[發明專利]一種風氫聯合發電系統成本效益評估方法

有效

• 申請號: 201310513299.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103530692B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 孔令國;蔡國偉;王建元;初壯;黃大為;劉闖;潘超;楊德友;羅遠翔;王燕濤;劉鋮;劉士利;黃南天
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/06
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明是一種風氫聯合發電系統成本效益評估方法，應用于風電制氫聯合開發探索、風氫聯合發電經濟性評估、風電制氫規模化發展研究等。

背景技術

風電快速、大規模發展必須亟待解決兩大難題：（1）電網滲透“瓶頸”問題，尤其冬季供暖期，棄風現象較嚴重；（2）風電電能尚難以大規模存儲。氫作為清潔的二次能源和新型的儲能方式，便于儲存和傳輸，成為風電大規模開發、高效利用的優選方案之一。因此，風氫聯合發電系統成本效益評估對風氫聯合開發探索、風氫聯合發電經濟性評估、風電制氫規模化發展研究具有重要的實際意義。

傳統的風電儲能方式，抽水蓄能是一個相對成熟的技術方案，但是它的推廣受特定條件的限制，諸如大量的水源，合理的地勢等；電化學蓄電池是另一途徑，但是短期內，無論是鉛酸電池，鎳氫電池、鋰離子電池，還是全釩氧化還原液流電池都將受成本和技術成熟度的限制；其它的儲能方式，如壓縮空氣儲能，飛輪儲能等都因為效率太低、容量太小，難以適應風電大規模使用的挑戰。

發明內容

本發明的目的是，提供一種評估方法合理有效、適應性好、具有較高實用價值的風氫聯合發電系統成本效益評估方法。

本發明由以下技術方案來實現的：一種風氫聯合發電系統成本效益評估方法，其特征是，它包括以下步驟：

1）風氫聯合發電系統規模計算

由風電削減量確定電解槽容量，其表達式為

P_ELYZR=f_PK×P_WENOM?????（1）

其中：P_ELYZR為電解槽的容量，f_PK為風電峰值削減比例，P_WENOM為風電裝機容量；

實際氫的年生產量受風能質量影響，其表達式為

Q_H2Y=E_WELYZR/E_ELYZR????（2）

其中：Q_H2Y為電解槽每年實際氫產量，E_WELYZR為電解槽消納的風電量，E_ELYZR為電解每單位氫所需電量；

由于風電的不穩定性，導致氫生產速率發生變化，難以與氫的需求量同步，因此需要儲氫設備，以在氫產量不斷變化時仍能滿足氫的市場需求，為保證氫的連續供應，存儲設備的儲氫量為

M_STRO=K_day×Q_H2Y/365???（3）

其中：M_STRO為氫存儲量，K_day為氫連續供應的天數，Q_H2Y為電解槽每年實際氫產量；

2）風氫聯合發電系統成本計算

（1）直接成本

風氫聯合發電系統年度固定成本為

LAC_WH2C=∑(C_C×F_CR)+∑(C_CRt×F_CRRt)???（4）

其中：LAC_WH2C為風氫聯合發電系統的平均年固定成本，C_C為初始固定投資成本，F_CR為初始固定投資成本年值系數，C_CRt為第t年內固定資產維修成本，其中，t=1，2...，20，F_CRRt為第t年內固定資產維修費用年值系數，其中，t=1，2...，20；

風氫聯合發電系統年度可變成本為

LAC_WH2R=O&M+∑(C_R×Q_R)+∑(C_S×Q_S)?????（5）

其中：LAC_WH2R為風氫聯合發電系統的平均年可變成本，O&M為年運行及維修費用，C_R為風氫聯合發電系統原材料的單位成本，Q_R為風氫聯合發電系統原材料的年用量，C_S為風氫聯合發電系統的單位服務成本，Q_S為風氫聯合發電系統的年服務量；

（2）間接成本

風氫聯合發電成本除了直接設備的成本以及原材料成本之外，還包括收益損失間接成本，由于將部分可售風電用來制氫，降低了并網所得收益，其表達式為