CN104794343A - 一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，包括：读取电池储能***参数；计算电池储能***的投资成本；计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值；计算电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数；计算电池储能***剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本；计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放电次数；计算电池储能***剩余寿命第一年的投资成本折旧额；计算电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本、完全充放电次数和寿命年限；判断电池储能***是否完全利用。

Description

一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法

技术领域

本发明涉及一种折旧方法，具体涉及一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法。

背景技术

在电力***中，任何元件都会产生相应的经济成本。电力企业作为营利性企业更需考虑电力***中各种设备、各类元件的成本构成。因此，电池储能***作为电力***中的一部分，在实际应用运行中，也要考虑到其相应的成本因素和投资成本。

在具体的经济活动中，设备的初始投资成本需要合理地反应到其以后的运行。而电池储能***的投资成本是一次性投资，为了在电池储能***的日前调度中体现投资成本，应将投资成本折算到每一天的成本中，并且在折算过程中考虑资金的时间价值。

时间价值是客观存在的经济范围，任何经济活动都要在特定的时空中进行，资金的价值不会一直保持不变，它与时间密切相关。如果不考虑时间价值，当计算不同时间的资金价值时，则不具备强有力的说服力。而对于当前的资金，会在使用的过程中产生利润，即使不考虑通货膨胀的因素，它也会比将来相同数量的资本更有价值。因此当投资成本折旧到具体的日前调度中时，需要考虑时间价值，将不同时间的资金数额折算到同一时间进行比较。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，充分考虑了资金的时间价值，促进了电池储能***投资初成本与整体长远经济性的和谐发展。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，所述方法包括下述步骤：

(1)读取电池储能***参数；

(2)计算电池储能***的投资成本；

(3)计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值；

(4)计算电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数；

(5)计算电池储能***剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本；

(6)计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放电次数；

(7)计算电池储能***剩余寿命第一年的投资成本折旧额；

(8)计算电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本、完全充放电次数和寿命年限；

(9)判断电池储能***是否完全利用。

优选的，所述电池储能***参数包括，额定功率、容量、功率成本系数和容量成本系数。

优选的，所述步骤(2)中电池储能***的投资成本为：

C_IN,total＝K_INPP_max+K_INCC_S

其中，K_INP为电池储能***输入、输出的峰值功率的成本系数；K_INC为电池储能***容量的成本系数；P_max为电池储能***对外功率的最大值；C_S为电池储能***容量。

优选的，所述步骤(3)中计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值为：

$C_{\mathrm{IN},A}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·P_A(i,n)=(K_{\mathrm{INP}}{P}_{\max }+K_{\mathrm{INC}}{C}_S)\frac{i{(1+i)}^n}{{(1+i)}^n-1}$

其中，p_A(i,n)为资金回收系数，i为年利率，n为电池储能***的剩余寿命。

优选的，所述步骤(4)中，将电池储能***剩余的完全充放电次数平摊到电池储能***的剩余寿命周期，获得在剩余寿命周期内，电池储能***平均每年的完全充放电次数：

m＝[M/n]

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，[]为向正无穷大方向取整，n为电池储能***的剩余寿命。

优选的，所述步骤(5)中，根据电池储能***剩余寿命周期成本的等年值C_IN,A和电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数m，计算电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本为：

C_IN,δ＝C_IN,A/m。

优选的，所述步骤(6)中，计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数：

m₀＝Q_year,dis/C_S

其中，Q_year,dis为电池储能***一年的放电量，C_S为电池储能***的额定容量。

进一步地，所述步骤(7)中，计算电池储能***在剩余寿命第一年的投资成本折旧额：

C_IN,year＝m₀·C_IN,δ

其中，m₀为电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数；C_IN,δ为电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电投资成本。

优选的，所述步骤(8)中，所述电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本：

$C_{\mathrm{IN},F_1}=C_{\mathrm{IN},F}-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·{(1+i)}^n{-C}_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}$

其中，C_IN,F为电池储能***投资成本的将来值；

所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数：

$M_1=M-{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{N_{\mathrm{year},1}}{c}_j$

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，N_year,1表示一年，c_j为第j次折旧的成本；

根据电池储能***的剩余寿命n,获得所述电池储能***剩余寿命第一年后的寿命年限：

n₁＝n-1。

进一步地，所述步骤(9)包括，如果所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数和寿命年限，两者其一变为0，则该电池储能***被完全利用，并退出运行；否则转至步骤(2)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过对目标函数进行调整，有效地解决了不同物理意义、不同量纲的目标函数无法加权相加的问题。通过在削峰填谷评价的目标函数和储能成本的目标函数之间设置不同的权重系数，求解出不同状态下的解，即电池储能***各时段的充放电功率，以根据需要采用不同的充放电调度策略。该方法充分考虑了资金的时间价值，促进了电池储能***投资初成本与整体长远经济性的和谐发展。

