Ecosizing — 用户手册

1. 简介

Ecosizing 是一款智能微电网规划与运行仿真平台，帮助能源工程师与项目开发方设计最优的可再生能源系统，实现全生命周期经济收益最大化。

1.1 Ecosizing 的作用

Ecosizing 解决微电网组件在 设计模式（Design Mode） 下最优配置这一复杂问题——包括光伏系统与储能系统。它回答以下关键问题：应当安装哪些设备？需要多少容量？哪种运行策略能够在保障可靠供电的同时实现收益最大化？

此外，Ecosizing 还提供 运行模式（Operation Mode），用于评估已给定容量配置的经济表现。当您已经明确具体的设备方案（来自前期研究、厂商建议或现有装置），需要评估其财务可行性、对比不同设计方案或在投资前验证第三方建议时，该模式尤为适用。

1.2 核心能力

设计优化：

• Ecosizing 将容量优化问题构建为混合整数线性规划（MILP）模型，涵盖完整的经济因素——包括资本投资、融资方案（贷款、PPA）、设备衰减、税费、运维成本与残值。关键在于优化过程基于全年高分辨率时序数据（平年 8760 小时、闰年 8784 小时）进行经济收益评估，确保容量决策真实反映全年的季节性变化、日负荷特征与光照资源情况。该全时序建模方式——而非简化均值或典型日——确保在实际运行工况下实现净现值（NPV）最大化。
• 设计模式支持灵活的优化策略：用户可选择同时优化所有设备容量，也可以固定某些组件容量（例如设定光伏容量为既定值）再优化其余组件（如储能容量）。这使得场景分析、分期扩容规划以及特定设计约束评估成为可能。

运行仿真：

• 在优化设计的基础上，Ecosizing 按年进行全生命周期运行仿真。对每一年均按小时或亚小时级进行调度仿真，考虑设备老化、性能衰减、储能更换、储能补电以及经济条件变化，给出真实的系统行为与经济表现预测。

财务分析：

• Ecosizing 计算全面的财务指标，包括净现值（NPV）、内部收益率（IRR）、自有资本金 IRR、平准化度电成本（LCOE）、投资回收期以及逐年现金流明细。支持多种投资模式（自投资与 PPA）、多种贷款情形与税务设置，遵循行业标准的财务建模做法。

设计报告：（即将推出）

1.3 Ecosizing 为何可靠

与启发式或纯仿真工具不同，Ecosizing 使用成熟的数学优化求解器（CBC、Gurobi）求得可证明的最优解。MILP 建模保证结果 唯一、最优、可解释——不依赖随机初值或近似算法。该数学严谨性确保所给出的设计方案在给定约束下真正实现经济价值最大化。

1.4 您将获得

• 最优设备容量： 每类组件（光伏组件、电池、逆变器）的精确数量与容量。
• 运行策略： 逐小时或亚小时的运行计划，展示能量流向、充放电策略、与电网的交互、储能 SOC 变化。
• 财务预测： 详尽的现金流量表、盈利能力指标与敏感性分析。
• 专业报告： 含图表、表格与经济分析的可导出设计报告（测试中）。

1.5 典型应用场景

• 离网可再生微电网：偏远社区、工业现场、矿山项目等。
• 并网光储系统：商业建筑、工商业园区。
• 光伏+储能（恒功率）系统：适用于 PPA 场景。

Ecosizing 面向能源咨询公司、项目开发商、电力运营商与科研单位，助力进行严谨、数据驱动的微电网设计。

2. 系统要求

• 浏览器：最新版 Chrome
• 网络：稳定的互联网连接

3. 快速开始

1. 第一步：填写 项目，选择 运行模式（设计模式：优化设备容量；运行模式：评估给定容量）与 场景。
2. 第二步：配置 财务（贷款、税费）。
3. 第三步：配置 技术组合（光伏系统-AC 侧、光伏系统-DC 侧、储能系统、电网）。
4. 第四步：配置 负荷（负荷曲线）。
5. 第五步：配置 常规机组（如适用）。
6. 启动仿真。
7. 查看结果：投资方案、运行策略、关键指标、现金流、设计报告。

4. 界面导览（按页面）

• 在浏览器中输入 www.ecosizing.com 访问 Ecosizing。
• 随时点击右上角的 📖 按钮可打开用户手册。

4.1 身份认证与会话

Ecosizing 提供完整的认证体系：用户注册、登录、邮箱验证与密码找回。会话管理确保长时间优化任务期间您的工作内容得到保留。

注册

• 访问方式：登录页面点击"创建账户"或直接访问 www.ecosizing.com/en/auth/register。
• 字段：
  • 用户名：必填。
  • 邮箱：必填，用于接收验证邮件。
  • 全名：选填。
  • 密码 与 确认密码：必填；支持显示/隐藏切换。
  • 安全问题 与 答案：建议填写，用于账户恢复。
• 流程：
  1. 填写必填字段并点击"创建账户"。
  2. 系统将发送验证邮件；页面展示验证状态与邮箱。
  3. 如未收到，点击"重发验证邮件"；验证后返回登录页。
• 提示：
  • 请保持验证页面打开以便在需要时点击重发按钮。
  • 可通过语言切换按钮在中/英之间切换。
• 示例：
• 

登录

• 访问方式：前往 www.ecosizing.com/en/auth/login 或从首页点击"登录"。
• 字段：
  • 邮箱或用户名：输入已注册的邮箱或用户名。
  • 密码：账户密码（支持显示/隐藏切换）。
  • 记住我：可选，跨浏览器会话保持登录。
• 操作：
  • 点击"登录"进入账户。
  • "忘记密码？" 链接用于密码找回。
  • "创建账户" 链接用于新账户注册。
• 会话：认证通过后会话保持有效。在长时间运行的优化任务中，系统会自动续期以避免超时。

