Effect analysis of a shared energy storage policy based on system dynamics

doi:10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0265

Abstract

Abstract:

Shared energy storage adopts unified planning, construction, and scheduling and has the advantages of low initial investment, low operation risk, and guaranteed equipment quality, as well as being conducive for realizing multiple values. In the future, it is expected to become the mainstream model for the coordinated development of energy storage and new energy. The sustainable and healthy development of this model is inseparable from the support of reasonable and effective policies. In this paper, the development status of shared energy storage in China is analyzed, and the system dynamics model of photovoltaic and shared energy storage is established using the system dynamics method. Based on the actual and planning data of a province, the model parameters are determined, and the changes in the installed capacity of photovoltaic and energy storage under different policy scenarios, such as configuration proportion, configuration duration, rental cost, and annual scheduling times, are simulated. The results show that the development of a shared energy storage policy should (1) comprehensively consider the new energy and energy storage planning objectives, system flexibility requirements, and other factors, (2) actively expand energy storage revenue sources, and (3) reasonably allocate energy storage costs to the source, grid, and load to realize the high-quality coordinated development of new energy and energy storage.

Key words: shared energy storage, system dynamics, policy effect

CLC Number:

TK 02

Guojing LIU, Hu LI, Bingjie LI, Jing SHI, Xing ZHANG. Effect analysis of a shared energy storage policy based on system dynamics[J]. Energy Storage Science and Technology, 2022, 11(11): 3708-3719.

Figures/Tables 18

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Domestic shared energy storage related policies"

发布日期	发布单位	政策名称	政策要点
2021年7月15日	国家发展改革委、国家能源局	关于加快推动新型储能发展的指导意见	鼓励探索建设共享储能
2022年1月29日	国家发展改革委、国家能源局	“十四五”新型储能发展实施方案	探索推广共享储能模式。鼓励新能源电站以自建、租用或购买等形式配置储能，发挥储能“一站多用”的共享作用
2021年6月25日	陕西省能源局	关于征求新型储能建设方案(征求意见稿)意见的函	以新能源电源侧配置新型储能为发展重点，以“大规模集中式共享储能”为主要发展模式
2021年7月14日	宁夏回族自治区发展改革委	自治区发展改革委关于加快促进储能健康有序发展的通知	鼓励优先在新能源富集、电网送出断面受限地区，建设电网区域性共享储能设施，创造共享储能电站盈利模式
2021年9月14日	山东省人民政府	山东省能源发展“十四五”规划	支持建设运营共享储能设施，鼓励风电、光伏项目优先租赁共享储能设施
2021年10月13日	湖南省发展改革委	关于加快推动湖南省电化学储能发展的实施意见	积极推动电网侧储能合理化布局，以建设大规模集中式共享储能为主
2021年11月9日	浙江省发展改革委、浙江能源局	关于浙江省加快新型储能示范应用的实施意见	支持“微网+储能”“新能源+共享储能”等电源侧储能项目建设，鼓励集中式储能电站为新能源提供容量出租或购买服务
2021年12月31日	内蒙古自治区人民政府办公厅	关于加快推动新型储能发展的实施意见	积极支持各类主体开展独立共享储能应用示范。独立共享式新型储能电站应集中建设，电站功率原则上不低于5万千瓦，时长不低于4 h
2022年1月27日	天津市发展改革委	天津市电力发展“十四五”规划	开展储能项目示范，推动储能技术宽范围、多场景应用，支持建设集中式共享储能，鼓励储能设施参与调峰调频等辅助服务
2022年2月21日	青海省人民政府办公厅	青海省“十四五”能源发展规划	依托青海盐湖资源优势，积极推广“新能源＋储能”模式，开展压缩空气、飞轮等储能试点，探索建立共享储能运行模式
2022年4月3日	广西壮族自治区发展改革委	广西壮族自治区加快推进既有陆上风电、光伏发电项目及配套设施建设方案	鼓励电网企业及有实力的新能源投资企业在系统需要的区域建设集中共享储能设施
2022年4月10日	河北省发展改革委	河北省“十四五”新型储能发展规划	探索推广共享储能模式。鼓励新能源电站以自建、租用或购买等形式配置储能，发挥储能“一站多用”的共享作用
2022年4月	河南省发改委	河南省“十四五”新型储能发展实施方案(征求意见稿)	鼓励集中式共享储能电站建设，鼓励新能源租赁储能容量，建议租赁费用标准为260元/(kWh⋅a)

