果计算，得出项目生命期内各年的收益和支出数据，再利用过程结果获得最终的用户侧分布式储能系统的经济性评价指标，科学合理准确的评估储能系统的经济性，方便项目建设相关方进行投资决策。
附图说明
图1为本发明系统的工作流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，本发明是一种用户侧分布式储能经济性评估系统，系统提供用户侧分布式储能系统的模型输入参数，分为三大类：设备工程参数、财务信息参数以及模式收益参数；在获得输入参数之后，根据评估算法可以得到经济性评估过程结果，评估过程结果收益以生命期内各年各模式收益为主要过程数据内容，评估过程结果支出为生命期内各项成本支出，包含建设成本、运维成本以及生命期更换电池成本；2)在满足各种收益的相互制约条件下，计算得出用户侧分布式储能系统的最终结果，项目的净现值(NPV)、电站的内部收益率(IRR)、静态回收期、动态回收期等。
经济性评估系统中，在步骤1)中，先输入用户侧分布式储能系统设备工程参数，设备工程参数包含电池技术参数、PCS(储能变流器)技术参数、各地电价信息参数。再输入用户侧储能系统的财务信息参数，财务信息参数包含项目的成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数，之后还需输入用户侧储能系统的模式收益参数，模式收益参数包括削峰填谷收益参数、需量管理收益参数、需求响应收益参数、动态扩容收益参数、新能源消纳收益参数。
设备工程参数中电池技术参数包括电池装机容量、电池放电深度(DOD)、电池可放电时间、电池充放电效率、电池循环次数、电池年衰减率、电池年利用天数、电池夏季营业天数。电池技术参数能够直接影响应用模式的收益大小以及系统电池的成本大小，是经济性评估系统的基础数据。
电池装机容量，电池标称所具有的电能量值，通常用kWh表示；
电池放电深度，储能系统在应用时，电池能够放出的电能量与标称装机容量之间的百分比；
电池充放电效率，储能系统在应用时进行充放电，在初始状态和最终状态一致的情况下，放出的电量与充进的电量之间的比值；
电池可放电时间，电池在安全的放电倍率下，能够连续放电的时间长度；
电池循环次数，在一定的电池放电深度下，电池生命期内可进行循环的次数；
电池年衰减率，电池在生命期内使用，每年的都会有容量的衰减，称为电池年衰减率；
电池年利用天数，电池在应用模式下，进行充电放电的天数；
电池夏季营业天数，在峰谷差模式，夏季具有尖峰时刻时段，电池每年的进行充放电的天数。
设备工程参数中PCS技术参数包括设备功率、使用寿命、AC/DC充电器效率、DC/AC逆变器效率，PCS技术参数决定PCS设备的主要能力，而PCS是储能系统中能量变换的核心设备，PCS技术参数直接影响经济性评估结果。
PCS设备功率，PCS在充放电过程中，最大能够支持的功率值；
使用寿命，PCS在正常的使用条件下，能够正常工作的年限值；
AC/DC充电器效率，PCS在进行交流到直流的变换过程中，能量转换效率；
DC/AC逆变器效率，PCS在进行交流到直流的变换过程中，能量转换效率；
设备工程参数中各地电价信息参数为用户侧分布式储能系统充放电时执行的电价信息，以尖峰平谷四个时段电价信息；
财务信息参数中涉及成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数四类，财务信息参数主要表征项目的财务和金融信息数据，是经济性评估系统中财务分析的基础数据。其中，成本计算参数包括项目成本计算方式、储能容量单价、电池更换成本和电池更换单价；融资信息参数包括项目融资次数、每次融资的融资类型、融资例比、融资年限、还款方式、保证金和手续费等信息；补贴运营参数包括初始投资补贴比例、年运维费比例、保险费率等信息；税费参数包括增值税率、服务增值税率、所得税率、NPV基准利率等信息。
成本计算方式分为估算和详细计算两种，估算以储能容量单价和储能容量进行粗略估算，储能建设成本在粗略计算时，可表述为：
储能建设成本(估算)：＝储能容量单价×储能容量 (1)
式(1)中，储能容量单价根据设备工程参数中电池的循环寿命、可充放电深度以及电池年衰减率等信息以及PCS设备功率、PCS使用寿命等信息综合评估划定。
详细计算以储能建设成本中各项成本逐项累加得出，逐项的成本包括电池子系统成本、电气系统成本、管理系统成本、辅助系统成本、建设施工成本、设计成本和项目管理成本等部分组成，在详细计算时，可表述为：
储能建设成本(详细计算)＝电池子系统成本+电气系统成本+管理系统成本+辅助系统成本+建设施工成本+设计成本+项目管理成本(2)
式(2)中，储能建设成本的内容不仅限于所列项，所有可能涉及的建设成本内容均应列入。
模式收益参数为各种模式收益计算时，相应的收益计算参数，比如峰谷差收益的时段信息、需量管理中的需量电价、需求响应的奖励单价等。
在用户侧分布式储能经济性评估系统，步骤1)中：在获得输入参数之后，根据评估算法可以得到经济性评估过程结果，各模式收益主要有以下5个方面：峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求响应以及保证新能源消纳，各模式生命期收益年限根据应用情况和约束条件不尽相同，产生各个模式不同生命期的评估过程结果收益数据；评估过程结果支出数据以储能系统建设成本、运维成本、电池更换成本、融资成本、各项税费成本组成。
在用户侧分布式储能经济性评估系统，步骤2)中：在满足各种收益的相互制约条件下，计算得出用户侧分布式储能系统的最终结果，项目的净现值(NPV)、项目的内部收益率(IRR)、静态回收期、动态回收期等。
利用项目净现值评估项目的经济性，项目净现值为生命期各年期收益减去支出的结余，基于NPV基准的当年现值计算之和，在项目经济性评估中，净现值大于零则方案可行，且净现值越大，方案越优，投资效益越好。NPV可表述为：
项目净现值
式(3)中，IN为储能项目年收益，OUT为储能项目年支出，x为生命期的第x年，N为生命期年限，i为NPV基准利率。