4.2 开始使用：两种项目配置方式

登录后，点击 + 新建方案 创建优化任务，您可以通过以下两种方式之一搭建项目：

方式一：导入 JSON 配置（快速开始）

• 适用人群：已有配置文件、需要批量处理或复现以往研究的用户。
• 点击左侧边栏的 下载示例 下载 JSON 文件以供探索。
• 点击左侧边栏的 导入配置 导入预先配置好的 JSON 文件。
• 选择包含完整项目配置的 JSON 文件。
• 系统自动填充所有部分：项目信息、财务与各组件参数。
• 检查并修改：导入后，可进入任一分节按需调整参数。导入的配置只是起点，并非不可更改。
• 确认配置无误后，点击 开始计算 开始优化。
• 优势：配置速度快，项目间一致性好，便于团队共享，导入后仍可灵活编辑。
• 注意：
  • JSON 顶层键必须包含：project、finance、inverter、pv、battery、grid、genset、load。
  • 当某组件的 included 为 true 时，其必填字段必须齐全（参见 4.3 节）。
  • 若某组件不在项目中，对应键值可从 JSON 中省略。
  • 时序数组必须为数值，且长度需与 time_resolution 一致：60 分钟步长为 8760/8784 点，30 分钟步长为 17520/17568 点，15 分钟步长为 35040/35136 点。
  • 特例：电网相关的买电价格、并网状态时序、分时需量时序允许以较粗粒度输入（如仿真步长15分钟时可上传逐小时数据），系统将自动扩展到仿真步长。

方式二：手动配置（逐步）

• 适用人群：新用户、定制项目或希望完全掌控每个参数者。
• 按左侧导航依次配置：
  1. 项目配置：项目名称、运行模式、仿真步长、场景、货币、位置。
  2. 财务参数：项目期、折现率、贷款选项、税率。
  3. 技术组合：光伏、储能、逆变器、电网接入。
  4. 负荷参数：按等级（1/2/3）上传或录入负荷数据。
  5. 常规机组：燃料类型、容量、发电成本、最小出力、二氧化碳排放因子（如场景包含）。
• 界面将实时校验输入，高亮任何缺失或无效字段。
• 所有必填字段完成后，点击 开始计算。
• 优势：信息透明度高，便于理解每个参数，支持深度定制。
• 注意：
  • 带星号（*）的字段为必填项，必须填写后方可运行仿真。
  • 常规机组独立于其他技术配置，因为它们通常由用电方独立采购或现场已有。其运行与维护由用户自行负责。本工具不优化机组容量，也不在经济分析中计入其投资成本。

两种方式的切换：

• 可以先用方式一（导入JSON）再手动修改个别参数。
• 手动配置完成后，可点击左侧边栏的 导出JSON 将配置保存为 JSON 备份或后续使用。
• 运行前建议：点击左侧边栏的 导出JSON 将配置保存在本地，这样可以：
  • 以后无需重新录入即可重跑相同配置。
  • 将完整配置分享给同事或客户。
  • 通过导入并修改 JSON 建立多个对比版本。
  • 留存每次优化所使用的参数记录。
• 导出的 JSON 文件可以随时再次导入以恢复完整配置。

4.3 配置参数参考

• 注意：
  • 带星号（*）的字段为必填项；其他字段为选填。
  • 所有价格和金额均为含税价格（含增值税，如适用）。

4.3.1 项目配置

• 字段位于左侧导航 "Ecosize → 项目配置"。
• 必填字段：
  • 项目名称
  • 运行模式：规划仿真 或 运行仿真
    • 规划仿真：优化各项技术容量，然后进行全生命周期运行仿真并分析优化方案的经济表现。
    • 运行仿真：针对已给定容量进行全生命周期运行仿真并分析预设方案的经济表现。
  • 场景：选择与项目相匹配的系统拓扑。支持四种场景：
    • 储能+电网 (battery-grid)：仅并网储能、无光伏。适用于纯套利、削峰填谷或用电需量管理。所需：储能、电网、负荷。
    • 光伏+储能（恒功率） (pv-battery-constant-power)：离网光储系统，优化输出为恒功率曲线。适用于负荷平稳的偏远站点。所需：光伏、逆变器、储能、负荷。
    • 光伏+储能+电网 (pv-battery-grid)：并网光储系统。收益来源包括自发自用、分时套利、上网收益与需量电费节省。所需：光伏、逆变器、储能、电网、负荷。
    • 光伏+储能+常规机组 (pv-battery-genset)：离网微电网，配备光伏、储能与柴油/燃气机组备用。优化器在保证供电可靠性的前提下最小化燃料成本。所需：光伏、逆变器、储能、常规机组、负荷。
  • 货币：CNY、USD 或 EUR
  • 仿真步长：运行仿真的时间粒度，可选 60 分钟（小时级）、30 分钟或 15 分钟。它决定全年时序输入的长度，以及运行计划图表和导出调度数据的时间间隔。
  • 经度：-180 至 180（东经为正、西经为负）
  • 纬度：-90 至 90（北半球为正、南半球为负）
  • 海拔：-500 至 9000（米）

