六位一體的孤島型微電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的新思路

作者：廣東省江門市五邑大學(xué) 成志東

摘要

多方企業(yè)合作，在一個(gè)4公里×4公里的區(qū)域里面，由金融集團(tuán)先行墊付建設(shè)資金，建設(shè)基于“孤島型光伏電站、孤島型風(fēng)電電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站、電動(dòng)汽車低成本的輪流慢充與人工換電模式、高耗能企業(yè)”的不并網(wǎng)的、六位一體的標(biāo)準(zhǔn)化孤島型微電網(wǎng)的新能源產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)的試驗(yàn)區(qū)，促進(jìn)新能源的多個(gè)產(chǎn)業(yè)共同協(xié)調(diào)地快速發(fā)展。

不并網(wǎng)，是為了隔離網(wǎng)內(nèi)的新能源應(yīng)用對(duì)大電網(wǎng)的不利影響，而且便于使用不同廠家的技術(shù)。

該區(qū)域，可以看作是一個(gè)基于孤島型微電網(wǎng)的、標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)。每個(gè)蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)，都應(yīng)該包含有：一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的電力負(fù)荷管理中心、一個(gè)孤島型的儲(chǔ)能電站、一個(gè)孤島型的光伏電站、一個(gè)孤島型的風(fēng)電電站、一個(gè)孤島型的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站、一個(gè)車輛綜合服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、一個(gè)電動(dòng)汽車的快速充電站、電動(dòng)汽車低成本的輪流慢充與人工換電模式、一個(gè)高耗能的工業(yè)企業(yè)。

其中，孤島型微電網(wǎng)的電力負(fù)荷管理中心，負(fù)責(zé)微電網(wǎng)電力的統(tǒng)一調(diào)度與管理。孤島型的儲(chǔ)能電站，負(fù)責(zé)進(jìn)行電力的儲(chǔ)能與協(xié)調(diào)。孤島型的光伏電站與風(fēng)電電站，主要作為蜂窩小區(qū)的供電電源。孤島型的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，負(fù)責(zé)微電網(wǎng)的調(diào)峰及在陰雨天的供電。車輛綜合服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，負(fù)責(zé)為電動(dòng)汽車提供“預(yù)約換電、定點(diǎn)快充、統(tǒng)一維修、汽油車臨時(shí)租賃、簡(jiǎn)易充電樁的建設(shè)與維護(hù)”五位一體的服務(wù)。低成本的輪流慢充充電樁，負(fù)責(zé)為電動(dòng)汽車提供在蜂窩服務(wù)小區(qū)的隨處慢充服務(wù)。低成本的換電模式，則主要基于“人工換電池的小推車”來(lái)實(shí)現(xiàn)。高耗能的工業(yè)企業(yè)，利用孤島型微電網(wǎng)的富余電力，一方面，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；一方面，協(xié)助大電網(wǎng)減少碳排放。

在該區(qū)域里面，先行建設(shè)蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)的試驗(yàn)區(qū)，并逐步標(biāo)準(zhǔn)化，形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然后，在全國(guó)推廣建設(shè)蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)，爭(zhēng)取電動(dòng)汽車應(yīng)用、風(fēng)電與光伏發(fā)電應(yīng)用、蓄電池儲(chǔ)能等新能源產(chǎn)業(yè)共同蓬勃發(fā)展的良好局面早日實(shí)現(xiàn)。

1、引言：

1.1當(dāng)前的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題及對(duì)策

1.1.1電動(dòng)汽車應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

（1）電動(dòng)汽車應(yīng)用過(guò)程中，出現(xiàn)了充電模式、換電模式之爭(zhēng)。

從表面上看，充電、換電之爭(zhēng)，是電動(dòng)汽車應(yīng)用模式之爭(zhēng)。從本質(zhì)上看，它其實(shí)是傳統(tǒng)的大電網(wǎng)體制與新能源的孤島型微電網(wǎng)體制之間的爭(zhēng)端。

因?yàn)殡妱?dòng)汽車是個(gè)隨機(jī)波動(dòng)的負(fù)荷。電動(dòng)汽車的充電模式，只適合于孤島型的微電網(wǎng)，并不適合于傳統(tǒng)的大電網(wǎng)。

