一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法，其特點(diǎn)是，它包括的步驟有：風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模計(jì)算、風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本計(jì)算、風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)利潤計(jì)算和風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益計(jì)算。利用本發(fā)明的方法對(duì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益進(jìn)行評(píng)估，充分反應(yīng)此方法對(duì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估的有效性；具有合理有效，適應(yīng)性強(qiáng)，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法，應(yīng)用于風(fēng)電制氫聯(lián)合開發(fā)探索、風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、風(fēng)電制氫規(guī)模化發(fā)展研究等。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電快速、大規(guī)模發(fā)展必須亟待解決兩大難題:(1)電網(wǎng)滲透“瓶頸”問題，尤其冬季供暖期，棄風(fēng)現(xiàn)象較嚴(yán)重；(2)風(fēng)電電能尚難以大規(guī)模存儲(chǔ)。氫作為清潔的二次能源和新型的儲(chǔ)能方式，便于儲(chǔ)存和傳輸，成為風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)、高效利用的優(yōu)選方案之一。因此，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估對(duì)風(fēng)氫聯(lián)合開發(fā)探索、風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、風(fēng)電制氫規(guī)?；l(fā)展研究具有重要的實(shí)際意義。
[0003]傳統(tǒng)的風(fēng)電儲(chǔ)能方式，抽水蓄能是一個(gè)相對(duì)成熟的技術(shù)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(xué)蓄電池是另一途徑，但是短期內(nèi)，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(shù)成熟度的限制；其它的儲(chǔ)能方式，如壓縮空氣儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能等都因?yàn)樾侍?、容量太小，難以適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模使用的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種評(píng)估方法合理有效、適應(yīng)性好、具有較高實(shí)用價(jià)值的風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法。
[0005]本發(fā)明由以下技 術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法，其特征是，它包括以下步驟:
[0006]I)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模計(jì)算
[0007]由風(fēng)電削減量確定電解槽容量，其表達(dá)式為
[0008]PELYZE_fpK X Pwenom ( I)
[0009]其中:PEraK為電解槽的容量，fPK為風(fēng)電峰值削減比例，Pwenom為風(fēng)電裝機(jī)容量；
[0010]實(shí)際氫的年生產(chǎn)量受風(fēng)能質(zhì)量影響，其表達(dá)式為
[0〇11] Qh2y_Ewelyze/Eelyze(2)
[0012]其中:QH2Y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，Eewzk為電解每單位氫所需電量；
[0013]由于風(fēng)電的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致氫生產(chǎn)速率發(fā)生變化，難以與氫的需求量同步，因此需要儲(chǔ)氫設(shè)備，以在氫產(chǎn)量不斷變化時(shí)仍能滿足氫的市場需求，為保證氫的連續(xù)供應(yīng)，存儲(chǔ)設(shè)備的儲(chǔ)氫量為
[0014]Msrao=Kday X QH2Y/365 (3)
[0015]其中:MS1TO為氫存儲(chǔ)量，Kday為氫連續(xù)供應(yīng)的天數(shù)，Qh2y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量；
[0016]2)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本計(jì)算
[0017](I)直接成本[0018]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度固定成本為
[0019]LACwh2c= Σ (Cc X Fce) + Σ (CCEt X FCEEt) (4 )
[0020]其中:LACra2。為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，C。為初始固定投資成本，F(xiàn)ra為初始固定投資成本年值系數(shù)，Cait為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修成本，其中，t=l，2...，20，F(xiàn)em為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修費(fèi)用年值系數(shù)，其中，t=l，2...,20；
[0021 ] 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度可變成本為
[0022]LACwh2e=OM+ Σ (CeXQe) + Σ (CsXQs) (5)
[0023]其中:LACra2K為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，0&M為年運(yùn)行及維修費(fèi)用，Ck為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的單位成本，Qk為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的年用量，Cs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的單位服務(wù)成本，Qs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的年服務(wù)量；
