光储柴一体化供电系统应用调研及系统方案

光储一体化供电系统解决方案Contents目录建设背景1应用方案3市场前景2信息来源:IEAandWorldBank现状截止2016年，非洲电力系统装机总规模145GW；其中撒哈拉以南非洲装机规模80GW（以上数据不包含南非），与韩国相当。非洲目前的人口约12亿，其中有60%以上的人没能通电，人均能源消耗量全球范围内最低，经济发达城市与农村地区之间存在巨大差异。如埃塞俄比亚、马达加斯加等国，虽然他们有基本的电力供应体系，但是电力供应能力较差，经常会出现停电的情况。马达加斯加首都附近的电力用户覆盖率能够达到40%，但是整体覆盖率只有20%左右。痛点超过6亿人口（撒哈拉以南非洲）和1000万中小企业缺乏能源供应。30个国家经常面临电力供应中断的问题，给企业带来高达16%的销售额损失。基础建设因缺乏电力供应，导致进度延缓，成本提高。根据Power

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All组织的研究，尼日利亚80%的电网用户已经采用了其他方式补充不稳定的电力服务。人均能源消耗量是全球范围内最低，约只有经济合作与发展组织（OECE）平均值的1%。能源供应与GPD增长不同步，需求增速大于供应。近80%的家庭依靠固体生物质做饭，每年有50万人死于室内污染。2017年8月，金砖国家新开发银行非洲区域中心在南非约翰内斯堡成立。新开发银行下一步工作重心将放在可持续发展方面，预计2/3的贷款将用于可持续发展的基础设施建设，尤其是清洁能源。非洲光照资源相当丰富，大部分地区等效日照长度超过5小时。目前非洲光伏项目装机集中在南非、肯尼亚、摩洛哥等少数国家，主要来自大型地面电站，平均规模大于欧美等成熟市场。根据IRENA相关研究表明,到2030年,非洲累计装机量将会突破70GW。撒哈拉以南非洲装机量占整个非洲的装机量分别为40%和70%左右,可以说该地区是非洲光伏行业发展的主战场。到2040年,西部非洲、东部非洲和南部非洲光伏累计装机量分别达到10GW、4GW和19GW,占整个非洲的装机量分别为21%、8%和40%。值得一提的是,在2040年之前,南非光伏累计装机将达到15GW,尼日利亚将达到12GW。资源概况尼日利亚是非洲人口（1.96亿）最多的国家，资源丰富，油气产业占国民经济绝对主导地位。目前尼日利亚全国有近60%的人口处在缺电状态，电力供需矛盾十分突出。而就尼日利亚所具备的新能源种类来看，尼日利亚风能资源在非洲属较差地区，水电开发能力也相对有限，太阳能资源却很丰富，具备大规模太阳能电力开发的潜力。装机规模截止2016年底，尼日利亚国内总装机13.6GW，年发电量27.0TWh。预计2017年总装机13717.9MW，发电量27.8TWh。其中：火电累计装机容量11491.0MW，占全国装机总量的84.6%，发电量为21.5TWh，占全国发电总量的79.6%；水电累计装机容量为2060.0MW，占全国总装机的15.2%，水力发电量为5.4TWh，占全国发电总量的19.9%；非水可再生能源发电累计装机容量为29.0MW，占全国总装机的0.2%，非水可再生能源发电量为0.13TWh，占全国发电总量的0.5%。全社会用电情况2016全年，尼日利亚全社会用电量24.8TW，而据尼日利亚能源部估计，目前全国实际电力负荷需求近10GW，单实际发电功率不足4GW，缺口巨大。信息来源:中非贸易研究中心图1尼日利亚光照资源分布尼日利亚工业电价约0.75元/度电（39.25奈拉,详见附图1）。据尼日利亚《先锋报》报道，2018年由于受天然气供应、输配电能力等因素的影响，尼日利亚包括博尔诺、阿达马瓦、包奇、巴耶尔萨、吉加瓦、凯比和塔拉巴在内的13个州的电力供应不足40%。来自尼农村电力局（REA）的报告显示，50%的农村人口使用小规模柴油/汽油发电机，不但电价昂贵（每度电至少要0.40美元或140奈拉，详见图2），而且污染环境。企业主每月的电费支出更是高达1000万奈拉至25亿奈拉之间，导致产能严重不足。图1尼日利亚工厂电费缴纳记录图2驻尼大使馆关于尼日利亚电价的描述电网供电不稳定，经常断电部分国家电价超过1元/kWh光伏发电光伏出力与负载匹配度不高受天气条件制约柴油/汽油发电成本高，单价＞0.4美元/kWh电能质量差，频率、电压不稳；污染环境如何实现稳定、环保、经济的供电？Contents目录建设背景1应用方案3市场前景2尼日尔州Tungan-Jika社区的一个100千瓦迷你电网将为765个居民用户和大约100个商业用户提供电力。（图片来源：NayoTechnologiesLtd.公司）图3尼日利亚尼日尔州Tungan-Jika社区的一个100kW迷你电网根据Power