项目字段速查

• 示例：
• 

4.3.2 财务参数

• 项目寿命：≥10（年）。进行经济分析的项目全生命周期。
• 可选 项目投资：默认不限（留空）；如有上限，请输入 >0 的数值。包括自有资本金与贷款的总 CAPEX 预算上限，优化器不会超出该预算。
• 投资模式：
  • 自投资：从用电方视角评估经济表现。投资人即用电方，投入设备并通过电费节省获益。
  • PPA：从资本投资方视角评估经济表现。投资方建设并拥有系统，以购电协议（PPA）方式向终端用户售电。
• 期望年化ROI：预期年化投资回报率基准。
• 建安工程费比例：0–100（%），默认 10%。土建与安装成本相对于设备总成本的比例，附加在设备 CAPEX 之上。
• 折现率：0–100（%）。加权平均资金成本（WACC）或要求收益率，用于把未来现金流折算为现值。
• 保险费率：0–1（%）。年保险费相对于总 CAPEX 的百分比，作为 OPEX 每年计入。
• 折旧年限：0–30（年）。为税务目的的资产折旧年限；留空时默认等于项目期。
• 残值率：0–20（%）。项目期末资产残值相对于原始 CAPEX 的百分比，在最后一年作为收入回收。
• 税费设置
  • 所得税率：0–100（%）。每年按应纳税所得额计提的企业所得税率。
  • 设备增值税率：0–100（%）。设备采购的增值税率；其进项税可抵扣。
  • 服务费增值税率：0–100（%）。安装、燃料与服务费用适用的增值税率。
  • 可选 附加税率：0–100（%），默认 0。如城市维护建设税、教育费附加，按应交增值税的比例计提。
  • 可选 印花税及基金费率：0–100（%），默认 0。按收入（不含增值税）计算的税费，如印花税或水利基金。
• 贷款设置（默认不启用；如项目使用债务融资，请打开开关）
  • 贷款比例：0–100（%）。贷款金额占总 CAPEX 的比例。
  • 贷款利率：≥0（%）。名义年利率。
  • 贷款期限：1 – 项目期（年）。总还款期限。
  • 还款方式：
    • 等额本息：每期还款金额固定，前期利息占比高，后期本金占比高。
    • 等额本金：每期本金固定，初期总还款较高，之后逐年减少。
• 用低成本（默认不启用；如涉及土地成本请打开开关）
  • 面积单位：sqm（平方米）、mu（亩，1 亩 ≈ 667 平方米）或 acre（英亩）。
  • 土地成本单价：土地购置总成本（>0，按所选货币）。
  • 用地面积：土地面积（>0）。

财务字段速查

4.3.3 各类技术

每个技术组件都包含 included 字段以及 备选型号 数组（JSON 中的 lib 数组）作为设备库。当 included 为 true 时，相关字段变为必填。库中每一项包含 单位容量、单价 与 选定数量 字段。

• 光伏系统-DC 侧（光伏组件）

  • 可选 首年衰减率：0–5（%），默认 2%，首年性能衰减率。

  • 可选 年均衰减率：0–2（%），默认 0.5%，第 2 年起的年均性能衰减率。

  • 可选 日历寿命：10–30（年），默认 30 年。

  • 启用光伏时，运维成本：>0（货币/kW/年）。

  • 可选 最大光伏容量：默认不限；如需限制，输入 >0（kW），通常受限于可安装面积。留空表示无上限。

  • 备选型号：用户可从下拉列表选择光伏型号或自定义规格。自定义时需输入 单位容量（kW） 与 单价（货币/kW）。可选择一个或多个备选型号（推荐一个）。如光伏容量已确定，请勾选 指定数量 并填写 数量。

  • 光伏标幺化出力时序：全年归一化光伏出力曲线，代表单位装机容量（kWp）的出力。长度必须与 仿真步长 匹配（60 分钟 8760/8784 点，30 分钟 17520/17568 点，15 分钟 35040/35136 点），数值介于 0 到 1.5。

    • 上传 CSV：下载 CSV 模板，填写后上传；或
    • 自动生成：选择 自动生成 并点击 生成光伏标幺化出力时序。自动生成过程基于 Open-Meteo 气象数据源与 pvlib 库进行仿真，结果取 AC 侧出力（逆变器效率按 99% 计算）。

  • 注意：

  • 您可以通过勾选 指定数量 复选框来锁定光伏组件数量（如果容量已确定）。勾选后，每个型号下会出现 数量 输入框。

  • 在运行模式下，每个选中型号都必须指定 指定数量。

  • 您可以从 型号 字段的下拉列表中选择光伏组件型号和规格。

  • 光伏标幺化出力时序 表示单位装机容量（kW）在所选仿真步长下的全年发电量。可通过 CSV 导入（参考 CSV 模板）或使用 自动生成 功能。

  光伏（DC）字段速查

  字段	JSON 路径	单位	取值范围/默认值	必填条件	说明
  启用	pv.included	布尔	—	始终	组件启停开关。
  指定数量	pv.given_selected_number	布尔	—	始终	为 true 时，lib[].selected_number 视为固定输入；运行模式下必须为 true。
  首年衰减率	pv.decay_rate[0]	%	0 – 5（默认 2）	可选	首年光伏性能下降。
  年均衰减率	pv.decay_rate[1]	%	0 – 2（默认 0.5）	可选	第 2 年起年均衰减率。
  日历寿命	pv.calendar_life	年	10 – 30（默认 30）	可选	光伏组件物理寿命。
  运维成本	pv.operation_and_maintenance_cost	货币/kW/年	> 0	启用光伏时	单位装机容量年度运维成本。
  光伏最大容量	pv.capacity_max_kw	kW	> 0 或空	可选	总光伏容量上限；空=不限。
  组件容量	pv.lib[].unit_capacity	kW	> 0	启用光伏时	光伏组件单位容量。
  单价	pv.lib[].unit_price_per_kw	货币/kW	> 0	启用光伏时	该型号单位 CAPEX。
  选定数量	pv.lib[].selected_number	台	≥ 0，整数	指定数量或运行模式时	该型号的安装台数。
  光伏单位时序	pv.pv_unit_ts	kW/kWp	长度需匹配 project.time_resolution，0 – 1.5	启用光伏时	单位 kWp 在所选仿真步长下的归一化出力。