（2）社會(huì)上的充電、換電及維修等等配套服務(wù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有跟上。

電動(dòng)汽車實(shí)際上是一項(xiàng)巨大的社會(huì)工程?，F(xiàn)在看來(lái)，技術(shù)層面已經(jīng)不是主要問(wèn)題，關(guān)鍵還是社會(huì)上的充電、換電及統(tǒng)一維修等等配套服務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有跟上。

（3）電網(wǎng)公司承建的各種充電、換電設(shè)施的建設(shè)成本普遍過(guò)高。這既加大了電網(wǎng)公司的投資風(fēng)險(xiǎn)，也打擊了電網(wǎng)公司的建設(shè)熱情，阻礙了電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)程。

（4）充電、換電的標(biāo)準(zhǔn)，深陷扯皮的泥潭，電動(dòng)汽車推廣之路舉步維艱。

1.1.2光伏發(fā)電、風(fēng)電發(fā)電應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

由于光伏發(fā)電、風(fēng)電發(fā)電具有波動(dòng)性，新能源發(fā)電并網(wǎng)會(huì)對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)造成不利影響。新能源發(fā)電并網(wǎng)，一直是個(gè)令人頭疼的大問(wèn)題，這使得光伏產(chǎn)業(yè)、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用也無(wú)法有效展開。

1.1.3蓄電池儲(chǔ)能應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

由于電動(dòng)汽車的應(yīng)用沒(méi)有發(fā)展起來(lái)，這使得基于車輛蓄電池的儲(chǔ)能電站也沒(méi)有發(fā)展起來(lái)。

1.1.4分布式的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

由于分布式的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，會(huì)對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)造成難以管理的潮流影響，會(huì)危及傳統(tǒng)大電網(wǎng)的安全，所以，電網(wǎng)公司對(duì)于分布式的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電一直不支持。這使得分布式的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電也一直發(fā)展不起來(lái)。

1.2當(dāng)前問(wèn)題的對(duì)策

1.2.1傳統(tǒng)大電網(wǎng)、電網(wǎng)公司，已經(jīng)成為了新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的障礙與絆腳石

一方面，電網(wǎng)公司忙于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的智能電網(wǎng)的改造，無(wú)暇顧及微電網(wǎng)的建設(shè)；

另一方面，電網(wǎng)公司滿足于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的豐厚收益，對(duì)于微電網(wǎng)不太重視。

種種事實(shí)證明，傳統(tǒng)大電網(wǎng)、傳統(tǒng)電網(wǎng)公司，已經(jīng)成為了新能源產(chǎn)業(yè)（光伏、風(fēng)電、蓄電池、電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)）發(fā)展的最大障礙與絆腳石。

1.2.2中石油、中石化、中海油，是建設(shè)“孤島型微電網(wǎng)”的最合適的投資主體

化石能源，正在走向枯竭。中石油、中石化、中海油，正面臨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。積極建設(shè)“孤島型微電網(wǎng)”，是中石油、中石化、中海油在未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)中的最合適的切入點(diǎn)。

1.2.3急需組建“孤島型微電網(wǎng)建設(shè)的股份合作公司”，建設(shè)孤島型微電網(wǎng)

現(xiàn)在急需組建“孤島型微電網(wǎng)建設(shè)的股份合作公司”，建設(shè)孤島型微電網(wǎng)，建設(shè)獨(dú)立的“第二張電網(wǎng)”。為整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)（包括：電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電、蓄電池儲(chǔ)能、風(fēng)電、分布式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等諸多產(chǎn)業(yè)）提供一個(gè)集群的、統(tǒng)一的發(fā)展平臺(tái)。

股份合作公司，可以考慮在4公里×4公里=16平方公里的一個(gè)區(qū)域里面，以“金融集團(tuán)先行墊付建設(shè)資金、然后逐年收回投資”的方式，建設(shè)“基于孤島型微電網(wǎng)的新能源產(chǎn)業(yè)共同集群發(fā)展的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)”的試驗(yàn)區(qū)，并逐漸標(biāo)準(zhǔn)化。