[0024](2)間接成本
[0025]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電成本除了直接設(shè)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(fēng)電用來制氫，降低了并網(wǎng)所得收益，其表達(dá)式為
[0026]Cxel=Em腫X (l-fCTL) X (Swe-Cwe) (6)
[0027]其中:CM為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，fCTL為棄風(fēng)電量用來電解制氫的比例，Swe為風(fēng)電的市場價(jià)格，Cwe為風(fēng)電的成本價(jià)格；
[0028](3)年度總成本
[0029]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本為
[0030]LACwh2-LAC—K+LAC—gR+Cxei (7)
[0031]其中:LACra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，LACwh2c為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，LACwh2e為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，Cxel為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失；
[0032](4)單位成本
[0033]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本為
[0034]Cwh2=LACwh2ZQh2y (8)
[0035]其中:Cra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本，LACwh2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量；
[0036](5)成本降低
[0037]由于技術(shù)的逐年進(jìn)步，預(yù)計(jì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中均會(huì)出現(xiàn)成本降低現(xiàn)象，其經(jīng)驗(yàn)曲線表達(dá)式為
[0038]St=StlX (XAi)-E (9)
[0039]其中:St為t年間商品價(jià)格，其中，t=l,2-,20,S0為商品初始價(jià)格，X為給定年間累積經(jīng)驗(yàn)，Xi為初始經(jīng)驗(yàn)積累，E為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；
[0040]3)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)利潤計(jì)算
[0041](I)年售氫收入
[0042]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的氫進(jìn)入能源市場，作為燃料進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能或熱能，通過傳統(tǒng)燃料與氫能源間的價(jià)格效用之比來確定氫能源的市場價(jià)格，其表達(dá)式為
[0043]Sh2- tI ref/ t^iefcXSref (10)
[0044]其中:sH2為氫的市場價(jià)格，nKEF為應(yīng)用轉(zhuǎn)換技術(shù)的車輛能耗，nH2FC；為直接氫能源動(dòng)力車的能耗；SKEF為稅前參考燃料價(jià)格；
[0045]氫的市場價(jià)格會(huì)受氫能源市場需求量及其它制氫原料價(jià)格因素的影響，根據(jù)所采
用的氫能源市場價(jià)格，年售氫收入為
[0046]
Rtv = 10 6 X S,, X Qt|1Y X pu X LllVll(.11.)
[0047]其中:Rh2為年度氫銷售收入S 氫市場價(jià)格，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量，P11為氫氣密度，取0.08988kg/m3，iHFH2為氫低熱值，取120X 103kJ/kg ；
[0048](2)平衡成本降低
[0049]由于部分風(fēng)電用來制氫能夠使得風(fēng)電出力平穩(wěn)，降低其波動(dòng)的頻率及幅度，在風(fēng)電出力峰值時(shí)起到緩沖作用，有效降低風(fēng)能滲透率，因此，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有益于電網(wǎng)的平衡管理，減少的平衡成本為
[0050]RBL-2 X fERR X Ewetot X (Cbl-Cblx)+2 X fERR X EwelyzrX Cblx (12)
[0051]其中:R%為年度降低的平衡成本，fEKK為風(fēng)電預(yù)測誤差百分比,Ewetot為年風(fēng)電生產(chǎn)總量，Cbl為未安裝風(fēng)氫系統(tǒng)每度風(fēng)電所需平衡支出，Cblx為安裝風(fēng)氫系統(tǒng)后每度風(fēng)電所需平衡支出，Ewelyze為電解槽消納的風(fēng)電量；
[0052](3)環(huán)境效益
[0053]風(fēng)電電解水制氫的整個(gè)過程都不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，因此，氫氣具有顯著的環(huán)境效益，由于對(duì)二氧化碳的排放征收稅款，則利用相關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，計(jì)算風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電的環(huán)境收益，其表達(dá)式為
[0054]
尺卜M A —SECTOR X 0H2SECTOR
)xCco:(13)
[0055]其中:Rema為每年由風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電帶來的環(huán)境效益，EMsktok為消耗每單位氫減輕二氧化碳排放量，Qh2SECTOE為氫的消耗量，CCO:為碳排放稅；
[0056]4)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益計(jì)算
[0057]根據(jù)前述各項(xiàng)成本收益項(xiàng)目，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度成本效益表達(dá)式為
[0058]CBwh2= (RH2+Rbl+Rema) -LACwh2 (14)
[0059]其中:CBra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度成本效益，Rh2為年度氫銷售收入，Rbl為年度降低的平衡成本，Rema為由風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電帶來的年度環(huán)境效益，LACwh2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本。