• 光伏系统-AC 侧（逆变器）

  • 可选 过载比率：100–150（%），默认 100%，逆变器过载能力。

  • 可选 最大光逆比：100 – 1000（%），光伏 DC 容量与逆变器 AC 容量比值上限。

  • 运维成本：≥0（货币/kW/年）。

  • 备选型号：用户可从下拉列表选择逆变器型号或自定义规格。自定义时需输入 单台容量（kW） 与 单价（货币/kW）。可选择一个或多个备选型号（推荐一个）。如容量已定，勾选 指定各型号数量 并填写 选定数量。

  • 注意：

  • 逆变器必须与光伏同时启用或同时关闭。

  • 您可以通过勾选 指定数量 复选框来锁定逆变器数量（如果容量已确定）。勾选后，每个型号下会出现 数量 输入框。

  • 在运行模式下，每个选中型号都必须指定 指定数量。

  逆变器字段速查

  字段	JSON 路径	单位	取值范围/默认值	必填条件	说明
  启用	inverter.included	布尔	—	必须与 pv.included 一致	AC 侧光伏系统启停开关。
  过载倍数	inverter.overload_ratio	%	100 – 150（默认 100）	可选	短时过载能力。
  光伏/逆变器容配比	inverter.pv_inverter_ratio	%	100 – 1000	可选	DC/AC 容配比上限（例如 120 表示 1.2）。
  运维成本	inverter.operation_and_maintenance_cost	货币/kW/年	≥ 0	启用逆变器时	单位装机容量年度运维成本。
  单机容量	inverter.lib[].unit_capacity	kW	> 0	启用逆变器时	单台逆变器额定容量。
  单价	inverter.lib[].unit_price_per_kw	货币/kW	> 0	启用逆变器时	该型号单位 CAPEX。
  指定数量	inverter.lib[].selected_number	台	≥ 0，整数	指定数量或运行模式时	该型号的安装台数。

• AC-DC 一体化储能系统（BESS）

  • 可选 日历寿命：10–30（年），默认 20 年，储能日历寿命。
  • 可选 循环寿命：2000–10000（次），默认 8000 次，完整充放电循环次数。
  • 启用储能时，运维成本：≥0（货币/kWh/年）。
  • 备选型号：用户可从下拉列表选择储能型号或自定义规格。自定义时需输入 单机容量（kWh）、PCS 容量（kW）、单价（货币/kWh） 与 C 率。可选择一个或多个备选型号（推荐一个）。如容量已定，勾选 指定各型号数量 并填写 选定数量。
    • 注意：在运行模式下，每个选中型号都必须指定 选定数量。
  • 高级设置：展开以配置用于精细调整储能性能与运行约束的参数。
  • 可选 最大光伏/储能容量比：0-3，默认 2，光伏容量与 PCS 容量比值上限。该参数考虑储能构网需求以保障光储系统稳定性。
    • 注意：仅当需要构网时（离网场景）生效。
  • 可选 充电效率、放电效率：85–98（%），单程充/放电效率。
  • 可选 初始 SOC：0-100（%）。SOC 下限：0-30（%）。SOC 上限：70-100（%）。
    • 注意：初始 SOC 必须介于 SOC 下限 与 SOC 上限 之间。
  • 可选 初始健康状态（SOH）：80–100（%）。SOH 值用于设计优化阶段计算典型年的可用容量。在全生命周期运行仿真中，储能将被恢复为新电池状态（100%）。并网场景建议 SOH 设为 85-90%；离网场景建议 SOH 设为 90-95% 并启用 考虑容量补充。
  • 可选 PCS 容量裕度：10–50（%），默认 20%，PCS 预留功率比例。例如 10 MW PCS 若裕度为 20%，正常运行最大功率为 8 MW，保留 2 MW 作为备用。
    • 为什么重要：PCS 容量裕度可防止功率转换系统持续以 100% 额定负载运行，从而延长设备寿命并为瞬态事件留出余量。在 离网/构网场景 中尤为重要，因为储能必须能够吸收突发的负荷阶跃或光伏波动而不跳闸。对于纯并网项目，较低的裕度（如 10–15%）通常是可接受的。
    • 提示：如果您的项目需要构网（离网或弱电网场景），请保持该值在 20% 或以上。对于纯跟网应用，10–15% 通常就足够了。
  • 允许电网充电：仅在投资模式为 PPA 且包含电网组件时显示。启用后允许储能从电网购电充电。
  • 可选 套利阈值：{currency}/kWh，默认 CNY: 0.5 / USD: 0.07 / EUR: 0.06。峰谷套利的最低电价差阈值。仅当峰谷电价差大于该阈值时，储能才执行套利充放电。仅在有电网的场景下显示。
  • 考虑储能更换：默认关闭。是否在项目生命周期内考虑储能日历寿命或循环寿命到期后的更换。
  • 更换 SOH 阈值：50–90（%），触发储能更换的 SOH 阈值。
  • 考虑容量补充：默认关闭。是否通过新增储能容量来抵消衰减以恢复可用容量。由于电池随时间衰减，用户可能需要补充退化容量以维持设计容量，尤其在离网场景下强烈建议启用。
  • 容量补充阈值：50–95（%），触发容量补充的 SOH 阈值（留空时默认等于初始 SOH）。