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References 18

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项目名称	建设地	储能容量
鲁能海西多能互补集成优化国家示范项目储能电站	青海省海西州格尔木市	50 MW/100 MWh
福建晋江100 MWh级储能电站	福建省泉州福建省晋江市安海镇	30 MW/108.8 MWh
城步儒林100 MW/200 MWh储能示范项目	湖南邵阳城步苗族自治县儒林镇	100 MW/200 MWh
国家电投海阳100 MW/200 MWh储能电站	山东省烟台市海阳市	101 MW/202 MWh
山东华电滕州100 MW/200 MWh电化学储能项目	山东省枣庄市滕州市	101 MW/202 MWh
华能济南黄台发电有限公司100 MW/200 MWh储能电站项目	山东省济南市历城区	100 MW/200 MWh
三峡新能源庆云储能电站示范项目	山东省德州市庆云县	100 MW/200 MWh
百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目	河北省张家口张北县	100 MW/400 MWh

情景名称	政策组合
情景名称	配置比例/%	配置时长/h	分摊比例	年调用次数	输配电价政策/(元/kWh)
情景1(基准情景)	15	2	80%	500	0.2
情景2(调整配储比例)	10、15、20	2	80%	500	0.2
情景3(调整配储时长)	15	1、2、3、4	80%	500	0.2
情景4(调整光伏分摊储能成本比例)	15	2	0%～100%	500	0.2
情景5(调整年调度次数)	15	2	80%	100～700	0.2
情景6(调整输配电价)	15	2	80%	500	0～0.2
情景7(调整光伏分摊储能成本比例和年调度次数)	15	2	0%～100%	100～600	0.2

变动因素	2025年光伏投运装机/万千瓦	2025年储能投运装机/万千瓦	储能提供的灵活性充裕度	是否满足政策目标	政策评价
配储比例10%	4528.8	305.4	0.81	否	同基准情景相比，储能装机容量减少32.4%，灵活性充裕度不满足要求
配储比例15%	4542.2	451.5	1.15	是	基准情景(情景1)
配储比例20%	4252.3	547.0	1.31	否	同基准情景相比，储能装机容量增加21.2%，储能成本分摊导致光伏经济性下降，装机低于预期目标的5.5%

变动因素	2025年光伏投运装机/万千瓦	2025年储能投运装机/万千瓦	储能提供的灵活性充裕度	是否满足政策目标	政策评价
配储时长1 h	4522.1	448.4	0.60	否	同基准情景相比，储能装机容量减少0.7%，时长减少50%，灵活性充裕度不满足要求
配储时长2 h	4542.2	451.5	1.15	是	基准情景(情景1)
配储时长3 h	3022.8	252.8	1.45	否	同基准情景相比，储能装机容量减少44%，时长增加50%，光伏装机低于预期目标的32.8%
配储时长4 h	1238.0	17.3	—	否	同基准情景相比，由于时长过长，光伏、储能、灵活性充裕度都没有增长，是最恶劣情景

变动因素	2025年光伏投运装机/万千瓦	2025年储能投运装机/万千瓦	储能提供的灵活性充裕度	是否满足政策目标	政策评价
分摊比例70%	4278.0	115.2	0.32	否	同基准情景相比，储能装机容量减少74.5%，光伏装机低于预期目标的4.9%，灵活性充裕度不满足要求
分摊比例80%	4542.2	451.5	1.15	是	基准情景(情景1)
分摊比例90%	4551.2	512.1	1.22	是	同基准情景相比，储能装机增加13.4%，可实现政策目标
分摊比例100%	4457.9	498.7	1.16	是	同基准情景相比，光伏装机低于预期目标的0.9%，无法实现政策目标