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All组织的研究，尼日利亚80%的电网用户已经采用了其他方式补充不稳定的电力服务。由于经营不佳的配电公司缺乏足够的资金提高对农村用户的服务水平，他们愿意探索新的解决方案。尼日利亚的缺网市场具备巨大的开发潜力。在落基山研究所近期组织的一次研讨会上，发电企业和其他利益相关方估计尼日利亚有多达1万个适合开发迷你电网的缺网社区，蕴藏着50亿美元投资潜力。这些社区的居民渴望并有能力支付新的可靠且可负担的电力来源——迷你电网就极具备成本竞争力。与大多数农村地区的现有替代方案相比，如今的迷你电网显示出更高的可用性、可靠性和客户价值。尼日利亚的电力用户显然也具备支付电价的能力。尼日利亚当前农村用户为小规模柴油/汽油发电等替代电力来源支付的最低电价是每千瓦时0.71美元（实际价格常常比这高得多）。今天的迷你电网电价通常接近150奈拉/kWh（3元/kWh），这比运行小型柴油发电机组或汽油发电机组的成本要低。尽管这一成本反映了新兴市场的小规模和风险，但预计低电网电价将继续下降，并且到2020年可减少60%。¥0.0¥3.5¥7.0柴油发电迷你电网户用光伏发电电网供电¥3.5-10.5¥1.75-4.9¥10.5¥0.35-1.05度电成本（人民币/千瓦时）¥1.4-6.3图4各种供电方式度电单价比较（参考Power

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All组织提供的数据）虽然电网供电是成本最低的供电方式，但其稳定性难以满足用户需求。光伏发电成本相对较低，单其稳定行也无法保障，成本相对电网供电更高。以上信息来源:尼日利亚可再生能源协会《迷你电网投资报告:扩大尼日利亚市场规模》项目特征范围社区人口1200-5000经济活动农业：玉米、谷子、高粱、可可、油棕、橡胶、山药、木薯，芭蕉、香蕉；渔业商业活动焊接、零售、磨粒、油棕加工、木薯研磨、倒钩商用电器焊接、零售/供应商店、研磨家用电器电灯泡、电风扇、电视机、收音机，手机、冰箱当地汽油价格（¥/L）2.9-6.0当地柴油价格（¥/L）3.2-6.0注：100kW柴油机耗油参考值26.25L/h,折算成电价约1.2元/kWh。尼日利亚大部分迷你电网项目（装机规模小于1MW）位于人口稠密的农业社区，每个电网给300-500户家庭（在2500人左右）提供电力供应。在迷你电网到来之前，社区成员使用煤油灯、蜡烛、手电筒和发电机作为非烹饪能源。社区的主要经济活动是农业和食品加工，收入主要通过出售玉米、谷子、高粱、山药和可可等经济作物获得。其他常见的商业活动包括零售、焊接、和谷物碾磨。虽然配电线路连接着他的商店，但焊接工OmolekanIdowu仍要运行两台柴油发电机来维持商店的正常运营以上信息来源:尼日利亚可再生能源协会《迷你电网投资报告:扩大尼日利亚市场规模》项目范围中间值电价（¥/kWh）2.4-6.04系统装机规模（kW）16-10045负载用电量（kWh/天）16-300220资本支出（万元）60-200100运营费用（万元/年）0.6-51.4容量利用率（%）2-10019付款比例（%）98-10099注：1）迷你电网开发商报告的容量利用率，假设计算为峰值需求/系统容量；2）迷你电网需预付电费才能使用。以尼日利亚再生协会调研过的10个迷你电网为例，10个电网均以光伏发电系统为核心，9个是通过光伏+储能进行供电，1个是通过光伏+采油机进行供电。硬件设施一般是从欧洲或中国进口，大多数项目利用当地劳动力或建筑和安装，并雇佣当地（社区）代表进行现场管理、安全、销售和业务开发活动。这10个迷你电网项目覆盖范围正在扩大，它们已经为约2000户家庭（65%的当地家庭）和250多个商业联系提供了服务。364kW的系统容量为至少10000人供电。根据本次调研的统计情况，迷你电网开发商项目的回报率为15%-20%。接受调研的八位迷你电网开发商表示，计划在2018年底前开始另外200个迷你电网项目的工作。其中一些项目将参与区域经济区和发展伙伴计划，但预计许多项目将独立完成。根据目前的项目统计，这200个项目将在整个尼日利亚产生大约10MW的装机容量，以目前的微电网开发成本计算，将需要100亿奈拉（2800万美元）的投资。尼日利亚尼日尔州Bisanti,Katcha社区37kW迷你电网系统