[0060]利用本發(fā)明的方法對(duì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益進(jìn)行評(píng)估，充分反應(yīng)此方法對(duì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估的有效性；提供一種合理有效，適應(yīng)性強(qiáng)，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1是2012-2050年間氫的總產(chǎn)成本變化示意圖；
[0062]圖2是2012-2050年間氫的間接成本變化示意圖；
[0063]圖3是2012-2050年間氫的固定成本變化示意圖；[0064]圖4是2012-2050年間氫的可變成本變化示意圖；
[0065]圖5是2012-2050年間氫的總收入變化示意圖；
[0066]圖6是2012-2050年間二氧化碳減排效益變化示意圖；
[0067]圖7是2012-2050年間氫的銷售收入變化示意圖；
[0068]圖8是2012-2050年間氫的成本效益變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0069]本發(fā)明的一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法，它包括以下步驟:
[0070]I)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模計(jì)算
[0071]由風(fēng)電削減量確定電解槽容量，其表達(dá)式為
[0072]PELYZE_fpK X Pwenom( I)
[0073]其中:PEraK為電解槽的容量，fPK為風(fēng)電峰值削減比例，Pwenom為風(fēng)電裝機(jī)容量；
[0074]實(shí)際氫的年生產(chǎn)量受風(fēng)能質(zhì)量影響，其表達(dá)式為
[0075]Qh2y_EWELyzr/EELYze (2)
[0076]其中:QH2Y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，Eewzk為電解每單位氫所需電量；
[0077]由于風(fēng)電的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致氫生產(chǎn)速率發(fā)生變化，難以與氫的需求量同步，因此需要儲(chǔ)氫設(shè)備，以在氫產(chǎn)量不斷變化時(shí)仍能滿足氫的市場需求，為保證氫的連續(xù)供應(yīng)，存儲(chǔ)設(shè)備的儲(chǔ)氫量為
[0078]Msrao=Kday X QH2Y/365 (3)
[0079]其中:MS1TO為氫存儲(chǔ)量，Kday為氫連續(xù)供應(yīng)的天數(shù)，Qh2y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量；
[0080]2)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本計(jì)算
[0081](I)直接成本
[0082]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度固定成本為
[0083]LACwh2c=E (CcXFce)+E (CCEtXFCEEt) (4)
[0084]其中:LACra2。為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，C。為初始固定投資成本，F(xiàn)ra為初始固定投資成本年值系數(shù)，Cait為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修成本，其中，t=l，2...，20，F(xiàn)em為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修費(fèi)用年值系數(shù)，其中，t=l，2...,20；
[0085]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度可變成本為
[0086]LACwh2e=OM+ E (CeXQe) + E (CsXQs) (5)
[0087]其中:LACra2K為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，0&M為年運(yùn)行及維修費(fèi)用，Ck為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的單位成本，Qk為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的年用量，Cs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的單位服務(wù)成本，Qs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的年服務(wù)量；
[0088](2)間接成本
[0089]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電成本除了直接設(shè)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(fēng)電用來制氫，降低了并網(wǎng)所得收益，其表達(dá)式為
[0090]Cx61-EwelyzeX (l_fCTL) X (Swe-Cwe) (6)
[0091]其中:CM為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，fCTL為棄風(fēng)電量用來電解制氫的比例，Swe為風(fēng)電的市場價(jià)格，Cwe為風(fēng)電的成本價(jià)格；[0092](3)年度總成本
[0093]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本為
[0094]LA CWH2_LA Cwh2C+LA Cwa2R+Cxel (7 )
[0095]其中:LACra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，LACwh2c為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，LACwh2e為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，Cxel為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失；
[0096](4)單位成本
[0097]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本為
[0098]Cwh2=LACwh2ZQh2y (8)
[0099]其中:Cra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本，LACwh2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量；