利用内部收益率IRR评估项目经济性，IRR是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率，内部收益率表示项目操作过程中抗风险能力。IRR可表述为：
内部收益率为IRR，则IRR为方程的解：
式(4)中，CAS为某一年的净现金流量，N为生命期年限，t为生命期第t年，INV为初始投资值，IRR为内部收益率。
依据用户侧分布式储能经济性评估系统的输入参数预设以及评估过程结果，得出科学的评估结果，为用户侧分布式储能系统的建设提供良好的使用工具，投资者以简洁的人机界面内录入基础信息，经过系统的内部计算，得出能够评价项目经济性的指标结果。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，包括：
参数收集模块，用于收集设备工程参数、财务信息参数以及模式收益参数；
用户侧储能成本核定模块，用于计算系统生命周期内各项成本支出；
收益计算模块，用于计算系统的净现值NPV、项目的内部收益率IRR、静态回收期、动态回收期。
2.根据权利要求1所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，所述设备工程参数包含电池技术参数、储能变流器PCS技术参数、各地电价信息参数；财务信息参数包含项目的成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数；模式收益参数包括削峰填谷收益参数、需量管理收益参数、需求响应收益参数、动态扩容收益参数、新能源消纳收益参数。
3.根据权利要求2所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，设备工程参数中电池技术参数包括电池装机容量、电池放电深度DOD、电池可放电时间、电池充放电效率、电池循环次数、电池年衰减率、电池年利用天数、电池夏季营业天数；电池技术参数能够直接影响应用模式的收益大小以及系统电池的成本大小，是经济性评估系统的基础数据。
4.根据权利要求3所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，设备工程参数中PCS技术参数包括设备功率、使用寿命、AC/DC充电器效率、DC/AC逆变器效率，PCS技术参数决定PCS设备的主要能力，而PCS是储能系统中能量变换的核心设备，PCS技术参数直接影响经济性评估结果。
5.根据权利要求4所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，财务信息参数中涉及成本计算参数、项目融资成本计算参数、项目补贴运营参数、项目税费计算参数四类，财务信息参数主要表征项目的财务和金融信息数据，是经济性评估系统中财务分析的基础数据，其中，成本计算参数包括项目成本计算方式、储能容量单价、电池更换成本和电池更换单价；融资信息参数包括项目融资次数、每次融资的融资类型、融资例比、融资年限、还款方式、保证金和手续费,信息；补贴运营参数包括初始投资补贴比例、年运维费比例、保险费率信息；税费参数包括增值税率、服务增值税率、所得税率、NPV基准利率信息。
6.根据权利要求5所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，成本计算方式分为估算和详细计算两种，估算以储能容量单价和储能容量进行粗略估算，储能建设成本在粗略计算时，可表述为：
储能建设成本(估算)：＝储能容量单价×储能容量 (1)
式(1)中，储能容量单价根据设备工程参数中电池的循环寿命、可充放电深度以及电池年衰减率等信息以及PCS设备功率、PCS使用寿命等信息综合评估划定；
详细计算以储能建设成本中各项成本逐项累加得出，逐项的成本包括电池子系统成本、电气系统成本、管理系统成本、辅助系统成本、建设施工成本、设计成本和项目管理成本等部分组成，在详细计算时，可表述为：
储能建设成本＝电池子系统成本+电气系统成本+管理系统成本+辅助系统成本+建设施工成本+设计成本+项目管理成本(2)
式(2)中，储能建设成本的内容不仅限于所列项，所有可能涉及的建设成本内容均应列入。
7.根据权利要求6所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，项目净现值为生命期各年期收益减去支出的结余，基于NPV基准的当年现值计算之和，在项目经济性评估中，净现值大于零则方案可行，且净现值越大，方案越优，投资效益越好，NPV为：
项目净现值
式(3)中，IN为储能项目年收益，OUT为储能项目年支出，x为生命期的第x年，N为生命期年限，i为NPV基准利率。
8.根据权利要求7所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，IRR是资金流入现值总额与资金流出现值总额相等、净现值等于零时的折现率，内部收益率表示项目操作过程中抗风险能力。IRR可表述为：
内部收益率为IRR，则IRR为方程的解：
式(4)中，CAS为某一年的净现金流量，N为生命期年限，t为生命期第t年，INV为初始投资值，IRR为内部收益率。
9.根据权利要求8所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，收益有以下5个方面：峰谷套利、需量电费管理、动态增容、需求响应以及保证新能源消纳，收益年限根据应用情况和约束条件不尽相同，产生各个模式不同生命期的评估过程结果收益数据；评估过程结果支出数据以储能系统建设成本、运维成本、电池更换成本、融资成本、各项税费成本组成。
10.根据权利要求9所述的用户侧分布式储能经济性评估系统，其特征在于，设备工程参数中各地电价信息参数为用户侧分布式储能系统充放电时执行的电价信息，以尖峰平谷四个时段电价信息。
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