2018-12-04 21:52:02
用于电网应用的电池储能的综合经济和技术评估

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将大型电池系统连接到能源网络提供了在多风和晴天时捕获和存储可再生能源的能力,然后在不太阳光和少风的时候使用储存的能量。这并不奇怪。

将电池集成到电网中需要它们为运营商提供足够的收入来参与。但由于许多不同的原因,弄清楚应该连接哪种电池是很复杂的。其中一个原因是决策需要考虑一系列变量,包括电池化学,电池最常执行的任务(远远超出简单的能量存储和检索),以及市场规则的复杂性和能源定价。

虽然考虑电池类型,电池任务,价格和市场规则的想法可能听起来像常识,但结合这些分析是复杂的,而且往往没有完成。或者至少在完成选择并网电池存储时做出最佳财务决策时并没有做到尽可能彻底。

这就是加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师和经济学家团队所在的地方。

来自加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授Shirley Meng和加州大学圣地亚哥分校经济学教授Graham Elliott的一项新的Nature Energy研究提供了一种化学和经济学相结合的方法,可以更容易地确定哪种电池最适合特定的电池。加州能源网及其他地区的应用。

研究人员正在开发一套开源工具,他们希望这些工具在加利福尼亚和其他地方都有用。

“你不能把每兆瓦小时的存储成本视为固定的绝对数字。这不是电池系统的工作方式,当你看到并网系统时,复杂性会增长得更多,”加州大学圣地亚哥分校表示。纳米工程教授Shirley Meng。 “为了准确了解电网连接电池的情况,你需要进行广泛的了解。这就是我们与经济学家合作的原因。为了产生真正的影响,你需要超越实验室思考,”孟说。

储能对于将可再生和低成本能源引入电网至关重要。

加州大学圣地亚哥分校经济学教授Graham Elliott表示,“电池系统在连接到电网之前,必须具备经济可行性。” “这取决于各种因素,从能源市场和电池本身的特性。我们的工作是更好地理解这两个方面之间联系的一步。”

新自然能源论文的结论部分下面的简短摘录提供了这种工作的方法和影响的一瞥。

“与目前的文献相反,我们表明,为了准确衡量电网储能技术的潜在收益,不足以在不同的应用中保持恒定的效率。例如,对于磷酸铁锂(LFP)电池,如果假设时移应用的效率(93.1%)在所有电池应用中是一致的,这将导致收入计算中的实质性错误。对于拥塞,斜坡和频率调节应用,计算收入的百分比误差分别为6%,11%和15%。“

加州大学圣地亚哥分校可持续能源和能源中心

此次合作是加州大学圣地亚哥可持续发展能源和能源中心跨学科工作的一部分,Shirley Meng担任该中心主任,Graham Elliott担任教职员。可持续能源和能源中心的研究从理论研究到实验和材料特性,一直到校园微电网设备的实际测试。例如,孟实验室正在开展许多不同的研究,旨在设计更好的方法来了解电池如何从纳米级到系统级实时运行。

走向开源工具

“现有的关于创收的公共研究并没有给出任何特定化学或市场定位的准确答案,”Elliott说。 “我们的计划专注于市场的一部分,但专注于这一点可以提供尽可能接近在电网上运行电池的结果。”

加州大学圣地亚哥分校的研究人员正在将所有协议和经济评估工具开源并向公众开放。他们指出,这些协议和评估工具需要针对不同的网格进行修改(例如,纽约有来自加利福尼亚的不同市场规则),“因此在使用这些工具时应该谨慎行事,”Meng说。

本研究重点关注这些存储系统的基本构建模块(单元级电池)在各种应用中的性能,未来的工作将考虑其他变量(如电力电子)的影响。

“市场运营的数据限制,特别是通过监管和提升产品所需的能源数量,也阻碍了我们充分了解市场中电池价值的能力,”Elliott说。

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