HAWKER电瓶模块化的讨论

成果与评论

本节介绍了EDL（电气化）针对本研讨中运用的各种目标的成果，即电气化模型、发电本钱、负荷和电力供应。此外，还介绍了太阳能光伏动力体系中电池备份的影响以及不同负荷条件下的LCC比较。每项剖析的成果均当即展现并评论。主要成果显现，电网扩展仅适用于高负荷需求。关于低负荷需求，混合形式的离网技能更为可行；这还取决于动力资源的可用性。研讨表明，低负荷条件下能耗本钱较高，而高负荷条件下能耗本钱较低。因而，能够选用最佳代替电气化计划。研讨表明，下降的发电本钱将支撑进步电气化浸透率。在所研讨的选项中，与电网扩展相比，装备了DG（分布式发电）的光伏被发现是一种更好的电气化代替计划。

3.1 LCC

在考虑动力体系的容量、体系改造费用和保护本钱的状况下，计算了发电的LCC和电网扩展的LCC。研讨发现，MHP发电的LCC为23.82卢比/千瓦时，MHP发电的LCC（包含15年后的改造）为35.12卢比/千瓦时，装备电池备份的PV发电的LCC为274.18卢比/千瓦时，而没有电池备份的PV发电的LCC为14.22卢比/千瓦时[34]。

3.2 电气化模型和EDL

所有电气化选项的等效柴油寿数(EDL)已被计算出来。各种电气化模型的成果在表4中以表格形式列出。为了快速比较EDL值，表中按递加次序显现了EDL。

电气化模型和EDL

序列号 .	电气化模型	EDL（千米）
	光伏+储能
	MHP
	光伏+电池
	MHP+DG
	DG

表4中的成果显现，从现有电网端点起14.24公里范围内的区域经过扩展电网完成电气化是经济的。关于超越14.24公里的区域，分散式动力接入被认为具有经济性。具体来说，关于≤14.24公里的电气化，光伏+柴油发电机（PV+DG）在经济上是有利的。此外，≤14.70公里的电网扩展比微水电（MHP）更经济，≤22.84公里的电网扩展比光伏+电池更经济，≤28.10公里的电网扩展比微水电+柴油发电机（MHP+DG）更经济，≤38.58公里的电网扩展比柴油发电机（DG）更经济。假如间隔超越计算的等效间隔线（EDL），其他混合选项如光伏+柴油发电机、微水电、光伏+电池、微水电+柴油发电机或柴油发电机将优于电网扩展。明显，在电网扩展之后，光伏+柴油发电机是离网电气化的最佳经济挑选。这一成果重申了其他研讨人员[11, 30]运用HOMER Pro模型获得的成果。重要的是，相似的混合体系已被验证为更可靠和有用的动力接入来历[47, 48]。

3.3 生本钱钱与EDL

图7展现了不同发电本钱下的EDL。在NEA发电本钱变化-60%到+60%的范围内，即7卢比/千瓦时，对EDL进行了剖析。发电本钱的增减与EDL呈现出直接且线性的联系。

Fig. 7:

变化发电本钱的等本钱发电量，0%时为7卢比/千瓦时。

 

图7显现，发电本钱的下降添加了电网扩展的间隔约束。也就是说，假如发电本钱最小化，电网扩展的间隔将会添加。假如发电本钱添加，电网扩展的间隔将会削减。由此得出，下降的发电本钱将支撑进步电气化浸透率，这与前期研讨[22]共同。图7还显现了EDL趋势如下所示：

"DG > MHP+DG > PV+电池 > MHP > PV+DG"

形式显现，DG的等效电力耗费（EDL）最高，而PV+DG的EDL最低。这意味着，假如方位超出电网扩展约束，在剖析的动力体系中，PV+DG比其他选项更适合作为电气化挑选。

3.4 负载和电力供应，以及EDL

如图8a-e所示，计算了不同负载和供电状况下的EDL。计算了每天供电6、8、10、12和14小时的EDL。从剖析中观察到两种状况（编号1和2）；编号3和4呈现特定的成果：

Fig. 8:

EDL与体系容量和每天不同的小时数电力可用性对比。(a) 每天6小时供电；(b) 每天8小时供电；(c) 每天10小时供电；(d) 每天12小时供电；(e) 每天14小时供电。

 

• (1) 在需求6、8和10小时电力供应的状况下，PV+DG的动力缺少率较低。跟着电力供应小时的添加，动力缺少率略有上升。这是由于电池备用本钱的添加和发电机的燃料本钱的添加。先前的研讨[30, 49]也得到了相似的成果。

• (2)跟着电力供应的进一步添加，MHP的动力需求量被发现更具前景，由于无需支付备用本钱。该成果或许只对有限的供电时刻有用，由于假如添加供电小时数，就需求一个备用体系。

• (3) 在每天需求6小时的供电量下，MHP+DG的等效电力耗费（EDL）最高。这意味着关于较低的供电时刻需求而言，MHP+DG是最后的挑选。当所需供电时刻较高时，发电机组应该是最后的挑选。