[0100](5)成本降低
[0101]由于技術(shù)的逐年進(jìn)步，預(yù)計(jì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中均會(huì)出現(xiàn)成本降低現(xiàn)象，其經(jīng)驗(yàn)曲線表達(dá)式為
[0102]St=StlX (XAi)-E (9)
[0103]其中:St為t年間商品價(jià)格，其中，t=l,2-,20,S0為商品初始價(jià)格，X為給定年間累積經(jīng)驗(yàn)，Xi為初始經(jīng)驗(yàn)積累，E為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；
[0104]3)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)利潤計(jì)算
[0105](I)年售氫收入
[0106]風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的氫進(jìn)入能源市場，作為燃料進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能或熱能，通過傳統(tǒng)燃料與氫能源間的價(jià)格效用之比來確定氫能源的市場價(jià)格，其表達(dá)式為
[0107]Sh2- tI ref/ t^iefcXSref (10)
[0108]其中:sH2為氫的市場價(jià)格，nKEF為應(yīng)用轉(zhuǎn)換技術(shù)的車輛能耗，nH2FC；為直接氫能源動(dòng)力車的能耗；SKEF為稅前參考燃料價(jià)格；
[0109]氫的市場價(jià)格會(huì)受氫能源市場需求量及其它制氫原料價(jià)格因素的影響，根據(jù)所采用的氫能源市場價(jià)格，年售氫收入為
[0110]
R'' -10 (!xSll: XOll2yXpljXLIiyni(Il)
[0111]其中:Rh2為年度氫銷售收入S b氫市場價(jià)格，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量，P H為氫氣密度，取0.08988kg/m3，["C2為氫低熱值，取120X 103kJ/kg ；
[0112](2)平衡成本降低
[0113]由于部分風(fēng)電用來制氫能夠使得風(fēng)電出力平穩(wěn)，降低其波動(dòng)的頻率及幅度，在風(fēng)電出力峰值時(shí)起到緩沖作用，有效降低風(fēng)能滲透率，因此，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有益于電網(wǎng)的平衡管理，減少的平衡成本為
[0114]RBL-2 X fERR X Ewetot X (Cbl-Cblx)+2 X fERR X EwelyzrX Cblx (12)
[0115]其中:R%為年度降低的平衡成本，fEKK為風(fēng)電預(yù)測誤差百分比,Ewetot為年風(fēng)電生產(chǎn)總量，Cbl為未安裝風(fēng)氫系統(tǒng)每度風(fēng)電所需平衡支出，Cblx為安裝風(fēng)氫系統(tǒng)后每度風(fēng)電所需平衡支出，Ewelyze為電解槽消納的風(fēng)電量；[0116](3)環(huán)境效益
[0117]風(fēng)電電解水制氫的整個(gè)過程都不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，因此，氫氣具有顯著的環(huán)境效益，由于對(duì)二氧化碳的排放征收稅款，則利用相關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，計(jì)算風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電的環(huán)境收益，其表達(dá)式為
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益評(píng)估方法，其特征是，它包括以下步驟: 1)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模計(jì)算 由風(fēng)電削減量確定電解槽容量，其表達(dá)式為
PELYZE_fpK X PffENOM( I ) 其中:PE_為電解槽的容量，fPK為風(fēng)電峰值削減比例，Pwenom為風(fēng)電裝機(jī)容量； 實(shí)際氫的年生產(chǎn)量受風(fēng)能質(zhì)量影響，其表達(dá)式為
Qh2Y_EWELyzr/EELyze ( 2 ) 其中:QH2Y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，Eewzk為電解每單位氫所需電量； 由于風(fēng)電的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致氫生產(chǎn)速率發(fā)生變化，難以與氫的需求量同步，因此需要儲(chǔ)氫設(shè)備，以在氫產(chǎn)量不斷變化時(shí)仍能滿足氫的市場需求，為保證氫的連續(xù)供應(yīng)，存儲(chǔ)設(shè)備的儲(chǔ)氫量為
MsTEo-Kday X QH2Y/365 (3) 其中義?為氫存儲(chǔ)量，Kday為氫連續(xù)供應(yīng)的天數(shù)，Qh2y為電解槽每年實(shí)際氫產(chǎn)量； 2)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本計(jì)算 (1)直接成本 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度固定成本為
LACwh2c= E (Cc X Fce) + E (CCEt X FCEEt)(4 ) 其中:LACra2。為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，Cc為初始固定投資成本，F(xiàn)ai為初始固定投資成本年值系數(shù)，CCEt為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修成本，其中，t=l，2...,20, FCEEt為第t年內(nèi)固定資產(chǎn)維修費(fèi)用年值系數(shù)，其中，t=l，2...,20； 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度可變成本為 LACwh2e=OM+E (CeXQe)+E (CsXQs) (5) 其中:LACra2K為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，0&M為年運(yùn)行及維修費(fèi)用，CkS風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的單位成本，Qk為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)原材料的年用量，Cs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的單位服務(wù)成本，Qs為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的年服務(wù)量； (2)間接成本 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電成本除了直接設(shè)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(fēng)電用來制氫，降低了并網(wǎng)所得收益，其表達(dá)式為