附图说明

图1为本发明的一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，电池储能***主要由电池组、PCS、控制装置和变压器组成，而这些设备投入时所产生的成本也就构成了电池储能***的投资成本，即购买、装设设备的资金，如储能电池、储能元件需要装设与电网相连的PCS和监控***等。其中PCS和监控***决定了电池储能***输出及输入功率的大小，因此电池储能***的一部分成本与其输入和输出的功率大小相关，这部分可称为功率投资成本。储能电池的容量大小决定了整个电池储能***的另一部分成本，称为能量投资成本。

电池储能***的投资成本是一次性投资，为了在电池储能***的日前调度中体现投资成本，需要将投资成本折算到每一天的成本中，在折算过程中需要考虑资金的时间价值。时间价值是客观存在的经济范围，任何经济活动，都需要在特定的时空中进行的，如果不考虑时间价值，计算不同时间的资金价值就不能得到有说服力的结果。资金的价值不会一直保持不变，它与时间密切相关。对于当前的资金，即使不考虑通货膨胀的因素，由于它会在使用的过程中产生利润，也会比将来相同数量的资本更有价值，故需要将不同时间的资金数额折算到同一时间进行比较。在本专利中，需要考虑时间价值。

所述方法包括下述步骤：

(1)读取电池储能***参数；所述电池储能***参数包括，额定功率、容量、功率成本系数和容量成本系数。

(2)计算电池储能***的投资成本；所述步骤(2)中电池储能***的投资成本为：

C_IN,total＝K_INPP_max+K_INCC_S

其中，K_INP为电池储能***输入、输出的峰值功率的成本系数；K_INC为电池储能***容量的成本系数；P_max为电池储能***对外功率的最大值；C_S为电池储能***容量。

(3)计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值；所述步骤(3)中计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值为：

$C_{\mathrm{IN},A}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·P_A(i,n)=(K_{\mathrm{INP}}{P}_{\max }+K_{\mathrm{INC}}{C}_S)\frac{i{(1+i)}^n}{{(1+i)}^n-1}$

其中，p_A(i,n)为资金回收系数，i为年利率，n为电池储能***的剩余寿命。

(4)计算电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数；所述步骤(4)中，将电池储能***剩余的完全充放电次数平摊到电池储能***的剩余寿命周期，获得在剩余寿命周期内，电池储能***平均每年的完全充放电次数：

m＝[M/n]

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，[]为向正无穷大方向取整，n为电池储能***的剩余寿命。

(5)计算电池储能***剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本；所述步骤(5)中，根据电池储能***剩余寿命周期成本的等年值C_IN,A和电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数m，计算电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本为：

C_IN,δ＝C_IN,A/m。

(6)计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放电次数；所述步骤(6)中，计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数：

m₀＝Q_year,dis/C_S

其中，Q_year,dis为电池储能***一年的放电量，C_S为电池储能***的额定容量。

(7)计算电池储能***剩余寿命第一年的投资成本折旧额；进一步地，所述步骤(7)中，计算电池储能***在剩余寿命第一年的投资成本折旧额：

C_IN,year＝m₀·C_IN,δ

其中，m₀为电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数；C_IN,δ为电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电投资成本。

(8)计算电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本、完全充放电次数和寿命年限；所述步骤(8)中，所述电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本：

$C_{\mathrm{IN},F_1}=C_{\mathrm{IN},F}-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·{(1+i)}^n-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}$

其中，C_IN,F为电池储能***投资成本的将来值；

所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数：

$M_1=M-{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{N_{\mathrm{year},1}}{c}_j$

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，N_year,1表示一年，c_j为第j次折旧的成本；

根据电池储能***的剩余寿命n,获得所述电池储能***剩余寿命第一年后的寿命年限：

n₁＝n-1。

(9)判断电池储能***是否完全利用。所述步骤(9)包括，如果所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数和寿命年限，两者其一变为0，则该电池储能***被完全利用，并退出运行；否则转至步骤(2)。

实施例：电池储能***的投资成本主要与电池储能***的功率和容量相关，投资成本的计算公式如下：

C_IN,total＝K_INPP_max+K_INCC_S         (1)

式中K_INP——与电池储能***输入、输出的峰值功率相关的成本系数(kW/元)；

K_INC——与电池储能***容量相关的成本系数(kWh/元)；

P_max——电池储能***对外功率的最大值(由于充电时对外功率为负，因此取其绝对值)(kW)；

C_S——电池储能***容量(kWh)。

假设电池储能***的寿命是n年，则电池储能***的初始投资成本转化为等年值的投资成本为：

$C_{\mathrm{IN},A}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·\mathrm{Ap}(i,n)=(K_{\mathrm{INP}}{P}_{\max }+K_{\mathrm{INC}}{C}_S)\frac{i{(1+i)}^n}{{(1+i)}^n-1}---\left(2\right)$

其中，i为年利率；p_A(i,n)表示资金回收系数，表示已知现值P(发生在第一年初)和n个等年值A之间的等效关系。

将电池储能***剩余的完全充放电功率的次数平摊到剩余的电池储能***寿命周期。一年的完全充放电次数计算如下：

m＝[M/n]         (3)