尼日利亚索科托州Kurdula,Gudu社区80kW迷你电网系统

尼日利亚埃多州Obayantor,Ikpoba-Okha社区40kW迷你电网系统

尼日利亚高原州AngwanRina,Shendam社区50kW迷你电网系统

信息来源:NIGERIANRENEWABLEENERGYROUNDTABLE（尼日利亚可再生能源协会）

Contents目录建设背景1应用方案3市场前景2负载概况假设负载每天用电量30kW*10h，平均每天48%的电量直接来自光伏系统，52%的电量来自光储系统，柴油发电机作为应急电源备用。电价概况离网柴油发电电价3元/度电，现采用光储供电系统基本取代柴油发电系统供电。光伏系统装机规模66kW，系统占地面积约500平方，系统效率91%。当地等效光照时长5.6h,日发电量约323kWh，假设45%光伏出力与负载匹配。储能系统储能系统装机规模200kWh,拟采用170Ah磷酸铁锂电芯，系统结构（2P12S）*15S,综合效率90%，平均每日为工商负载提供155kWh电量。交流直流通讯离网型光储迷你电网解决方案（可并网），适用于小型工商用户、工地和偏远政府机关等电网未覆盖的用户。分布式光伏系统与储能系统组成微电网系统，光伏发电系统出力超过负载时储能系统储存多余电能，待光伏出力不足时给负载供电。注：实际项目方案需根据项目地址电网情况、光照条件、负荷情况和应用场景进行编制。Q日均供电量300kW.h，其中光伏系统直接供电145kW.h，储能系统供电155kW.h，按每日1充1放计算，系统寿命10年。C系统成本100万元，包含光伏系统30万元（5元/W），储能系统70万元（

含柴油机和备件，3.5元/Wh）。W系统效率90%，同时考虑变流系统的转换效率（98%）、电池充放电效率（96%）、配电损耗（2%）。组件10年平均衰减系数96%，组件装机配比1.1。电池放电深度按90%计算。U≈0.91元/kWhU度电成本U=C/（Q*365*10），此计算方式不考虑资金、系统运维和配电成本，额外提供20%电池作为备件。供电能力该系统额定输出功率5kW,日均供电量可达20kWh。电价概况离网柴油发电电价3元/度电，现采用光储供电系统完全取代柴油发电系统。光伏模块装机规模5kW，系统占地面积约50平方，系统效率90%。当地日均等效光照时长5.6h,日均发电量约25kWh，假设40%光伏出力与负载匹配，即光伏系统直接供电量约10kWh。储能模块储能系统装机容量12kWh,系统综合效率90%，日均供电量约10kWh。交流直流离网型户用光储供电系统（可并网），适用于偏远地区别墅、政府机关、农场等电网未覆盖的用户。户用光储系统为用户提供电能保障。注：实际项目方案需根据项目地址电网情况、光照条件、负荷情况和应用场景进行编制。Q系统容量20kW.h，其中光伏系统直接供电10kW.h，储能系统供电10kW.h。按每日1充1放计算，系统寿命10年。C系统成本8.5万元，包含光伏系统3.5万元（7元/W），储能模块5.0万元。W系统效率90%，同时考虑变流系统的转换效率（95%）、电池充放电效率（96%）、配电损耗（1%）。组件10年平均衰减系数96%，组件装机配比1.1。电池放电深度按90%计算。U≈1.16元/kW.hU度电成本U=C/（Q*365*10），此计算方式不考虑资金、系统运维成本和配电成本，额外提供20%电池作为备件。类别厂家/型号数量主要技术参数含税价格（元）备注配置一BD5KTL-HS光储一体机1台额定输出功率（W）：5000最大光伏输入功率（W）：6600光伏输入电压范围/额定电压（V）：120-450电池输入额定电压（V）：48（16S）最大充放电电流/功率：100A/4800W额定电量:2400kWh（50Ah/48V）额定电压/电压范围（V）:48/45-541）有配套APP及云平台；2）可提供数据接口；3）电池集成于一体机内；4）有IEC认证；5）样机/批量产品均支持贴牌。上海派能US2000电池模组5组配置二金色慧能GS-Hybrid-5K光储一体机1台额定输出功率（W）:5000光伏输入电压范围/额定电压（V）:120-550/360电池输入额定电压（V）:51.2（16S）最大充放电电流/功率:50A/2500W电池额定电量:4500kWh（90Ah/51.2V）电池额定电压/电压范围（V）:51.2/46.4-57.61）可提供数据接口；2）模组支持定制；3）有CE认证。金色慧能SH-4.5KWH(LFP)电池模组3组配置三深圳蓝创5000ES光储一体机1台额定输出功率（W）:5000光伏输入电压范围/额定电压（V）:120-550/360电池输入额定电压（V）:51.2（16S）最大充放电电流/功率：50A/2500W额定电量:4000kWh（80Ah/51.2V）额定电压/电压范围（V）:51.2/46.4-57.6深圳蓝创LithiumBattery4.0kWh电池模组3组配置四西安精石SolarE-5KTL光储一体机1台额定输出功率（W）：5000光伏输入电压范围/额定电压（V）：125-550电池输入额定电压（V）：48（16S）最大充放电电流/功率：100A/4600W额定电量:2400kWh（50Ah/48V）额定电压/电压范围（V）:48/45-541）有配套APP及后台；2）可提供数据接口；3）模组支持定制；4）电池模组和一体机分别有相关测试认证。上海派能US2000电池模组5组类别厂家