Cxel_EwELYZR
X (l-fCTL) X (Swe-Cwe) (6) 其中=C5fel為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量，fCTL為棄風(fēng)電量用來電解制氫的比例，Swe為風(fēng)電的市場價(jià)格，Cwe為風(fēng)電的成本價(jià)格； (3)年度總成本 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本為 LA Cwh2-LA CWH2C+LACWH2E+CXel (7 ) 其中:LACra2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，LACwh2c為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年固定成本，LACwh2e為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的平均年可變成本，Cxel為可售風(fēng)電用來制氫的收益損失; (4)單位成本風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本為
。腿2-LACwh2/Qh2y (8 ) 其中:Cm2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度單位氫產(chǎn)量成本，LACwh2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量； (5)成本降低 由于技術(shù)的逐年進(jìn)步，預(yù)計(jì)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中均會(huì)出現(xiàn)成本降低現(xiàn)象，其經(jīng)驗(yàn)曲線表達(dá)式為 St=S0X(XAi)-E (9) 其中=St為t年間商品價(jià)格，其中，t=l，2…，20，S0為商品初始價(jià)格，X為給定年間累積經(jīng)驗(yàn)，Xi為初始經(jīng)驗(yàn)積累，E為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)； 3)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)利潤計(jì)算 (1)年售氫收入 風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)的氫進(jìn)入能源市場，作為燃料進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能或熱能，通過傳統(tǒng)燃料與氫能源間的價(jià)格效用之比來確定氫能源的市場價(jià)格，其表達(dá)式為
Sh2_ r1- eef/ t^iefc XSref (10) 其中:sH2為氫的市場價(jià)格，nKEF為應(yīng)用轉(zhuǎn)換技術(shù)的車輛能耗，nH2FC；為直接氫能源動(dòng)力車的能耗；sKEF為稅前參考燃料價(jià)格； 氫的市場價(jià)格會(huì)受氫能源市場需求量及其它制氫原料價(jià)格因素的影響，根據(jù)所采用的氫能源市場價(jià)格，年售氫收入為R' = 10 XX pn xLI/Vu(11) 其中:RH2為年度氫銷售收入,SH為氫市場價(jià)格，Qh2y為電解槽年度實(shí)際氫產(chǎn)量，P H為氫氣密度，取0.08988kg/m3，為氫低熱值，取120X 103kJ/kg ； (2)平衡成本降低 由于部分風(fēng)電用來制氫能夠使得風(fēng)電出力平穩(wěn)，降低其波動(dòng)的頻率及幅度，在風(fēng)電出力峰值時(shí)起到緩沖作用，有效降低風(fēng)能滲透率，因此，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)有益于電網(wǎng)的平衡管理，減少的平衡成本為
RgL-2 X fEEE X Ewetot X (Cbl-Cblx) +2 X fEEE X Ewelyze X Cblx (12 ) 其中為年度降低的平衡成本，fEKK為風(fēng)電預(yù)測誤差百分比，EwetotS年風(fēng)電生產(chǎn)總量，Cbl為未安裝風(fēng)氫系統(tǒng)每度風(fēng)電所需平衡支出，Cblx為安裝風(fēng)氫系統(tǒng)后每度風(fēng)電所需平衡支出，Ewewzk為電解槽消納的風(fēng)電量； (3)環(huán)境效益 風(fēng)電電解水制氫的整個(gè)過程都不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，因此，氫氣具有顯著的環(huán)境效益，由于對(duì)二氧化碳的排放征收稅款，則利用相關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)，計(jì)算風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電的環(huán)境收益，其表達(dá)式為-^ema - (-E^sector x Shzsector ) x ^co2( 13 ) 其中=Rema為每年由風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電帶來的環(huán)境效益，EMsktok為消耗每單位氫減輕二氧化碳排放量，Qh2SECTOE為氫的消耗量，Q ,力碳排放稅；4)風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)成本效益計(jì)算 根據(jù)前述各項(xiàng)成本收益項(xiàng)目，風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度成本效益表達(dá)式為 CBwh2- (Rie+Rbl+Rema) _ LA Cwh2 (14) 其中=CBwh2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度成本效益，Rh2為年度氫銷售收入，Rbl為年度降低的平衡成本，Rema為 由風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電帶來的年度環(huán)境效益，LACwa2為風(fēng)氫聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)年度總成本。
【文檔編號(hào)】G06Q10/00GK103530692SQ201310513299
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】孔令國, 蔡國偉, 王建元, 初壯, 黃大為, 劉闖, 潘超, 楊德友, 羅遠(yuǎn)翔, 王燕濤, 劉鋮, 劉士利, 黃南天 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué)