Il Prezzo Elettrico Più Alto Non È Sempre il Momento Migliore per Scaricare
L'arbitraggio in base all'uso utilizza un BESS C&I per caricare quando l'elettricità è relativamente economica e scaricare quando l'elettricità di rete è più costosa. Ma il solo differenziale tariffario non determina il valore. Le perdite di andata e ritorno, lo stato di carica della batteria, la potenza di carica e scarica, il degrado, le spese per la domanda, la produzione solare e la riserva di backup influenzano tutti la decisione di dispatch. In pratica, l'EMS può deliberatamente mantenere la batteria inattiva durante un periodo tariffario costoso se si prevede un picco di domanda di valore superiore in seguito.
NREL modella lo stoccaggio di batterie commerciali con sia potenza che capacità energetica e include esplicitamente l'efficienza di andata e ritorno e le assunzioni di ciclo nel suo quadro di prestazioni ed economico.
Il modo più semplice per comprendere l'arbitraggio è seguire un'industria attraverso una giornata lavorativa.
01:00 — Arriva Elettricità Economica
Supponiamo questa tariffa illustrativa:
| Periodo | Prezzo dell'elettricità |
|---|---|
| 00:00–06:00 | $0,08/kWh |
| 06:00–16:00 | $0,13/kWh |
| 16:00–21:00 | $0,22/kWh |
| 21:00–24:00 | $0,12/kWh |
L'industria ha unBESS di classe 500kWh.
Alle 01:00, lo stato di carica della batteria è al 25%.
Il comando ovvio è:
Carica.
Ma quanto?
Se si prevede che il PV sul tetto di domani produca un surplus energetico sostanziale, caricare la batteria al 100% durante la notte potrebbe sprecare un'opportunità di carica gratuita a mezzogiorno.
Se non esiste PV e la batteria affronterà un lungo picco serale, un obiettivo notturno più alto potrebbe avere senso.
Quindi l'EMS ha bisogno di più di un orologio.
Ha bisogno di un obiettivo di stato di carica basato sul prossimo dovere previsto.
05:30 — Abbiamo Finito di Caricare in Tempo?
Supponiamo che l'EMS voglia aggiungere300kWhprima che si chiuda la finestra di off-peak.
Ci sono cinque ore disponibili.
Ignorando le perdite per un primo controllo:
300kWh ÷ 5h = 60kW
La batteria ha quindi bisogno di circa 60kW di potenza media di carica dal lato della batteria prima di considerare le effettive perdite del percorso di carica e le limitazioni operative.
Se il PCS può caricare solo a 50kW, la strategia tariffaria è fisicamente impossibile così com'è scritta.
Una batteria più grande non risolve quel problema.
Il progetto ha bisogno di abbastanzakW per spostare i kWh richiesti all'interno della finestra tariffaria.
Questa è una delle ragioni per cui la potenza del PCS appartiene a un modello di arbitraggio fin dall'inizio.
11:30 — Il Sole Cambia il Valore dell'Energia Immagazzinata
La produzione è in corso e il fotovoltaico sul tetto ora supera la domanda dell'impianto di 80 kW.
Il BESS ha spazio disponibile.
L'EMS ha ora diverse opzioni:
caricare da surplus di fotovoltaico
esportare il surplus
ridurre il fotovoltaico se necessario
o mantenere la capacità della batteria per un altro scopo.
La decisione giusta dipende dal valore di esportazione del sito e dai prezzi dell'elettricità successivi.
Se il solare esportato guadagna poco mentre l'elettricità della rete serale costa $0,22/kWh, immagazzinare il surplus potrebbe essere attraente.
Se la compensazione per l'esportazione è forte, il calcolo cambia.
L'energia immagazzinata aggiunge valore economico solo quando il costo evitato dell'acquisto in punta supera le perdite di andata e ritorno, il degrado della batteria e altri costi associati all'immagazzinamento e al rilascio di quell'energia.
16:00 — La Tariffa Sale a $0.22/kWh
Ora appare l'opportunità classica di arbitraggio.
Supponiamo che il BESS fornisca200 kWhdurante il periodo costoso.
Per un esempio semplificato, utilizza:
Prezzo di carica in off-peak = $0,08/kWh
Prezzo dell'elettricità in punta = $0,22/kWh
Efficienza di andata e ritorno = 90%
Per fornire 200 kWh in seguito, il sistema avrebbe bisogno di circa:
200 ÷ 0,90 = 222,2 kWh
di energia di carica secondo questa assunzione di efficienza semplificata.
Costo di ricarica:
222,2 × $0,08 ≈ $17,78
Valore di 200 kWh di acquisto di picco della rete evitato:
200 × $0,22 = $44,00
Valore illustrativo lordo di arbitraggio:
$44,00 − $17,78 = $26,22
Questo è il valore di questo spostamento semplificato del prezzo dell'energia prima di considerare altri costi del progetto o usi concorrenti della batteria.
Non è $28.
Semplicemente moltiplicando:
200 × ($0,22 − $0,08)
ignorerà l'energia di carica extra richiesta a causa delle perdite.
17:30 — L'EMS Rifiuta di Scaricare
Il prezzo dell'elettricità è ancora alto.
Eppure l'EMS tiene la batteria.
Perché?
Alle 18:00, si prevede che diverse linee di produzione si sovrappongano.
L'impianto paga una tariffa di domanda basata sul suo picco di fatturazione.
Se un arbitraggio aggressivo alle 16:00 lascia un SoC insufficiente per ridurre l'evento di domanda delle 18:00, la fabbrica potrebbe risparmiare qualche dollaro sull'energia e perdere molto di più sulle tariffe di domanda.
La batteria non può spendere gli stessi kWh immagazzinati due volte.
Quindi l'EMS può preservare:
100–150kWh
per il picco di domanda previsto.
È qui che un semplice programma tariffario diventa una strategia di dispatch.
Per un progetto Ruibit/Dawnice C&I, chiederei quindi se ci si aspetta che il sistema esegua:
solo arbitraggio energetico
o
arbitraggio + riduzione del picco + spostamento PV + backup
prima di decidere quanta energia utilizzabile può effettivamente essere assegnata a ciascun lavoro.
18:05 — L'Abbattimento dei Picchi Ha Priorità
La domanda della fabbrica raggiunge:
680kW
La domanda target della rete del sito è:
550kW
Contributo BESS richiesto:
680 − 550 = 130kW
Ora il PCS deve fornire circa 130kW per la riduzione del picco.
Se il PCS è valutato solo 100kW, nessun algoritmo EMS può farlo fornire 130kW continuamente oltre la sua capacità consentita.
Se la batteria ha solo 40kWh disponibili, potrebbe anche mancare di energia sufficiente per sostenere la riduzione per un lungo evento.
L'arbitraggio e la riduzione del picco quindi competono lungo due dimensioni:
kW del PCS
e
kWh disponibili della batteria.
La strategia di controllo deve proteggere entrambi.
21:00 — La batteria deve essere scarica?
Non necessariamente.
Supponiamo che la tariffa scenda a $0.12/kWh, ma il cliente richiede il 20% di SoC riservato per il backup.
Quella riserva non è disponibile per l'arbitraggio ordinario.
Mantenere energia inutilizzata può sembrare inefficiente in un foglio di calcolo delle entrate giornaliere.
Ma il cliente ha acquistato anche resilienza.
L'EMS deve rispettare quel requisito.
Un modello finanziario che assume che la batteria utilizzi il 100% dell'energia disponibile per l'arbitraggio mantenendo contemporaneamente una riserva di backup completa sta contando due volte l'asset.
Il differenziale tariffario necessita di un controllo del pareggio
C'è un modo utile per testare se uno spread di prezzo vale la pena esaminare.
Se il costo dell'elettricità durante le ore non di punta è:
$0.10/kWh
e l'efficienza di andata e ritorno è:
90%
allora il costo energetico necessario per fornire 1kWh più tardi è approssimativamente:
$0.10 ÷ 0.90 = $0.111/kWh
Quindi un prezzo di picco solo leggermente superiore a $0.111/kWh lascia molto poco valore lordo di arbitraggio prima di considerare degrado, consumo ausiliario, O&M o altri costi.
Lo spread deve sopravvivere alle perdite.
Questo è più utile che semplicemente chiedere:
Qual è la differenza tra i prezzi di picco e quelli non di picco?
Cosa voglio prima di modellare l'arbitraggio C&I
Per un progetto serio, richiederei:
dati di carico per intervallo
programma tariffario completo
regole sui costi di domanda
dati di generazione PV
limiti di carica/scarica del PCS
energia della batteria utilizzabile
efficienza di andata e ritorno e il suo confine di misurazione
SoC minimo e massimo
riserva di backup
limiti di ciclo attesi
priorità operative dell'EMS
Poi simulerei il dispatch reale piuttosto che assumere un ciclo di carica/scarica perfetto ogni giorno.
La metodologia di valutazione dello stoccaggio delle batterie del DOE enfatizza similmente le prestazioni misurate e i metriche di efficienza e capacità definite quando si valuta il funzionamento del BESS.
Quindi non quotare un progetto di arbitraggio solo in base alla capacità della batteria. Chiedi al fornitore di verificare la capacità energetica, la potenza del PCS, la finestra di carica, la logica di controllo e i requisiti di riserva.
L'arbitraggio è una decisione EMS, non solo un calcolo tariffario
La versione semplice dell'arbitraggio basato sul tempo d'uso è:
carica a basso costo → scarica a alto costo
Un vero sito C&I aggiunge un ulteriore livello:
C'è elettricità economica disponibile abbastanza a lungo per caricare?
Il PV fornirà energia più economica in seguito?
Quanto rimuove l'efficienza del ciclo completo dallo spread?
Sta arrivando un picco di domanda?
Quanto SoC deve rimanere per il backup?
Il PCS può spostare abbastanza potenza quando si presenta l'opportunità?
È più prezioso usare la batteria ora piuttosto che conservarla per il prossimo evento?
Quella domanda finale è dove l'EMS guadagna il suo posto.
L'elettricità più economica non è automaticamente il momento migliore per caricare, e la tariffa più alta non è automaticamente il momento migliore per scaricare. La migliore gestione è quella che assegna kW e kWh limitati della batteria al lavoro di maggior valore senza contare due volte la stessa energia immagazzinata.
Domande Frequenti
1. Come funziona l'arbitraggio a tempo di utilizzo con un BESS C&I?
Il BESS si carica quando l'elettricità è relativamente economica e si scarica durante i periodi di prezzo più alto. Il valore effettivo dipende daldifferenziale tariffario, efficienza, limiti della batteria e strategia di gestione EMS.
2. Come influisce l'efficienza del ciclo su i risparmi dell'arbitraggio BESS?
Le perdite energetiche significano che il BESS deve acquistare più energia di carica di quella che poi fornisce. Ilcosto dell'elettricità evitato durante i picchi deve superare i costi di carica, le perdite, il degrado e altri costi operativi.
3. Perché l'EMS potrebbe evitare di scaricare durante un periodo tariffario costoso?
L'EMS può preservare il SoC per unpicco di domanda di maggior valore, riserva di backup o un altro evento previstoanziché usare immediatamente la batteria per l'arbitraggio.
4. Quali dati sono necessari per valutare l'arbitraggio BESS C&I?
Usadati di carico per intervallo, orari tariffari, costi di domanda, generazione PV, limiti PCS, energia utilizzabile della batteria, efficienza del ciclo completo, limiti di SoC, riserva di backup e priorità EMS.
5. La stessa energia della batteria può essere utilizzata per arbitraggio e riduzione di picco?
Non simultaneamente. Usare energia immagazzinata per arbitraggio riduce il SoC disponibile per il successivo abbattimento dei picchi, quindi l'EMS deve dare priorità al compito di maggior valore.
