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如何建立ERCOT電池儲(chǔ)能資產(chǎn)收入預(yù)測(cè)模型？
Modo Energy已為ERCOT開發(fā)了電池儲(chǔ)能收入預(yù)測(cè)模型。該預(yù)測(cè)模型使電池所有者、運(yùn)營商、開發(fā)商和融資方能夠了解到2050年的收入機(jī)會(huì)。
您可以自定義輸入?yún)?shù)，查看不同規(guī)模、容量、系統(tǒng)時(shí)長和位置的電池的收入預(yù)測(cè)。通過這種方式，您可以輕松地基于不同場(chǎng)景建立和比較商業(yè)案例。
那么這個(gè)模型實(shí)際上是如何運(yùn)作的呢？該預(yù)測(cè)模型有兩個(gè)主要組成部分。
首先，生產(chǎn)成本模型模擬了滿足需求的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)調(diào)度發(fā)電。它以15分鐘為顆粒度，一直延伸到2050年；其次調(diào)度模型模擬單個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行。在此過程中，它計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)的的吞吐量和循環(huán)效率。
收入模型假設(shè)至關(guān)重要——這些假設(shè)會(huì)影響電力價(jià)格（并最終產(chǎn)生電池儲(chǔ)能收入）。
什么是生產(chǎn)消費(fèi)模型？
生產(chǎn)消費(fèi)模型按技術(shù)類型和區(qū)域點(diǎn)位計(jì)算發(fā)電輸出——以確定每個(gè)區(qū)域的能源價(jià)格。與此同時(shí)，輔助服務(wù)采購進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，以最低的系統(tǒng)成本滿足所有需求——包括能源和輔助服務(wù)需求，這樣就能產(chǎn)生15分鐘間隔的能源和輔助服務(wù)價(jià)格。
生產(chǎn)消費(fèi)模型需要幾個(gè)輸入來預(yù)測(cè)全天候電價(jià)。
1) 長期需求預(yù)測(cè)
長期需求預(yù)測(cè)是模型的主要需求側(cè)輸入。長期需求預(yù)測(cè)確定了ERCOT在每個(gè)15分鐘時(shí)段內(nèi)所需的總能量。
ERCOT有自己的長期負(fù)荷預(yù)測(cè)，用于確定未來十年的預(yù)計(jì)需求。這建立在歷史經(jīng)濟(jì)和天氣數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。它按區(qū)域和需求來源（包括基礎(chǔ)負(fù)荷、靈活負(fù)荷、屋頂太陽能和電動(dòng)汽車充電）預(yù)測(cè)小時(shí)總能量需求。
在過去幾個(gè)月里，ERCOT修訂了這一預(yù)測(cè)——預(yù)計(jì)到2030年的峰值需求約為150 GW。
然而，這種需求中的大部分可能是靈活的、非傳統(tǒng)的需求。因此，在夏季ERCOT的四個(gè)同期峰值期間，它實(shí)際上可能不會(huì)對(duì)峰值需求有所貢獻(xiàn)。此外，到2030年實(shí)際可能投入運(yùn)營的發(fā)電量（基于ERCOT的發(fā)電互聯(lián)隊(duì)列）根本不支持這種水平的負(fù)荷增長。
因此，Modo的長期需求預(yù)測(cè)主要依賴于ERCOT長期負(fù)荷預(yù)測(cè)的前一版本，并將其延伸至2050年，假設(shè)年增長率。此外，ERCOT最新修訂版的長期負(fù)荷預(yù)測(cè)為Modo模型中更激進(jìn)的需求增長提供了參考。
Modo預(yù)測(cè)還包括預(yù)計(jì)的輔助服務(wù)采購要求。ERCOT發(fā)布了一個(gè)預(yù)計(jì)輔助服務(wù)要求數(shù)據(jù)集，提供了到2027年的每小時(shí)預(yù)測(cè)。Modo Energy使用最后一年數(shù)據(jù)的假設(shè)將該數(shù)據(jù)集延伸到2050年。
2) 發(fā)電容量
該模型的主要供應(yīng)側(cè)輸入是發(fā)電容量預(yù)測(cè)。這決定了ERCOT已安裝的發(fā)電量及其按技術(shù)類型的細(xì)分。Modo Energy發(fā)電容量預(yù)測(cè)是多個(gè)數(shù)據(jù)集的匯總，包括：
EIA月度電力發(fā)電機(jī)清單
ERCOT互聯(lián)隊(duì)列
美國能源信息署（EIA）2023年度能源展望（或AEO - 特別是來自低零碳技術(shù)成本情景的數(shù)據(jù)）
