01先说结论
电量平衡管账,容量平衡管命
前者保障一年送出去几多电,后者保障任一时刻不越限。只管账会违约,只管命会闲置。
风力按电量,光伏按容量
风电利用幼时高、着力相对安稳,适合撑电量;光伏着力集中,撑的是峰时容量,也最容易顶爆通路。
决策变量是「允许越限幼时」
不是配比,不是装机。先定一年允许几多幼时越限,配比是被这个数推出来的。
由于它决定投资规模,并且两种答案都能自圆其说。按电量平衡做出的规划,装机规模大、年发电量好看,评审容易过;按容量平衡做出的规划,通路不越限、履约风险幼,但年发电量低、单元造价高。双方都不是错的,错的是只用一个口径就下结论。本文把两种口径的算式、差额与合用前提拆开讲。
02两种口径到底差在哪
一句话:电量平衡把 8 760 幼时压成一个数,容量平衡只盯着最坏的那几个幼时。
| 口径 | 约束式 | 决定的是 | 典型失效场景 |
|---|---|---|---|
| 电量平衡 | 年上网电量 ≤ 通路容量 × 8 760 × 利用率 | 装机规模(总量) | 午间光伏大发,通路顶爆,弃电与查核 |
| 容量平衡 | 同时着力(P95)≤ 通路容量 | 装机上限(瞬时) | 通路整年大量空闲,固定成本摊不薄 |
| 双约束 | 吓酌容量定上限,再用电量定结构 | 配比 + 储能时长 | 需逐时仿照,推算量大 |
把稳第一行和第二行的右边:电量平衡的约束式里没有功夫,容量平衡的约束式里没有电量。谁缺了另一半,谁就必然在另一半上翻车。这是两种口径相互打架的底子原因,不是算法精度问题。
03电量平衡:三步算完,但缺一件事
这套算法很干净,评审也认,三步:
年送电量 = 通路容量 × 8 760 × 指标利用率。300 MW 通路按 40% 利用率算,指标就是 10.51 亿 kWh。
风电和光伏各自承担几多电量,取决于资源前提与电价结构。常见做法是按「单元投资的年发电量」分配,让两类的边际回报靠近。
风电承担 8.0 亿 kWh、按 2 800 h 算,得 286 MW;光伏承担 2.5 亿 kWh、按 1 600 h 算,得 156 MW。
三步做完,缺的那件事就浮出来了:这套算法如果「发出来的电都能送出去」。可现实优势电和光伏的着力曲线并不互补到刚好填满通路——午间光伏上来的时辰,通路往往已经被风电占了大半。逐时仿照一跑,年上网电量就掉到 9.87 亿 kWh,弃电率 5.1%,利用率只有 37.6%,比指标少了 2.4 个百分点。
纯风电的基地,电量平衡的误差通常很。1% 以内),由于风电着力散布宽、峰值不尖;光伏占比越高,误差越大。当光伏电量占比超过 35%,电量平衡算出来的规划根基都要靠「过后限电」来收敛,而这部门限电在规划文件里是看不见的。
04容量平衡:同时率的坑
容量平衡的思路是对的:把 8 760 点的同时着力算出来,取一个高位分位数,让它不超过通路容量。问题出在无数人用一个「同时率」包办这条曲线:
同时率 = 最包头时着力 ÷ 各类装机之和。做法是用一个经验值(0.8—0.9)去除通路容量,得到可装装机。风电 300 MW + 光伏 200 MW,装机之和 500 MW,按 0.85 折算得 425 MW > 300 MW,因而判定「超了,要减」——减到 353 MW 才「合规」。
这个推算有两个弊端。第一,同时率是统计量,越限是事务。同时率 0.85 意味着均匀意思上的峰值比例,而弃电与查核产生在高于 P95 的那几十个幼时里。用均匀值挡住极端值,蹬宗用毯子挡雨。第二,同时率忽略了储能。储能把午间的尖削掉一部门,同时率就该随着变,而经验值不会变。
把景致着力的 8 760 点逐时相加(扣掉储能后的净着力),画成一条持续曲线(duration curve),而后在这条曲线上取分位点:整年只允许 2% 的幼时越限,就取 P98;允许 15%,就取 P85。分位点对应的功率 = 通路容量,反解出的装机就是容量平衡的答案。分位点选几多,是经济问题,不是技术问题——第 06 节专门算这一笔。
05统一套资源,两种口径算出来的装机
还是那个新疆基地的示例口径(风电 2 800 h、光伏 1 600 h、通路 300 MW、储能 2 幼时):
| 口径 | 装机了局 | 利用率 | 弃电率 | IRR |
|---|---|---|---|---|
| 只按电量平衡 | 风 286 + 光 156 MW | 37.6% | 5.1% | 6.7% |
| 只按容量平衡(同时率 0.85) | 风 202 + 光 110 MW | 29.5% | 0.9% | 7.4% |