  储能（BESS）字段速查

  字段	JSON 路径	单位	取值范围/默认值	必填条件	说明
  启用	battery.included	布尔	—	始终	储能系统启停开关。
  指定数量	battery.given_selected_number	布尔	—	始终	将 selected_number 视为固定输入；运行模式下必须为 true。
  需要构网	battery.require_grid_forming	布尔	—	可选	启用构网约束（主要用于离网）。
  允许电网充电	battery.allow_grid_charge	布尔	默认关闭	可选	允许储能从电网充电。仅电网+PPA 模式下显示。

| 套利阈值 | battery.arbitrage_threshold | {currency}/kWh | ≥0（默认 CNY:0.5/USD:0.07/EUR:0.06） | 可选 | 峰谷套利最低电价差阈值。仅电网场景显示。 | | 最大光储比 | battery.pv_2_batt_ratio_max | 倍数 | 0 – 3（默认 2） | 可选 | 构网时光伏对 PCS 容量的上限倍数。 | | 日历寿命 | battery.calendar_life | 年 | 10 – 30（默认 20） | 可选 | 物理使用寿命。 | | 循环寿命 | battery.cycle_life | 次 | 2000 – 10000（默认 8000） | 可选 | 寿命终止前的等效完整循环次数。 | | 充电效率 | battery.eta_charge | % | 85 – 98（默认 95） | 可选 | 单程充电效率。 | | 放电效率 | battery.eta_discharge | % | 85 – 98（默认 95） | 可选 | 单程放电效率。 | | 健康状态（SOH） | battery.soh | % | 80 – 100（默认 95） | 可选 | 初始健康状态，用于设计阶段可用容量计算。 | | 初始 SOC | battery.soc_init | % | 0 – 100（默认 95） | 可选 | 必须在 soc_min 与 soc_max 之间。 | | 放电截止SOC | battery.soc_min | % | 0 – 30（默认 5） | 可选 | 放电截止下限。 | | 充电截止SOC | battery.soc_max | % | 70 – 100（默认 95） | 可选 | 充电截止上限。 | | PCS备用比率 | battery.pcs_capacity_margin | % | 0 – 50（默认 0） | 可选 | PCS 预留功率比例。 | | 运维成本 | battery.operation_and_maintenance_cost | 货币/kWh/年 | ≥ 0 | 启用储能时 | 单位容量年度运维成本。 | | 单机容量 | battery.lib[].unit_capacity | kWh | > 0 | 启用储能时 | 单个储能单元容量。 | | 单价 | battery.lib[].unit_price_per_kwh | 货币/kWh | > 0 | 启用储能时 | 单位 CAPEX。 | | 放电倍率 | battery.lib[].c_rate | C | > 0 | 启用储能时 | 最大充放电倍率（相对于容量）。 | | 额定功率 | battery.lib[].pcs_capacity | kW | > 0 | 启用储能时 | 该型号 PCS 额定功率。 | | 数量 | battery.lib[].selected_number | 台 | ≥ 0，整数 | 指定数量或运行模式时 | 该型号安装数量。 | | 考虑电池更换 | battery.consider_replacement | 布尔 | 默认 false | 始终 | 是否将寿命末期更换计入 CAPEX。 | | 更换阈值 | battery.replacement_soh_threshold | % | 50 – 90 | 启用更换时 | 触发更换的 SOH 阈值。 | | 考虑补电 | battery.consider_capacity_augmentation | 布尔 | 默认 false | 始终 | 以补电代替整体更换。 | | 补电阈值 | battery.capacity_augmentation_threshold | % | 50 – 95 | 启用容量补充时 | 触发补电的 SOH 阈值（默认等于初始 SOH）。 |

• 电网（电网接入）

  • 可选 包含STS（静态切换开关 / 并离网切换柜）：
    • 是什么：STS 是一种电力电子开关，可在并网与孤岛（离网）模式之间实现无缝、亚周期级切换。对于需要以下能力的项目至关重要：
      • 构网能力：当微电网在孤岛运行期间需要建立自己的电压和频率参考时。
      • 弱电网支持：当公用电网不可靠（频繁停电、电压跌落、频率偏差），系统必须平滑断开和重连而不中断负荷时。
      • 电网扰动期间的快速切换：STS 检测电网故障并在毫秒内隔离微电网，防止设备损坏和供电中断。
    • 何时填写：仅当项目实际包含静态切换开关或并离网切换柜时。如果没有此设备，请保持此部分禁用。
    • STS 型号（kW）：并离网开关型号，可自定义。
    • STS 容量（kW）：连接微电网与公用电网的切换开关额定容量。启用 STS 时必须 > 0。
    • STS 价格（货币）：STS/切换柜的设备成本。如果 STS 是项目的投资项，请填写此项。
    • [截图：STS 配置部分占位]
  • 可选 电网投资：≥0（货币）。一次性电网接入/升级投资（例如升压变、线路延伸）。
  • 可选 运维成本：≥0（货币/年），电网接入设施的年运维成本。
  • 可选 最大馈网容量：≥0（kW），默认 0。系统向电网反送的最大功率。大于 0 时必须填写 上网电价。
  • 最大下网容量：≥0（kW），从电网下网的最大功率。
  • 可选 上网电价：≥0（货币/kWh），向电网反送电力时的售电价格。若 最大上网容量 > 0 则必填。
  • 考虑需量收益：在经济评估中考虑需量管理收益。
  • 需量计费类型：电网基本电费的计费方式。选项：
    • 无：不计需量电费。
    • 按月：按每月峰值功率（通常取月内最大 15 分钟平均功率）计费。填写 需量费（按月）。
    • 按年：按年度内最大峰值功率计费。填写 需量费（按年）。
  • 可选 碳排因子：默认 0.55 kg CO₂/kWh，用于计算电网购电的碳排放。
  • 买电价格：按所选仿真步长提供的购电电价时序。下载 CSV 模板填写并上传。可仅填写第 0 年（列索引 0）让所有年份沿用；也可逐年提供以模拟电价上涨。允许以较粗粒度输入（如小时级数据用于15分钟仿真），系统会自动扩展到仿真步长。
  • 可选 并网状态时序：0/1 二值时序（1 = 可用，0 = 不可用）。允许以较粗粒度输入，系统会自动扩展。用于建模计划检修、滚动拉闸或限电时段。
  • 可选 分时需量时序：按所选仿真步长提供的电网可用容量（kW）。允许以较粗粒度输入，系统会自动扩展。用于建模某些时段电网限制下网最大容量的场景（时段性限电）。
  • 注意：光伏、负荷等非电网时序数组长度必须严格匹配 仿真步长。电网相关的买电价格、并网状态时序、分时需量时序允许以较粗粒度输入（如15分钟仿真可上传小时级数据），系统会自动扩展：1小时→4×15分钟，1小时→2×30分钟，30分钟→2×15分钟。
  • 示例：
  • 

