一种基于新能源投资租赁的售电公司扩散系统的制作方法

1.本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种基于新能源投资租赁的售电公司扩散系统。


背景技术：

2.《关于推进售电侧改革的意见》要求进一步在售电环节引入竞争，向社会资本开放售电业务，扩大用户选择权范围，多途径培育售电主体，形成多家买电、多家卖电的竞争格局。同时，售电侧放开打破了过去统购统销的模式，赋予用户自由选择售电主体的权力。
3.目前，社会资本进入售电侧市场后，积极参与售电侧竞争、输配电价格改革、电力需求侧管理，更多的售电主体参与到电力零售市场竞争中。目前已有的售电公司通过向外界购买中长期电量从而供给本区域内部用户的供电需求，主要盈利模式仍然是依靠购售价差，其运输成本大、利润小，这种商业模式无法满足不同主体售电公司及零售用户的多重需求。对于用户来说，屋顶光伏资源与分散风电资源都是没有利用的资源，个人开发成本大，用户时间精力耗费大，积极性弱。
4.针对售电公司传统盈利模式落后、用户潜在资源浪费的情况，亟需提出一种适应绿色发展的新型商业模式以及对应的扩散分析模型，为售电公司的扩张提供数据支持，促进售电公司向为零售用户提供清洁绿色能源的方向转变，激发售电公司提升能效水平、参与市场交易、创新运营机制和改善服务质量的积极性。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于新能源投资租赁的售电公司扩散系统，充分利用了分散风力以及屋顶光伏这两种新能源资源，形成了一种新能源投资租赁商业模式，挖掘了用户侧潜在的绿色发电资源，基于成本以及收益模型获取扩散模型，为售电公司的扩张提供了有效的数据支持。
6.本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
7.一种基于新能源投资租赁的售电公司扩散系统，包括售电公司系统动力学成本模型、售电公司系统动力学收益模型以及售电公司系统动力学扩散模型；售电公司系统动力学成本模型包括售电公司初始成本、日前平均每时购电成本、额外每时购电成本、屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本、每时用户折扣成本；售电公司系统动力学收益模型包括售电公司初始收益、售电收益、新能源建造收益、清洁能源每时补贴、参与调峰每时收益。
8.进一步地，所述售电公司系统动力学成本模型中，用户实际每时的用电需求量为实际用电量与新能源发电量之差，将需求值24小时累加，平均至下一天每小时的日前购电量与用户的供电量，则日前平均每时购电成本为：
9.[0010][0011][0012][0013]
其中，表示负荷用户每时实际需求量；表示用户每日实际用电量；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示售电公司日前购电量；λ
l
表示用电偏差因子；表示售电公司为负荷用户每时供电量；pq表示日前购电电价；表示日前平均每时购电成本。
[0014]
进一步地，所述售电公司系统动力学成本模型中，用户每日实际用电量、用户每日供电量和储能电站收集电量的偏差值决定产生额外每日购电电量，若产生额外购电量则基于实时市场电价以及电量对电价的影响系数形成额外购电成本，额外每时购电成本具体计算如下：
[0015][0016][0017][0018]
其中，表示负荷用户每时用电偏差值；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示售电公司为负荷用户每时供电量；表示用户每日实际用电量；表示额外每时购电成本；ps表示实时电价。
[0019]
进一步地，所述售电公司系统动力学成本模型中，屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本的具体计算如下：
[0020][0021][0022][0023]
其中，分别表示屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示储能电站每日放电量；
分别表示每日屋顶光伏、分散风电、储能电站运维成本单价；δp表示线损率。