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电的次数；[]为向正无穷大方向取整。

计算电池储能***在剩余的寿命周期的第一年中，一次完全充放的投资成本。

该年内完全充放一次的成本C_IN,δ计算如下：

C_IN,δ＝C_IN,A/m       (4)

计算电池储能***在这一年折算的完全充放次数。

m₀＝Q_year,dis/C_S      (5)

其中，Q_year,dis表示电池储能***在一年内的放电电量，C_S表示电池储能***的额定容量。

计算电池储能***在第一年的投资成本折旧额。

投资成本折旧额计算如下：

C_IN,year＝m₀·C_IN,δ          (6)

计算剩余的电池储能***投资成本、完全充放电次数和寿命年限。

剩余的电池储能***投资成本：

$C_{\mathrm{IN},F_1}=C_{\mathrm{IN},F}-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·{(1+i)}^n-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}---\left(7\right)$

其中，C_IN,F为电池储能***投资成本的将来值。

剩余的电池储能***完全充放电次数：

$M_1=M-{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{N_{\mathrm{year},1}}{c}_j---\left(8\right)$

剩余的电池储能***寿命年限：

n₁＝n-1(9)

计算得到、M₁、n₁后，与式(2)类似，再次计算第二年的等年值，而计算第二年折算的完全操作次数时，按式(3)到式(5)即可，最后根据式(6)计算该年度的全年折旧额，并根据式(7)、式(8)和式(9)计算电池储能***的剩余价值、剩余完全充放次数和剩余寿命周期，即可再进行到第三年的电池储能***投资成本折旧计算中，依次类推，直到电池储能***的投资成本折旧完成或寿命周期结束，即可将电池储能***退出运行。具体的流程如图1所示。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)读取电池储能***参数；

(2)计算电池储能***的投资成本；

(3)计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值；

(4)计算电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数；

(5)计算电池储能***剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本；

(6)计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放电次数；

(7)计算电池储能***剩余寿命第一年的投资成本折旧额；

(8)计算电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本、完全充放电次数和寿命年限；

(9)判断电池储能***是否完全利用。

2.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述电池储能***参数包括，额定功率、容量、功率成本系数和容量成本系数。

3.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(2)中电池储能***的投资成本为：

C_IN,total＝K_INPP_max+K_INCC_S

其中，K_INP为电池储能***输入、输出的峰值功率的成本系数；K_INC为电池储能***容量的成本系数；P_max为电池储能***对外功率的最大值；C_S为电池储能***容量。

4.如权利要求1-3任一所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(3)中计算电池储能***剩余寿命周期成本的等年值为：

$C_{\mathrm{IN},A}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·P_A(i,n)=(K_{\mathrm{INP}}{P}_{\max }+K_{\mathrm{INC}}{C}_S)\frac{i{(1+i)}^n}{{(1+i)}^n-1}$

其中，p_A(i,n)为资金回收系数，i为年利率，n为电池储能***的剩余寿命。

5.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将电池储能***剩余的完全充放电次数平摊到电池储能***的剩余寿命周期，获得在剩余寿命周期内，电池储能***平均每年的完全充放电次数：

m＝[M/n]

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，[]为向正无穷大方向取整，n为电池储能***的剩余寿命。

6.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(5)中，根据电池储能***剩余寿命周期成本的等年值C_IN,A和电池储能***剩余寿命平均每年的完全充放电次数m，计算电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电的投资成本为：

C_IN,δ＝C_IN,A/m。

7.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(6)中，计算电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数：

m₀＝Q_year,dis/C_S

其中，Q_year,dis为电池储能***一年的放电量，C_S为电池储能***的额定容量。

8.如权利要求7所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(7)中，计算电池储能***在剩余寿命第一年的投资成本折旧额：

C_IN,year＝m₀·C_IN,δ

其中，m₀为电池储能***剩余寿命第一年的完全充放次数；C_IN,δ为电池储能***在剩余寿命第一年的一次完全充放电投资成本。

9.如权利要求1所述的电池储能***成本全寿命周期内的折旧方法，其特征在于：所述步骤(8)中，所述电池储能***剩余寿命第一年后的投资成本：

$C_{\mathrm{IN},F_1}=C_{\mathrm{IN},F}-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}=C_{\mathrm{IN},\mathrm{total}}\·{(1+i)}^n-C_{\mathrm{IN},\mathrm{year}}$

其中，C_IN,F为电池储能***投资成本的将来值；

所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数：

$M_1=M-{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{N_{\mathrm{year},1}}{c}_j$

其中，M为电池储能***剩余的完全充放电次数，N_year,1表示一年，c_j为第j次折旧的成本；

根据电池储能***的剩余寿命n,获得所述电池储能***剩余寿命第一年后的寿命年限：

n₁＝n-1。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤(9)包括，如果所述电池储能***剩余寿命第一年后的完全充放电次数和寿命年限，两者其一变为0，则该电池储能***被完全利用，并退出运行；否则转至步骤(2)。