這是當(dāng)前整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)現(xiàn)實(shí)的選擇。

2、具體建設(shè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

“大學(xué)先行計(jì)劃”，即建議：在某理工大學(xué)的校園內(nèi)部，先行建設(shè)一個(gè)“基于孤島型微電網(wǎng)的新能源產(chǎn)業(yè)共同集群發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)”的試驗(yàn)區(qū)。推動(dòng)孤島型微電網(wǎng)，在理工大學(xué)校園內(nèi)的示范應(yīng)用。

具體建設(shè)內(nèi)容，如下：

（1）組建：孤島型微電網(wǎng)建設(shè)的股份合作公司。

（2）金融集團(tuán)，先行墊付建設(shè)資金，然后通過(guò)微電網(wǎng)的收益逐年收回投資；

（3）股份合作公司，負(fù)責(zé)建設(shè)孤島型微電網(wǎng)的電力負(fù)荷管理中心。

（4）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)建設(shè)一座孤島型光伏電站；

（5）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)建設(shè)一座孤島型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站；

（6）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)建設(shè)一座蓄電池儲(chǔ)能的孤島型儲(chǔ)能電站；

（7）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)建設(shè)一座快速充電站；

（8）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)，密集建設(shè)：低成本的輪流慢充充電樁（這樣可降低投資風(fēng)險(xiǎn)）；

（9）股份合作公司，負(fù)責(zé)在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)，基于“人工換電池的小推車”，建設(shè)低成本的人工換電模式（這樣可降低投資風(fēng)險(xiǎn)）；

（10）在蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)內(nèi)，建設(shè)一個(gè)“預(yù)約換電、定點(diǎn)快速充電、統(tǒng)一維修、汽油車臨時(shí)租賃、簡(jiǎn)易充電樁的建設(shè)與維護(hù)”五位一體的電動(dòng)汽車綜合服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)；

（11）建設(shè)：一個(gè)基于孤島型微電網(wǎng)的高耗能、低污染、高附加值的工業(yè)企業(yè)（如：電解銅廠、粉末冶金廠……等）；

（12）努力建設(shè)形成“基于孤島型微電網(wǎng)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)”的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3、建設(shè)“基于孤島型微電網(wǎng)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)”的重要意義

（1）建設(shè)孤島型的微電網(wǎng)，有助于隔離波動(dòng)的新能源發(fā)電、波動(dòng)的電動(dòng)汽車充電負(fù)荷，對(duì)于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的影響，從而推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用與發(fā)展；

（2）孤島型的微電網(wǎng)，可以為整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)提供一個(gè)良好的、集群的發(fā)展平臺(tái)；

（3）基于孤島型微電網(wǎng)建設(shè)的一部分高耗能企業(yè)，為傳統(tǒng)大電網(wǎng)分擔(dān)了減排壓力；

（4）建設(shè)低成本的輪流慢充充電樁、建設(shè)低成本的人工換電模式，有助于充分降低股份合作公司的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，有助于推動(dòng)電動(dòng)汽車的規(guī)模應(yīng)用，推動(dòng)基于車輛蓄電池的儲(chǔ)能電站的快速發(fā)展。

（5）有助于幫助中石油、中石化、中海油等傳統(tǒng)的化石能源公司，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

4、孤島型微電網(wǎng)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)的建設(shè)成本預(yù)算

【備注：假設(shè)，一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的面積為：4公里×4公里=16平方公里。成熟期，每平方公里有400輛電動(dòng)汽車，則一個(gè)孤島型微電網(wǎng)內(nèi)共有400×16=6400輛電動(dòng)汽車。且規(guī)定：一個(gè)孤島型微電網(wǎng)，只建一個(gè)光伏電站、一個(gè)儲(chǔ)能電站、一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站、一個(gè)快速充電站，建設(shè)大量的低成本的輪流慢充充電樁，只建設(shè)一家高耗能企業(yè)。】

4.1電動(dòng)汽車充電設(shè)施的建設(shè)成本預(yù)算

4.1.1輪流慢充的簡(jiǎn)易充電樁的建設(shè)成本

輪流慢充的簡(jiǎn)易充電樁，成本低廉，每個(gè)慢充充電停車位的平均建設(shè)成本1000元，使用壽命20年。

電動(dòng)汽車應(yīng)用的成熟期，每平方公里有400輛電動(dòng)汽車，則每平方公里的充電停車位建設(shè)費(fèi)用為：400個(gè)×1000元=40萬(wàn)元；一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)的充電停車位建設(shè)費(fèi)用為：16×40萬(wàn)元=640萬(wàn)元；

4.1.2快速充電站的建設(shè)成本

如前所述，一個(gè)孤島型微電網(wǎng)，只建一個(gè)快速充電站。

一個(gè)快速充電站，征地及建設(shè)成本1000萬(wàn)元；假設(shè)，一個(gè)快速充電站，帶有50臺(tái)快速充電機(jī)。每臺(tái)快速充電機(jī)20萬(wàn)元，則需要：20萬(wàn)元×50臺(tái)=1000萬(wàn)元。

所以，一個(gè)快速充電站的建設(shè)費(fèi)用為：1000萬(wàn)元+1000萬(wàn)元=2000萬(wàn)元。

4.1.3電動(dòng)汽車的每天的電能消耗估算

【備注：光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，等等的設(shè)計(jì)規(guī)模都與電動(dòng)汽車的每天的電能消耗總量有關(guān)系?！?/p>

假設(shè)，每輛電動(dòng)汽車每年平均行駛10000公里，則每天平均行駛30公里；每百公里消耗電能16度；則每輛電動(dòng)汽車每天平均消耗電能6度。每平方公里400輛電動(dòng)汽車，每天平均消耗電能：6度×400輛=2400度。一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)內(nèi)的6400輛電動(dòng)汽車，每天平均消耗電能：6度×6400輛=38400度。

設(shè)，每輛電動(dòng)汽車，工作電壓為375V、慢充充電電流為20A，則充電功率為375V×20A=7.5kW。基本上，每輛電動(dòng)汽車每天平均消耗的6度電能，用20A的慢充電流充電0.8小時(shí)，可以補(bǔ)充回來(lái)。

4.1.4電動(dòng)汽車的每天的輪流充電安排

電動(dòng)汽車實(shí)行輪流慢充的充電模式，通過(guò)控制輪流慢充系數(shù)，來(lái)調(diào)節(jié)瞬時(shí)充電功率。一個(gè)孤島型微電網(wǎng)內(nèi)的6400輛電動(dòng)汽車，不同輪流慢充系數(shù)下的瞬時(shí)充電功率，如下：

（1）假設(shè)6400輛電動(dòng)汽車同時(shí)慢充，則需要瞬時(shí)充電功率為6400×（375V×20A）=50MW；

（2）假設(shè)6400輛電動(dòng)汽車按照0.2（每5輛車輪流慢充）的輪流慢充系數(shù)進(jìn)行慢充，則需要瞬時(shí)充電功率為6400×（375V×20A）×0.2=10MW；

（3）假設(shè)6400輛電動(dòng)汽車按照0.1（每10輛車輪流慢充）的輪流慢充系數(shù)進(jìn)行慢充，則需要瞬時(shí)充電功率為6400×（375V×20A）×0.1=5MW；

4.2基于孤島型微電網(wǎng)的高耗能工業(yè)企業(yè)的電力消耗

假設(shè)，一個(gè)孤島型微電網(wǎng)內(nèi)，只有一家鋼化玻璃廠或只有一家電解銅廠。

如：鋼化玻璃廠。5mm厚的鋼化玻璃，平均耗電：15度/平方；每天生產(chǎn)1000平方，需要耗電15000度。

又如：電解銅廠。生產(chǎn)1噸電解銅需要耗電300度。假設(shè)，每天生產(chǎn)50噸電解銅，需要耗電300度×50噸=15000度。

【作者按語(yǔ)：為減少環(huán)境污染，可以采取“異地電解銅”的模式。

即：把可能造成污染的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行集中，先預(yù)處理，得到電解母液；然后，把電解母液運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)孤島型微電網(wǎng)內(nèi)的電解銅企業(yè)進(jìn)行電解。電解過(guò)程中產(chǎn)生的廢水廢氣廢渣，又統(tǒng)一進(jìn)行收集，收集后集中處理。這樣，可以最大程度地減少環(huán)境污染。】