[0024]
进一步地，所述售电公司系统动力学成本模型中，每时用户折扣成本由用户每日实际用电量和用户平均折扣金额的乘积形成，具体如下：
[0025][0026]
其中，表示用户折扣成本；表示用户平均折扣金额，表示用户每日实际用电量，具体计算如下：
[0027][0028]ry
＝my·
ly[0029]
其中，表示用户每日基础用电量；ry表示负荷用户用电波动；my表示负荷用户满意度；ly表示负荷用户用电限制因子；
[0030]
用户平均折扣金额又包括风电用户折扣金额和光伏用户折扣金额，具体如下：
[0031][0032]
其中，d
p
、dw分别表示屋顶光伏、分散风电折扣比重；z
p
、zw分别表示屋顶光伏用户、分散风电用户折扣金额。
[0033]
进一步地，所述售电公司系统动力学收益模型中，售电公司将新能源发电与外购电满足本区域负荷用户的实际用电后所剩余的电量存储于储能电站中，根据调峰市场中不同时间段不同的调峰要求，分时间段参与调峰，即：
[0034][0035]
其中，表示负荷用户新能源发电剩余电量；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示售电公司为负荷用户每时供电量；αg表示售电公司自用电比例；δp表示线损率；表示；表示用户每日实际用电量；
[0036][0037][0038][0039]
式中，表示储能电站每时充电量；表示储能电站每日放电量；表示储能电站储存电量；与分别表示储能电站充放电的最大电量；p
th
表示参与调峰电量；
[0040][0041][0042]
式中，βe表示储能电站备用比例；p
t
表示参与调峰电价；y
th
表示参与调峰每时收益。
[0043]
进一步地，所述售电公司系统动力学收益模型中，售电公司的售电收益为本区域内负荷用户实际用电量与零售电价之积，即：
[0044][0045]
其中，表示售电公司售电收益；pr表示零售电价；表示用户每日实际用电量。
[0046]
进一步地，所述售电公司系统动力学收益模型中，售电公司通过租赁负荷用户的新能源发电设备，获取清洁能源补贴，即：
[0047][0048][0049][0050]
其中，分别表示分散风电、屋顶光伏的发电补贴；aw、a
p
分别表示分散风电、屋顶光伏的发电奖励比例；表示清洁能源每时补贴；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量。
[0051]
进一步地，所述售电公司系统动力学扩散模型考虑短期售电公司的成本与收益，同时将负荷用户的满意度作为参照，形成售电公司中期扩张模型，售电公司基于负荷用户中新能源发电量与其基础用电量的比值确定用户满意度，具体如下：
[0052][0053]
其中，my表示负荷用户满意度；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示用户每日基础用电量；
[0054]
售电公司将成本与收益之差的利润作为公司扩张的重要依据，参考用户满意度，但同时受限于本地区的市场规模，即：
[0055][0056]
其中，kg表示售电公司扩散率；表示售电公司每时收益；表示售电公司每时成本；ng表示售电公司规模；ng表示市场规模；
[0057]
售电公司规模受到售电公司扩张率与初始规模的影响，即：
[0058]
ng＝integ(kg,n
g0
)
[0059]
其中，n
g0
表示售电公司初始规模。
[0060]
本发明具有如下有益效果：
[0061]
本发明通过建立售电公司系统动力学扩散模型，有利于明确售电公司的扩散依据；通过建立售电公司系统动力学成本模型，有利于明确售电公司在推行的新商业模式中内部新能源运维以及折扣成本和外部中长期以及额外购电的影响因素，相比于传统模式，在初期成本相近，但在中后期本发明所提出的商业模式大大降低了售电公司的每日成本，最后能够维持在原来的30％。
[0062]
本发明通过建立售电公司系统动力学收益模型，有利于梳理售电公司通过在用户中推行新商业模式所获得的新能源发电的建造收益、政府补贴收益、剩余电量参与调峰收益以及售电收益等，相比于传统模式，在初期收益相近，但在中后期本发明所提出的商业模式大大提升了售电公司的每日收益，能够提高至原来的10倍。
[0063]
本发明有利于对新能源资源的整合利用，有助于提高用户侧资源利用率，相比于传统模式在扩散过程中呈现相对平缓的扩散趋势，本发明所提出的商业模式在前期平缓，在中期快速增加，后期由于市场饱和才使得扩散率逐渐降低为零。
附图说明
[0064]
图1为售电公司扩散趋势示意图；
[0065]
图2为售电公司扩散率趋势示意图；
[0066]
图3为安装分散风电的用户扩散趋势示意图；
[0067]
图4为安装屋顶光伏的用户扩散趋势示意图；
[0068]
图5为售电公司数量对比示意图；
[0069]
图6为售电公司每日成本对比示意图；
[0070]
图7为售电公司扩散率对比示意图；
[0071]
图8为售电公司每日收益对比示意图。
具体实施方式
[0072]
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0073]
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
[0074]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0075]
本发明所述一种基于新能源投资租赁的售电公司扩散系统，新商业模式下售电公司的扩散与成本以及收益相关，因而本发明所述售电公司扩散系统包括售电公司系统动力
学成本模型、售电公司系统动力学收益模型以及售电公司系统动力学扩散模型。
[0076]
售电公司系统动力学成本模型，包括售电公司每时初始成本、日前平均每时购电成本、额外每时购电成本、屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本、每时用户折扣成本。
[0077]
售电公司每时成本为售电公司每时初始成本、日前平均每时购电成本、额外每时购电成本、屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本、每时用户折扣成本之和，即：
[0078][0079]
其中，表示售电公司每时成本；表示每时用户折扣成本；分别表示屋顶光伏运维成本、分散风电运维成本、储能电站调峰成本；表示日前平均每时购电成本；表示额外每时购电成本；表示售电公司每时初始成本；
[0080]
由于用户参与投资屋顶光伏与分散风电，用户实际每时的用电需求量为实际用电量与新能源发电量之差，将需求值24小时累加，平均至下一天每小时的日前购电量与用户的供电量，同时计算日前平均每时购电成本，即：
[0081][0082][0083][0084][0085]
其中，表示负荷用户每时实际需求量；表示用户每日实际用电量；表示用户每日实际用电量；分别表示屋顶光伏、分散风电的发电量；表示售电公司日前购电量；λ
l
表示用电偏差因子；表示售电公司为负荷用户每时供电量；pq表示日前购电电价。
[0086]
针对额外每时购电成本，首先是由用户每日实际用电量、用户每日供电量和储能电站收集电量的偏差值决定产生额外每日购电电量，若产生额外购电量则基于实时市场电价以及电量对电价的影响系数形成额外购电成本，额外每时购电成本具体计算如下：
[0087][0088][0089]
[0090]
其中，表示负荷用户每时用电偏差值；ps表示实时电价。
[0091]
屋顶光伏运维成本由每日屋顶光伏运维成本单价、屋顶光伏发电量、线损率共同计算完成；分散风电运维成本由每日分散风电运维成本单价、分散风力发电量、线损率共同计算完成；储能电站调峰成本由每日储能电站运维成本单价、储能电站每日放电量、线损率共同计算完成；具体如下：
[0092][0093][0094][0095]
其中，表示储能电站每日放电量；分别表示每日屋顶光伏、分散风电、储能电站运维成本单价；δp表示线损率。
[0096]
每时用户折扣成本由用户每日实际用电量和用户平均折扣金额的乘积形成，具体如下：
[0097][0098]
其中，表示用户平均折扣金额，具体计算如下：
[0099][0100]ry
＝my·
ly[0101]
其中，表示用户每日基础用电量；ry表示负荷用户用电波动；my表示负荷用户满意度；ly表示负荷用户用电限制因子；
[0102]
而用户平均折扣金额又包括风电用户折扣金额和光伏用户折扣金额，具体如下：