  电网字段速查

  字段	JSON 路径	单位	取值范围/默认值	必填条件	说明
  启用	grid.included	布尔	—	始终	是否启用电网接入。
  电网投资	grid.grid_investment	货币	≥ 0（默认 0）	可选	一次性电网升级 CAPEX。
  运维成本	grid.operation_and_maintenance_cost	货币/年	≥ 0（默认 0）	可选	年度电网运维成本。
  最大下网容量	grid.max_import_capacity_kw	kW	≥ 0	启用电网时	从电网下网的最大功率。
  最大上网容量	grid.max_export_capacity_kw	kW	≥ 0（默认 0）	可选	向电网反送最大功率；>0 时必须填写 上网电价。
  上网电价	grid.feed_in_tariff_per_kwh	货币/kWh	≥ 0	max_export_capacity_kw > 0 时	反送每度电的收入。
  需量类型	grid.demand_type	枚举	none | monthly | yearly	可选	需量电费计费方式。
  需量费（按月）	grid.demand_charge_per_kw_per_month	货币/kW/月	≥ 0	demand_type = monthly 时	月度峰值需量电价。
  需量费（按年）	grid.demand_charge_per_kw_per_year	货币/kW/年	≥ 0	demand_type = yearly 时	年度峰值需量电价。
  买电价格	grid.purchase_price_per_kwh	dict[年→数组]	数组长度可匹配仿真步长或以较粗粒度提供，≥ 0	启用电网时	所选仿真步长下的购电电价，可逐年提供。允许较粗粒度（如小时级→15分钟），系统自动扩展。
  并网状态时序	grid.grid_connect_schedule	0/1	长度可匹配仿真步长或以较粗粒度提供	可选	1 = 电网可用，0 = 停电。允许较粗粒度，系统自动扩展。
  分时需量时序	grid.tou_demand_schedule	kW	长度可匹配仿真步长或以较粗粒度提供，≥ 0	可选	时段性下网容量限制。允许较粗粒度，系统自动扩展。
  碳排因子	grid.carbon_dioxide_emission_factor	kg/kWh	0 – 2（默认 0.55）	可选	电网碳排强度。
  STS 容量	grid.sts.capacity	kW	> 0	启用 STS 时	并离网切换开关额定容量。
  STS 总价	grid.sts.price	货币	≥ 0	启用 STS 时	切换开关 CAPEX。

4.3.4 负荷（用电需求）

• 年保障供电小时数：0–8784。每年对一级负荷与二级负荷的最少保障供电小时数。例如 8000 小时表示一级和二级负荷的年累计供电量为 (8000 / 8760) ×（一级负荷 + 二级负荷）。在离网场景下这是决定储能与机组容量的关键可靠性约束。

• 可选 绿电比例：0–100（%）。来自光伏+储能的最低绿电占比。留空则无此约束。

• 可选 自备机组供电电价：0–1000（货币/kWh）。当没有输入其他供电成本时，用于经济评估的基准电力成本。该字段仅在自投资且既无电网也无机组的场景下可见；否则隐藏不适用。

• PPA 定价（当 投资模式 为 PPA 时显示）：

  • PPA 定价模式：终端电价结构，有三种模式：

    • 固定价格：统一单价。
      • 年保底供电量（kWh/年）：每年承诺的最低供电量。
      • PPA 价格（货币/kWh）：所有供电统一单价。
      • 供电不足罚款（货币/kWh）：低于保障量的每 kWh 罚款。
    • 阶梯价格：在容量阈值上下阶梯计价。
      • 年保底供电量（kWh/年）：每年保障供电量阈值。
      • PPA 价格（货币/kWh）：保障量以内的电价。
      • 超额供电价格（货币/kWh）：显著超过阈值部分的电价。
      • 供电不足罚款（货币/kWh）：低于保障量的罚款。
    • 分时价格：按一天内的时段变价。
      • 年保底供电量（kWh/年）：年度保障电量。
      • 供电不足罚款（货币/kWh）：低于保障量的罚款。
      • 分时PPA价格时序：按所选仿真步长提供的电价数组（货币/kWh）。用于直接导入全年 PPA 电价序列。
      • 按电网电价折扣：项目年→折扣因子（%）的映射。例如 {"1": 100, "5": 95, "10": 90} 表示第 1 年全价、第 5 年起 95 折、第 10 年起 90 折。用于基于电网购电价格进行折扣定价（仅并网场景可用，需导入电网购电价格序列），填写每个电价阶梯的折扣百分比。
      • 注意：TOU PPA 定价支持两种方式：（1）直接导入全年 PPA 电价序列（按电网电价折扣）；（2）基于电网购电价格进行折扣（仅并网场景可用，需要电网购电价格数据），通过 电价折扣 填写每个电价阶梯的折扣因子。

  • 可选 年度 PPA 折扣：每年的折扣因子列表（0–100，%）。例如 [100, 98, 96] 表示每年递减 2%。

• 负荷等级——至少需启用一个：

  • 一级负荷（关键/刚性）：最高优先级，必须始终满足。未满足即视为供电失败。
  • 二级负荷（可中断）：一般优先级，能量紧张时可被削减（中断或降低功率）。
  • 三级负荷（柔性）：一般优先级，具备上调与下调能力，可在设定范围内灵活调整。