4.3光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站

4.3.1光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站各自的作用

在孤島型的微電網(wǎng)里面，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，主要用于調(diào)峰；光伏發(fā)電站，主要用于發(fā)電出力；蓄電池儲(chǔ)能電站，主要用于光伏發(fā)電的儲(chǔ)能，另外也能參與動(dòng)態(tài)調(diào)峰。

其中，蓄電池儲(chǔ)能電站，建設(shè)成本較高，需要上千萬(wàn)元；光伏發(fā)電站，成本在下降，也需要上千萬(wàn)元；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，建設(shè)成本較低，百萬(wàn)元左右。

需要設(shè)計(jì)輪流慢充的充電模式，促進(jìn)有序充電，避免出現(xiàn)電力負(fù)荷高峰，以便有效地降低蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的建設(shè)規(guī)模。

4.3.2光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的設(shè)計(jì)規(guī)模

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)內(nèi)的6400輛電動(dòng)汽車，每天平均消耗電能：6度×6400輛=38400度。電解銅的企業(yè)，每天平均消耗電能：15000度。

一個(gè)孤島型微電網(wǎng)內(nèi)的一天電能消耗，總計(jì)為：（38400+15000）=53400度。

相應(yīng)地，光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能電站、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，每天需要能聯(lián)合提供：（38400+15000）度×2=100000度電。其中，1.5為儲(chǔ)能系數(shù)。

通過(guò)安排電動(dòng)汽車的輪流慢充充電（如：輪流充電系數(shù)為0.3，即：每3輛車輪流慢充），可降低三大電站的瞬時(shí)出力功率的規(guī)模，從而降低設(shè)計(jì)規(guī)模。

電網(wǎng)公司如果能夠配合，讓微電網(wǎng)使用電網(wǎng)的谷電儲(chǔ)能，設(shè)計(jì)規(guī)模還可進(jìn)一步減小。

【結(jié)論：

①一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，可以設(shè)計(jì)為：在12小時(shí)內(nèi)，光伏發(fā)電站出力25000度電、蓄電池儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能55000度電（其中，40000度電用于電動(dòng)汽車充電，15000度電用于高耗能企業(yè)生產(chǎn)）、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站調(diào)峰出力25000度電。

②在出力的瞬時(shí)功率提供的分配方面：光伏發(fā)電站提供2MW；蓄電池儲(chǔ)能電站應(yīng)能動(dòng)態(tài)地提供2MW～6MW；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站提供2MW；

③電網(wǎng)公司如果能夠配合，讓微電網(wǎng)使用電網(wǎng)的谷電儲(chǔ)能，上述設(shè)計(jì)規(guī)模還可減?。弧?/p>

4.4光伏組件的建設(shè)成本預(yù)算

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，在12小時(shí)內(nèi)，光伏發(fā)電站出力25000度電。則，光伏組件平均功率為：25000度電/12小時(shí)=2000kW=2MW；

現(xiàn)在（2013年5月）的光伏組件的市場(chǎng)報(bào)價(jià)為：4.27元/瓦，則光伏組件的建設(shè)成本為：4.27元×2MW=850萬(wàn)元；

4.5蓄電池儲(chǔ)能電站的建設(shè)成本預(yù)算

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，在12小時(shí)內(nèi)，蓄電池儲(chǔ)能電站出力55000度電。其中，40000度電，用于電動(dòng)汽車充電；15000度電，用于高耗能企業(yè)。

4.5.1電動(dòng)汽車充電需要的蓄電池單體數(shù)目的估算

每輛電動(dòng)汽車（工作電壓為375V、慢充充電電流為20A），每天平均消耗的6度電能，需要用20A的慢充電流充電0.8小時(shí)。則，每輛電動(dòng)汽車6度電需要消耗的電量為：（375V/24V）×20A×0.8小時(shí)=250AH24V；

儲(chǔ)能電站，用于電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能電量容量為：6400×250AH24V=1600000AH24V；