• (4) 在需求10小时供电的状况下，MHP+DG或PV+电池几乎同样是一种可行的电力供应计划。

此外，观察到了两种趋势，如下所述：

• (i) 跟着负载的添加，EDL 线性添加；这一成果与之前的一项研讨[46]的成果相似。

• (ii) 跟着电池或发电机组的备用时刻添加，等效电力耗费也添加了。这表明，与其他技能相比，在电气化过程中对发电机的依赖是十分贵重的。这一发现与各种其他研讨成果相符[50-52]。

在图8a-e中，表明PV+电池体系的线被观察到持续向上移动，由此能够得出结论，跟着负载的添加和所需供电小时数的添加，EDL也定时添加。

3.5 电池备份的影响

图9显现了电池备份本钱对体系总本钱的影响。该剖析针对一个光伏体系，每天供电10小时，运用寿数为20年，备用体系可支撑2.5天的自主运转，每5年需求更换一次。剖析中考虑的电池标准为12伏和150安时。

Fig. 9:

电池容量和本钱。

成果显现，电池本钱占体系总本钱的63.4%。电池本钱没有动摇，这相似于当时的状况。此外，电池本钱的添加会导致体系总本钱的添加，而电池本钱的下降则会削减体系总本钱。电池本钱的最大降幅（≤80%）对体系总能量本钱的影响最小（非线性）。这种效应归因于其他动力体系的初始本钱保持不变。

如图8a-e所示，电池备份的影响也经过EDL的添加得到了证明。图9中展现了不同（削减和添加）电池本钱下的能量本钱呈现几乎线性趋势。

3.6 负载下的LCC比较

考虑到配电线路长度、配电变压器容量以及当地的需求，发现25千伏安的变压器是合适的。这能够最小化每个变压器的配电丢失。因而，在研讨中，25千瓦被认为是每个变压器的实践负载，而其他负载如5、10、25、40、75和150千瓦则被考虑用于研讨目的，以剖析添加负载的影响。图10a显现了5、10、25、40、75和150千瓦不同负载下的总具有本钱。电网扩展5千瓦负荷的总具有本钱为每千瓦时50.84卢比，而关于相同条件下光伏+DG的总具有本钱为每千瓦时11.41卢比。

Fig. 10:

(a) 添加负载和 (b) 实践负载的 LCC 比较。

从图10a中能够得出两个结论：

• (i) 在低负荷条件下，动力本钱（LCC）较高——电网扩展的本钱要高得多。电网扩展的LCC在40千瓦以上的较高负荷时最低。

• (ii) 动力本钱（LCC）跟着负载的添加先下降到必定水平，然后保持稳定。

图10b显现了低负荷条件下的能耗较高，而高负荷时的能耗较低。总的来说，电网扩展的LCC是最经济的，但正如本研讨中观察到的那样，PV+DG是最经济的。

此外，电气化选项的LCC添加次序似乎是PV+DG、电网扩展、MHP、PV+电池、MHP+DG和DG。表5中列出了实践负载为25kW时的LCC实践值。

不同电气化计划在25千瓦实践负荷条件下的最低资本本钱

序列号 .	电气化选项	LCC（卢比/千瓦时）
	光伏+储能
	电网扩展
	MHP
	光伏+电池
	MHP+DG
	DG

4 结论

尼泊尔作为一个地形多样化的国家，包含了众多没有通电的偏远农村区域。经过运用分布式动力技能能够解决动力获取的问题，这些技能具有间隔效益和本钱效益。现在，有许多工具和技能可用于动力建模和优化。在发展中国家的状况下，易于获得和运用友爱的工具和技能或许是最佳挑选。本文从剖析建模进行了动力规划，这是最适用于发展中国家的办法之一。我们剖析了盛行的电气化选项，如MHP、MHP+DG、PV+电池、PV+DG、DG和电网扩展。成果显现，跟着电池或DG供电时刻和负荷的添加，电力供应缺口（EDL）线性添加。与其他技能相比，依赖DG进行电气化是十分贵重的。研讨得出结论，经过下降发电本钱能够添加电气化间隔。此外，由于电池本钱被发现占项目总本钱的≤63.4%，本研讨鼓励尽量削减电池的运用。

特别是，模型发现低负荷条件下的动力本钱（LCC）较高，而电网扩展的动力本钱则要高得多。一般来说，电网扩展的LCC在较高负荷条件下（即>40千瓦）最为经济，而关于研讨的地舆条件来说，PV+DG是最经济的。因而，在低负荷条件下，主张选用PV+DG或MHP。电气化选项按照PV+DG、电网扩展、MHP、PV+电池、MHP+DG和DG的次序添加了LCC。

对戈尔卡区域电力化选项的建模或许有助于政府及动力规划者为偏远区域寻找更好的代替计划。这项关于戈尔卡区域的通用研讨能够进一步实施为一个通用的低本钱动力模型，以完成低本钱的电力化。