• 每个等级需填写：

  • 负荷时序（load_ts）：按所选仿真步长提供的负荷曲线（kW），长度必须匹配 仿真步长。

• 三级负荷附加字段：

  • 上限比例（%）：100–200，相对基线允许的峰值比例（例如 120 表示最多为基线的 120%）。
  • 下限比例（%）：0–100，允许的底线比例（例如 80 表示不得低于基线的 80%）。
  • 运行率：0–100（%），柔性负荷整体运行率约束。
  • 可选 恒功率时段：必须保持恒功率（不可削减/上浮）的小时索引列表（0–23）。

负荷字段速查

4.3.5 常规机组 / 发电机组 （场景：pv-battery-genset）

• 燃料类型：发电机使用的燃料。选项：diesel（柴油）、gasoline（汽油）、natural_gas（天然气）、biodiesel（生物柴油）、coal（煤）、oil（重油）。
• 装机容量（kW）：机组铭牌装机总功率。同时也是机组出力的上限，优化器不会超出该值。
• 最小出力（kW）：机组运行时的最小出力（避免低负荷低效运行）。
• 单位发电成本：≥0（货币/kWh），机组发电的全口径可变成本，含燃料与耗材。提示：可按 燃料消耗率 [L/kWh] × 燃料价格 [货币/L] 计算。以货币为准的上限为 5 CNY/kWh 或 0.5 USD/EUR 每 kWh。
• 可选 机组价格：≥0（货币），机组资本成本。若机组为既有资产且不计入新投资，填 0。
• 可选 运维成本：≥0（货币/年），除单位发电成本外的固定年度运维成本。
• 碳排因子（kg CO₂/kWh）：用于计算机组发电的碳排放。典型值：柴油约 0.65–0.70，天然气约 0.45–0.55。
• 注意：机组容量不是优化决策变量——优化器只决定机组出力调度，而不决定容量。请填入实际已装机或计划装机的机组容量。

常规机组字段速查

4.4 启动优化

1. 校验所有分节；修复标红错误。
2. 点击 开始计算 开始优化。
3. 进度面板将显示：
   • 当前阶段（初始化 → 设计优化 → 运行仿真 → 财务计算）
   • 进度百分比
   • 已耗时
4. 提示：如不慎关闭进度面板，可点击页面左下角的 查看上次任务状态 按钮重新打开，以实时监控运行任务。
5. 如中断（浏览器关闭、网络异常），返回页面后点击 查看上次任务状态 查看或恢复任务，已完成的计算会被保留。

4.5 结果与报告

• 方案摘要：优化后的各组件容量、型号选择（如适用）。
• 关键指标：经济指标（NPV、IRR、回收期）、可靠性。
• 财务表：逐年现金流、运维成本、残值。
• 运行计划：全生命周期运行策略、容量衰减。
• 可视化：图表与场景组件。
• 导出：现金流表、运行计划、格式化设计报告（即将推出）。

4.6 结果字段对照

4.6.1 经济指标

4.6.2 现金流条目

4.6.3 净现成本（自投资模式）

4.6.4 运行计划列

运行计划 CSV 中的时序列；行间隔跟随所选 仿真步长：

4.6.5 设备与系统标签

5. 示例

Ecosizing 在 examples/ 目录下提供了若干完整配置示例。可作为新项目的起点，通过 导入配置 按钮上传 JSON。

5.1 最小演示

• 配置：examples/demo-pv-battery-genset.json
• pv-battery-genset 场景的可运行示例。

5.2 典型参数初值

项目尚未完成详细勘测时，可使用下列初值作为优化起点：

• finance.project_life = 25、finance.discount_rate = 8、finance.construction_rate = 10、finance.insurance_rate = 0.25、finance.salvage_ratio = 5。
• pv.decay_rate = [2, 0.5]、pv.calendar_life = 30、pv.operation_and_maintenance_cost ≈ 0.04（USD/kW/年）或 0.3（CNY/kW/年）。
• battery.calendar_life = 20、battery.cycle_life = 8000、battery.eta_charge = battery.eta_discharge = 95、battery.soh = 95、battery.pcs_capacity_margin = 20。
• genset.production_cost_per_kwh = 柴油价格（货币/L）× 油耗（L/kWh），偏远地区典型值 0.20 – 0.35 USD/kWh。

6. 数据分析

PPA 电价分析工具可帮助找到保本 PPA 电价或评估给定 PPA 电价的盈利能力。

1. 前往 查看结果 页。
2. 点击 PPA 电价分析 标签。
3. 选择 PPA 电价模式（fixed、step 或 tou）并输入相关价格参数。
4. 点击 计算 得到指定 PPA 电价下的财务指标（NPV、IRR、回收期）。
5. 迭代使用，找到达成目标 IRR 所需的最低 PPA 电价。

7. 故障排查与常见问题

7.1 校验与数据格式

• 当某组件 included 为 true 时，相关必填字段必须填写。
• 时序必须为数值且非空。
• 运行模式下，所有设备的 选定数量 都必须指定。
• 检查 CSV 表头与单位，与 public/templates/ 下模板一致。
• purchase_price_per_kwh 的键必须从 0 开始的连续整数。
• 时序数组长度必须与 仿真步长 匹配：60 分钟为 8760/8784，30 分钟为 17520/17568，15 分钟为 35040/35136。