然而，Modo自己的研究表明，典型的發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)隊(duì)列時(shí)間線比預(yù)計(jì)的要長。因此，發(fā)電容量模型假設(shè)太陽能場(chǎng)站將花費(fèi)2倍于互聯(lián)隊(duì)列中所述的并網(wǎng)預(yù)計(jì)時(shí)間，而風(fēng)能和電池場(chǎng)址將花費(fèi)3倍的時(shí)間才能并網(wǎng)。
除了供需模型外，還有哪些因素影響預(yù)測(cè)能源生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性？
3) 停機(jī)
Modo Energy的生產(chǎn)成本模型還預(yù)測(cè)計(jì)劃維護(hù)和非計(jì)劃停機(jī)。Modo的發(fā)電停機(jī)預(yù)測(cè)基于兩個(gè)主要數(shù)據(jù)來源（均由ERCOT提供）：
60天SCED發(fā)電資源數(shù)據(jù) ：概述電廠級(jí)運(yùn)營數(shù)據(jù)
月度資源充足性展望（MORA）： 跟蹤每個(gè)發(fā)電資源的銘牌容量
Modo已將60天SCED數(shù)據(jù)中的遙測(cè)資源狀態(tài)與MORA報(bào)告中列出的銘牌容量進(jìn)行交叉引用。因此，我們可以看到每15分鐘時(shí)段的歷史停機(jī)情況，并且是基于場(chǎng)址的。然后，這些數(shù)據(jù)按技術(shù)類型匯總成過去三年每15分鐘時(shí)段的可用性百分比。這些比例停機(jī)計(jì)劃重復(fù)到2050年。
那么，這些停機(jī)如何被納入預(yù)測(cè)發(fā)電量中？
4) 容量因子
由于大型可再生能源發(fā)電（風(fēng)能和太陽能）是間歇性的，根據(jù)每個(gè)場(chǎng)址的天氣條件對(duì)這些資源的輸出進(jìn)行建模至關(guān)重要。
Modo Energy預(yù)測(cè)考慮了ERCOT中每個(gè)場(chǎng)址隨時(shí)間變化的高持續(xù)限制（HSLs）。對(duì)于給定資源，其HSL代表其最大持續(xù)功率輸出——對(duì)于被削減的太陽能或風(fēng)能資產(chǎn)而言，這意味著如果不被削減，它可以提供的輸出。
Modo Energy預(yù)測(cè)使用2022年天氣年來建立風(fēng)能和太陽能發(fā)電的15分鐘容量因子。Modo的預(yù)測(cè)將單年容量因子模型與發(fā)電容量模型相結(jié)合，預(yù)測(cè)到2050年每個(gè)地區(qū)未來的風(fēng)能和太陽能發(fā)電。
然而，這個(gè)容量因子模型不包括削減。相反，它計(jì)算每個(gè)時(shí)期的總發(fā)電潛力。此外，使用單年天氣數(shù)據(jù)提供了有用的基準(zhǔn)參考，但并未捕捉所有極端天氣情況。
5) 商品價(jià)格
最后，Modo Energy的生產(chǎn)成本模型依賴于能源商品價(jià)格假設(shè)，以適當(dāng)預(yù)測(cè)每種發(fā)電技術(shù)類型的能源生產(chǎn)成本。這決定了它們?cè)谀茉垂?yīng)中的相對(duì)位置（成本高低）——并隨后影響電價(jià)走勢(shì)。
這些能源商品價(jià)格對(duì)于模擬熱力發(fā)電資源至關(guān)重要。天然氣和煤炭的商品價(jià)格來源于2023年度能源展望（AEO）。
對(duì)于核電站，我們不對(duì)燃料或鈾的成本做任何假設(shè)。然而，預(yù)測(cè)假設(shè)它們足夠便宜，可以24/7運(yùn)行，并作為價(jià)格接受者。同樣，對(duì)于褐煤電廠，我們假設(shè)燃料成本為-5美元/MWh——以確保這些場(chǎng)址作為價(jià)格接受者。這是因?yàn)镋RCOT目前運(yùn)營的三個(gè)褐煤電廠一直這樣做。
生產(chǎn)成本模型如何為電池儲(chǔ)能收入提供信息輸入？
Modo Energy的生產(chǎn)成本模型允許預(yù)測(cè)訂閱者看到2050年前每15分鐘時(shí)段的以下輸出：
峰值需求（GW）
總能量需求（TWh）
隱含燃料成本（美元/MWh）
發(fā)電容量（GW）
按技術(shù)類型分類的發(fā)電量（TWh）
除了這些輸出外，還計(jì)算了ERCOT每個(gè)地區(qū)相同時(shí)段的能源價(jià)格（美元/MWh）。所有這些最終都輸入到Modo Energy的調(diào)度模型中。該模型根據(jù)自定義規(guī)格（如大小、系統(tǒng)時(shí)長和位置）模擬假設(shè)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)性能。