| 双约束(介绍量后电量) | 风 300 + 光 200 + 储 50 MW/100 MWh | 40.0% | 9.4% | 6.6% |
三行数字放在一路,最该被记住的是这个:装机最大、利用率最高的规划,IRR 最低。只按容量平衡的规划装机最。312 MW)、投资最。ㄔ 19.7 亿元),IRR 反而最高(7.4%),价值是通路利用率只有 29.5%——一条花了 1.8 亿元的送出线路,近七成功夫是闲的。
这就是基地项主张真实弃取:通路的沉没成本已经花了,装机越少,单元电量摊的通路成本越高。若是只看 IRR,最优解是幼装机;若是看整个基地的资产效能(通路利用率、单元投资年发电量、送电和谈履约率),最优解往往是大装机加储能。两个结论都对,取决于你在给谁做决策——投资方看 IRR,平台公司看通路利用率与和谈电量。
06允许越限概率:真正的决策变量
把「允许几多幼时越限」当成陆续变量扫一遍,边际关系就很分了然(统一套资源、示例口径):
| 允许越限幼使丶比 | 可装景致 | 弃电率 | 利用率 | IRR |
|---|---|---|---|---|
| 2%(约 175 h / 年) | 420 MW | 2.1% | 34.2% | 7.1% |
| 7%(约 610 h / 年) | 460 MW | 6.0% | 38.1% | 6.8% |
| 14.7%(约 1 290 h / 年) | 500 MW | 9.4% | 40.0% | 6.6% |
| 25%(约 2 190 h / 年) | 560 MW | 15.8% | 42.5% | 6.2% |
四行的 IRR 单调降落,利用率和弃电率单调上升。单元投资的回报在递减,通路的占用在递增。所以「配几多装机」这个问题,答案不在资源里,在你要哪个指标:
要 IRR,取 2% 那一行,把越限压到险些不产生;要通路利用率,取 14.7% 甚至 25% 那一行,接受 10%—16% 的弃电;要两者两全,通常落在 7% 那一行左近——这也是无数基地项目现实规划的落点。
弃电率在财政模型里只是「少赚」,在调度查核里可能是「违约」。部门省份对新能源场站的功率预测误差、AGC 调节机能、未按调度曲线执行都有查核,查核直接扣结算电费。所以第 06 节的表只解决经济性,能不能选那一行,还要看本地查核细则。这一点鄙人一篇《弃电怎么计入收益》里发展。
07三个最容易错的处所
同时率是均匀值,弃电产生在尾部。用 0.85 的系数去卡 8 760 点,蹬宗把尾部的几十个幼时抹掉了——而收益与查核刚好挂在那里。要么用持续曲线定分位点,要么就明说这是粗算。
11.60 亿 kWh 是理论值,现实能送出去的是 10.51 亿 kWh(弃电率 9.4%)。财政模型里用前者算收入,蹬宗给项目凭空加了 9% 的收入,IRR 虚高 1.5 个百分点左右。弃电率必须进模型,并且要和通路、储能时长一路算。
这个比例来自特定区域、特定电价下的最优解,不是通用常数。资源好的处所风电占比会更高,光伏造价下得快的处所光伏占比会上升,受端要求安稳着力时储能与光伏的组合又变。配比是算出来的了局,不是输入的如果。
08下一步
若是你的项目在做配譬喻案,建议先确认三件事,再谈装机数字:
09口径与引用注明
本文数值为示例,用于注明算法与量级,不作为任何项主张承诺值:
- 年利用幼时按风电 2 800 h、光伏 1 600 h 计,属新疆一类资源区的示例水平;其他区域须以测风/辐照数据或本地统计值为准;
- 通路容量 300 MW、指标利用率 40% 为示例如果;利用率按「上网电量 ÷(通路容量 × 8 760)」计,未扣检建与关闭时段;
- 同时率 0.85 仅用于演示「用均匀值卡尾部」的误差,不代表任何地域的推荐取值;
- IRR 为全投资口径、20 年、无残值,电价 0.26 元/kWh 为示例含绿电溢价,未计容量赔偿、辅助服务收入与绿证收益;
- 储能按 50 MW / 100 MWh、往返效能 88%、逐日一充一放建模,未计衰减与辅助服务挪用;换成 4 幼不断长,第 06 节的表整体右移;
- 越限幼使丶比按整年 8 760 幼时计,与调度机构口径(部门按并网运行幼时计)可能有差距;查核规定以本地「两个细则」与并网调度和谈为准,本文不给具体罚则数值;
- 全数测算在best365官网的 XDesigner 中实现,按 8 760 幼时逐时仿真,装机与储能时长作为决策变量联动寻优,输出 15 张财政报表与敏感性矩阵。
10有关阅读
同系列的另表两篇,以及源网荷储里的容量协调问题。