則蓄電池儲(chǔ)能電站，用于電動(dòng)汽車充電的儲(chǔ)能電池，需要：

1600000AH24V/400AH24V=4000個(gè)的400AH24V的鉛酸電池單體或儲(chǔ)能鋰電池單體。

4.5.2高耗能工業(yè)企業(yè)需要的蓄電池單體數(shù)目的估算

高耗能的企業(yè)，有：鋼化玻璃廠、陶瓷地磚廠、粉末冶金廠、電解銅、電解鋁等。

舉例：電解銅的企業(yè)，銅的電化當(dāng)量是1克/AH（工作電壓2V），生產(chǎn)50噸電解銅需要消耗電能容量：50000千克/（1克/AH2V）=50000000AH2V。

一個(gè)蓄電池儲(chǔ)能電站，用于高耗能企業(yè)的儲(chǔ)能電量容量（采用24V蓄電池）為：

50000000AH2V=50000000/12=4000000AH24V；

設(shè)電池儲(chǔ)能50﹪，則蓄電池儲(chǔ)能電站，用于高耗能企業(yè)的儲(chǔ)能電池，需要：

2000000AH24V/400AH24V=5000個(gè)的400AH24V的鉛酸電池單體或儲(chǔ)能鋰電池單體。

【小結(jié)：一個(gè)蓄電池儲(chǔ)能電站，需要400AH24V的蓄電池總數(shù)為：4000+5000=9000個(gè)；】

4.5.3蓄電池儲(chǔ)能電站的建設(shè)成本估算

如前所述，一個(gè)孤島型微電網(wǎng)，蓄電池儲(chǔ)能電站，需要400AH24V的蓄電池總數(shù)為：9000個(gè)。

現(xiàn)在（2013年5月）的儲(chǔ)能鉛酸電池的市場(chǎng)報(bào)價(jià)為：3000元/400AH24V；儲(chǔ)能鋰電池的市場(chǎng)報(bào)價(jià)為：10000元/400AH24V。

則：一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的蓄電池儲(chǔ)能電站（采用鉛酸電池單體）的建設(shè)成本為：9000個(gè)×3000元=2700萬(wàn)元；蓄電池儲(chǔ)能電站（采用鋰電池單體）的建設(shè)成本為：9000個(gè)×10000元=9000萬(wàn)元；

4.6燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的建設(shè)成本預(yù)算

4.6.1燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的建設(shè)成本估算

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，在12小時(shí)內(nèi)，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站出力25000度電。則，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的平均功率為：25000度電/12小時(shí)=2000kW=2MW；

現(xiàn)在（2013年5月）的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的市場(chǎng)報(bào)價(jià)為：50萬(wàn)元/MW，所以，一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的建設(shè)成本為：50萬(wàn)元/MW×2MW=100萬(wàn)元；

4.6.2燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的一年運(yùn)行成本估算

天然氣價(jià)格3元/方。消耗0.3方天然氣/度電。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站，每天發(fā)電25000度電，需要消耗天然氣0.3方×25000度=7500方，每天需要3元/方×7500方=2萬(wàn)元。一年需要消耗天然氣：2萬(wàn)元×365天=700萬(wàn)元。

4.7一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的總的建設(shè)成本

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)的建設(shè)成本，如下：

①充電設(shè)施造價(jià)為：640萬(wàn)元（慢充充電樁）+2000萬(wàn)元（快速充電站）=2640萬(wàn)元；

②光伏發(fā)電站造價(jià)為：850萬(wàn)元；

③蓄電池儲(chǔ)能電站造價(jià)為：2700萬(wàn)元（采用鉛酸電池單體），9000萬(wàn)元（采用鋰電池單體）；

④燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的成本為：100萬(wàn)元+700萬(wàn)元=800萬(wàn)元；

綜上所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)建設(shè)成本，總計(jì)為：7000～1.3億元，取平均數(shù)則為：1億元。

4.8電動(dòng)汽車的用戶每年的平均分?jǐn)傎M(fèi)用計(jì)算

如前所述，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)平均建設(shè)成本，總計(jì)為：1億元；

假設(shè)，微電網(wǎng)的各種設(shè)施折舊年限為20年。

則，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，每輛電動(dòng)汽車用戶的每年需要承擔(dān)的平均費(fèi)用為：