7.2 常见问题

• "Supply hours not met" 警告：降低要求的供电小时数、增加机组容量，或加大储能/光伏容量。
• 任务卡在 "Design Optimization"：检查是否存在无解约束（例如投资预算过低、供电时数相对给定组件过高）。
• 逆变器/光伏一致性错误：光伏与逆变器必须同时启用或同时关闭。
• 上网电价缺失：grid.max_export_capacity_kw > 0 时必须设置 grid.feed_in_tariff_per_kwh。
• 时序校验错误：确保所有数组长度与 仿真步长 匹配（60 分钟：8760/8784；30 分钟：17520/17568；15 分钟：35040/35136）。检查是否存在非数字字符、空单元格或不正确的列格式。
• "光伏最大容量过低"——优化器无法放置足够的光伏以满足负荷需求。增加 pv.capacity_max_kw 或留空以取消限制。
• "储能容量不足以构网"——在离网场景下，PCS 容量必须足够大以应对峰值负荷并满足光伏/储能容量比约束。增加储能 PCS 容量或放宽 battery.pv_2_batt_ratio_max。
• 贷款期限超过项目期——finance.loan.loan_period 必须 ≤ finance.project_life。
• SOH 与补电阈值不匹配——当启用 考虑容量补充 时，容量补充阈值 通常应与初始 初始健康状态（SOH） 值匹配或接近。

7.3 如何判断使用哪个场景

快速决策指南：

典型关键词到场景的映射：

• "矿山"、"矿区"、"偏远"、"柴油"、"孤岛"、"无电网" → pv-battery-genset（若负荷非常平稳可用 pv-battery-constant-power）。
• "工商业"、"工厂"、"商业"、"峰谷套利"、"需量电费"、"上网" → pv-battery-grid。
• "纯储能"、"套利"、"无光伏" → battery-grid。

7.4 材料清单核查（运行前最少输入）

任何项目：

• 已选择 场景。
• 位置：longitude、latitude、altitude。
• 至少一个等级的负荷 load_ts，长度与 仿真步长 匹配。
• 财务基础：project_life、discount_rate、invest_mode。

按场景追加：

• battery-grid：储能 lib、grid.purchase_price_per_kwh、grid.max_import_capacity_kw。
• pv-battery-constant-power：光伏 lib + pv_unit_ts、逆变器 lib、储能 lib、三级负荷 operating_rate 与 constant_power_hours。
• pv-battery-grid：光伏 lib + pv_unit_ts、逆变器 lib、储能 lib、grid.purchase_price_per_kwh、如有上网则需 feed_in_tariff、如有需量则需 demand_type 相关参数。
• pv-battery-genset：光伏 lib + pv_unit_ts、逆变器 lib、储能 lib、机组 fuel_type + production_cost_per_kwh + genset_capacity、supply_hours_per_year。

8. 术语表

• BESS（电池储能系统）：电池 + 功率转换系统构成的储能系统整体。
• BMS（电池管理系统）：监控并保护电池单体/模组的电子系统。
• 日历寿命（Calendar Life）：设备必须更换前的物理使用寿命（年），独立于使用循环次数。与循环寿命（充放电磨损）不同。光伏组件、逆变器、充电桩、电池各有自己的日历寿命。
• CAPEX（资本支出）：设备与建设的期初投资成本。
• C-Rate（倍率）：以电池容量为基准表示的充放电功率倍数。100 kWh 电池在 0.5C 下意味着 50 kW 的充/放电功率。
• 弃光（Curtailment）：当系统无法吸收或反送能量时主动减少光伏出力。
• C&I（工商业）：中大型、营业时间相对固定的商业/工业用户。
• 循环寿命（Cycle Life）：电池达到寿命终止前的等效完整充放电循环次数。8000 次循环寿命、每天一次完整循环的电池，仅从循环角度可持续约 22 年（日历寿命可能更早限制）。
• 自有资本金 IRR（Equity IRR）：仅基于自有资本金现金流（扣减债务偿付后）计算的 IRR，体现业主自有资本的回报。
• Genset（发电机组）：通常为柴油机组，具调度能力的热力备用，具有燃料成本与运维成本。
• GFM（构网）：逆变器/PCS 主动建立电压与频率参考的控制方式，支持离网或孤岛运行而无需外部电网参考。与跟网 GFL 相对。
• GFL（跟网）：逆变器/PCS 同步到现有电网电压与频率的控制方式。用于公用电网提供参考的并网系统。
• IRR（内部收益率）：使 NPV = 0 的折现率。IRR 越高表示投资越有吸引力。
• LCOE（平准化度电成本，货币/kWh）：全生命周期总成本除以生命周期总供电量。LCOE 越低，电力越便宜。
• LP / MILP（线性规划 / 混合整数线性规划）：数学优化框架。MILP 可同时处理离散（如设备整数台数）与连续决策变量。
• NPC（净现成本）：全生命周期折现成本合计；自投资模式下用作目标函数（越小越优）。
• NPV（净现值）：折现后的未来现金流减去期初投资。NPV > 0 表示创造价值。
• OPEX（运营支出）：持续年度成本（运维、保险、燃料等）。
• O&M（运维成本）：单位装机容量的年度运维支出。
• PCS（功率转换系统）：连接电池直流母线与交流电网/负荷的双向变流器。
• PCS 容量裕度（PCS Capacity Reserve）：PCS 额定功率中保留为余量的比例（不用于正常调度）。防止持续 100% 负载运行，延长设备寿命，为瞬态事件提供缓冲。在构网/离网场景中尤为重要。例如 10 MW PCS 预留 20% 裕度，则可用 8 MW，保留 2 MW。
• PPA（购电协议）：项目业主在约定电价（PPA 电价）下向买方售电的合同。
• PV（光伏）：将太阳辐射转化为直流电的光伏组件。
• SOC（荷电状态，%）：电池当前电量占额定容量的比例。
• SOH（健康状态，%）：相对于新电池的剩余容量，随循环与日历老化而下降。
• STS（静态切换开关）：一种电力电子开关（也称并离网切换柜），可在并网与孤岛模式之间实现无缝、亚周期级切换。对于需要构网、弱电网支持或电网扰动期间快速孤岛的项目至关重要。参见第 4.3.3 节 → 电网。
• TOU（分时电价）：不同时段电价不同的电价结构（例如峰/平/谷）。