[0103][0104]
其中，d
p
、dw分别表示屋顶光伏、分散风电折扣比重；z
p
、zw分别表示屋顶光伏用户、分散风电用户折扣金额。
[0105]
售电公司系统动力学收益模型包括售电公司每时初始收益、售电收益、新能源建造收益、清洁能源每时补贴、参与调峰每时收益，具体计算如下：
[0106]
首先，构建零售电价与屋顶光伏和分散风电用户的关系结构，其中，零售电价由分散风电、屋顶光伏以及储能电站的运维成本与售电公司利润系数形成；分别依据分散风电以及屋顶光伏的发电量与用电量之比计算分散风电用户以及屋顶光伏用户享受的电价折扣比例，通过与零售电价比较，并扣除新能源装机所产生的平均每日费用，最后生成分散风电用户以及屋顶光伏用户的装机意愿，进而确定装机扩散率。
[0107]
其次，将分散风电以及屋顶光伏的发电量扣除线损和售电公司自用电后收集于储能电站，根据清洁能源发电量获得清洁能源补贴，同时依据用户每日的增减量以及储能电站收集的电量计算新能源建造收益。再者，基于用户每日供电量、储能电站收集电量、用户每日实际用电量和额外每日供电量计算储能电站剩余电量参与调峰收益。最后，由用户每
日实际用电量和零售电价可得售电收益。
[0108]
售电公司每时收益为售电公司每时初始收益、售电收益、清洁能源每时补贴、参与调峰每时收益之和，即：
[0109][0110]
其中，表示售电公司每时收益；y
th
表示参与调峰每时收益；表示售电公司售电收益；表示清洁能源每时补贴；表示售电公司每时初始收益。
[0111]
售电公司将新能源发电与外购电满足本区域负荷用户的实际用电后所剩余的电量存储于储能电站中，根据调峰市场中不同时间段不同的调峰要求，分时间段参与调峰，即：
[0112][0113]
其中，表示负荷用户新能源发电剩余电量；αg表示售电公司自用电比例；
[0114][0115][0116][0117]
式中，表示储能电站每时充电量；表示储能电站储存电量；与分别表示储能电站充放电的最大电量；
[0118][0119][0120]
式中，p
th
表示参与调峰电量；βe表示储能电站备用比例；p
t
表示参与调峰电价。
[0121]
售电公司的售电收益为本区域内负荷用户实际用电量与零售电价之积，即：
[0122][0123]
其中，pr表示零售电价。
[0124]
售电公司通过租赁负荷用户的新能源发电设备，获取清洁能源补贴，即：
[0125][0126][0127][0128]
其中，分别表示分散风电、屋顶光伏的发电补贴；aw、a
p
分别表示分散风
电、屋顶光伏的发电奖励比例。
[0129]
售电公司系统动力学扩散模型主要考虑短期售电公司的成本与收益，同时将负荷用户的满意度作为参照，形成售电公司中期扩张模型。
[0130]
售电公司基于负荷用户中新能源发电量与其基础用电量的比值，确定对于此种电价套餐(即新能源投资租赁商业模式)的用户满意度，即：
[0131][0132]
售电公司将成本与收益之差的利润作为公司扩张的重要依据，参考用户满意度，但同时受限于本地区的市场规模，即：
[0133][0134]
其中，kg表示售电公司扩散率；ng表示售电公司规模；ng表示市场规模；
[0135]
售电公司规模受到售电公司扩张率与初始规模的影响，即：
[0136]
ng＝integ(kg,n
g0
)
[0137]
其中，n
g0
表示售电公司初始规模。
[0138]
本发明充分利用了分散风力以及屋顶光伏这两种新能源资源，形成了一种新能源投资租赁商业模式，通过电价折扣的优惠措施，挖掘用户侧潜在的绿色发电资源，调动负荷用户参与投资建设的积极性，也为售电公司开阔了新的收入来源。
[0139]
采用新型新能源投资租赁商业模式后，售电公司扩散趋势如图1所示，售电公司扩散率趋势如图2所示，安装分散风电的用户扩散趋势如图3所示，安装屋顶光伏的用户扩散趋势如图4所示。
[0140]
本发明还针对传统商业模式与新型新能源投资租赁商业模式进行了对比分析，其中售电公司数量对比如图5所示，售电公司每日成本对比如图6所示，售电公司扩散率对比如图7所示，售电公司每日收益对比如图8所示。
[0141]
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。