（1）早期（每平方公里40輛電動(dòng)汽車）：（1億元/20年）/640輛=7800元；

（2）成熟期（每平方公里400輛電動(dòng)汽車）：（1億元/20年）/6400輛=780元；

4.9孤島型微電網(wǎng)的總收益的估算

4.9.1孤島型微電網(wǎng)的收入

（1）一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的充電電費(fèi)的收益：

假設(shè)，每度電收費(fèi)1元錢。

每輛電動(dòng)汽車，每天平均消耗6度電；每輛電動(dòng)汽車一年電費(fèi)消耗：6度電/天×365天×1元/度電=2200元；一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的6400輛電動(dòng)汽車，一年的電費(fèi)收益為：6400輛×2200元/輛=1400萬(wàn)元；

（2）基于孤島型微電網(wǎng)的高耗能工業(yè)企業(yè)的收益：

如：電解銅的企業(yè)，生產(chǎn)1噸電解銅需要耗電300度，電成本300元/噸。15000度電每天可生產(chǎn)50噸電解銅。粗銅的市場(chǎng)價(jià)40000元/噸，電解銅的市場(chǎng)價(jià)50000元/噸。一年的生產(chǎn)收益為：（50000元-40000元-300元）/噸×50噸/天×365天=1.8億元；

又如：鋼化玻璃廠，5mm厚的鋼化玻璃市場(chǎng)售價(jià)：65元/平方，耗電：15度/平方；電成本：15度電×1元/度電=15元/平方，則每平方的凈利潤(rùn)：65-15=50元/平方；每天耗電15000度，可生產(chǎn)：1000平方，每天凈利潤(rùn)：50元/平方×1000平方/天=50000元/天；一年利潤(rùn)：50000元/天×365天=1800萬(wàn)元；

4.9.2孤島型微電網(wǎng)的支出

（1）一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的設(shè)施的每年折舊費(fèi)用：

一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)平均建設(shè)成本，總計(jì)為：1億元；使用壽命20年，每年折舊：9000萬(wàn)元/20年=500萬(wàn)元；

（2）一個(gè)孤島型微電網(wǎng)的職員的工資費(fèi)用：

假設(shè)，一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)，需要系統(tǒng)維護(hù)的職員100人，每人平均年薪6萬(wàn)元，則工資開銷：600萬(wàn)元；

（3）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站的天然氣消耗：每年需要700萬(wàn)元；

【結(jié)論：一個(gè)16平方公里的孤島型微電網(wǎng)的每年凈收益為：

①網(wǎng)內(nèi)只建有一個(gè)鋼化玻璃廠時(shí)，則為：1920+1800-500-600-700=1920萬(wàn)元；

②網(wǎng)內(nèi)只建有一個(gè)電解銅廠時(shí)，則為：1920+18000-500-600-700=1.8億元；】

附錄1：有關(guān)專利技術(shù)資料一覽表

（1）發(fā)明專利：《基于物聯(lián)網(wǎng)及欄桿式供電樁的電動(dòng)汽車自動(dòng)充電系統(tǒng)》；

（2）發(fā)明專利：《可避免電網(wǎng)過(guò)載的電動(dòng)汽車有序輪流充電控制系統(tǒng)》；

（3）實(shí)用新型：《一種路邊欄桿式供電樁》；

（4）實(shí)用新型：《一種車輛取電裝置》；

（5）實(shí)用新型：《一種可實(shí)現(xiàn)人工更換電池包的可調(diào)高度的換電池小推車》；

（6）實(shí)用新型：《一種電動(dòng)汽車的拖曳式電池包》；

附錄2、基于孤島型微電網(wǎng)的新能源產(chǎn)業(yè)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)示意圖

圖1基于孤島型微電網(wǎng)的新能源產(chǎn)業(yè)的蜂窩綜合服務(wù)小區(qū)的示意圖

圖2孤島型微電網(wǎng)的、電動(dòng)汽車的低成本的輪流慢充充電樁的示意圖

圖2孤島型微電網(wǎng)的、電動(dòng)汽車的低成本的人工換電池模式的示意圖