新式储能因其超卓的调度功用、可灵敏装备、制造周期短等优势,成为构建新式动力体系的重要支撑。2021年7月,国家发改委、国家动力局印发《关于加速推进新式储能翻开的教训定见》(发改动力规〔2021〕1051号),拉开了我国新式储能快速翻开的序幕,并提出新式储能装机到2025年抵达3000万千瓦以上。2022年5月,国家发改委、国家动力局印发《关于进一步推进新式储能参加电力商场和调度运用的告知》(发改办作业〔2022〕475号),清楚新式储能可作为独立储能参加电力商场,要求以商场化为主优化储能调度运用。随之,各省区加速根究新式储能的调度运用和参加商场机制制造。
依据各省区投产和规划状况,估量2023年末我国新式储能装机规划将抵达3000万千瓦,其间大部分容量为锂离子电池电化学储能,提早2年完毕“1051号文”方针。现在,山西电网已有4座电化学独立储能电站投运,估量容量40万千瓦/65万千瓦时,已清楚接网方案的独立储能项目跨过40个,总容量跨过900万千瓦。新式储能特别是电化学储能的规划在快速增长,但其调度运用和参加商场机制尚处于根究阶段,还未构成较老到的体系。山西电力现货商场在国内最早翻开接连结算试作业,对电化学储能调度运用和参加商场机制的研讨起步较早,相关根究实践与考虑分析可为其他省区供给学习。
储能的价格构成机制
电化学储能与抽水蓄能作业特性的异同
抽水蓄能能够视作广义储能的一种,电化学储能是各类新式储能中翻开相对老到、现在商业运用最多的一类。
在参加电力体系调峰方面,电化学储能电站与抽水蓄能电站的作业特性较为类似,均为大号“充电宝”人物,两者容量有限、储能小时数有限且存在“充放电”损耗。两者存在的差异有:一是抽蓄电站容量一般能抵达百万千瓦等级,储能小时数一般可抵达4~6小时;现在,电化学储能电站容量多在30万千瓦以下,储能小时数一般在1~2小时。二是电化学储能的出力可在负额外容量至正额外容量规划内调整改动;抽蓄电站一般按单个机组进行调用,且机组抽水时一般只能以额外容量作业,发电时因机组存在振荡区,一般只能在50%左右额外容量之间作业。三是抽蓄抽发循环的发电与抽水电量之比一般在75%左右;电化学储能充放循环的放电与充电量之比一般在85%以上。此外,电化学储能有自放电现象,锂离子电池月度自放电率为2%~5%;抽蓄则存在水库蒸发问题。
在参加调频方面,电化学储能电站在正常并网状况下全天可参加一次调频和二次调频;抽蓄机组停机状况下无法参加一、二次调频,在开机状况下可参加一次调频,机组抽水状况下因固定为额外功率作业无法参加二次调频,机组发电状况下可在非振荡区规划内参加二次调频。
在电压调度和支撑、黑主张等方面,抽蓄机组开机状况下,不管抽水、发电、调相工况都具有优异的调压才调,体系缺陷扰动时能够为体系安稳供给电压支撑,并具有黑主张才调。现在,商业运营的电化学储能电站首要是跟网型储能,其正常作业时有较好的电压调度功用,但电站近区体系发生大扰动缺陷时,不能为体系安稳供给电压支撑;正在试点运用的构网型储能电站具有类似同步发电机的外部特性,其在体系缺陷扰动时,能够快速为体系供给电压支撑和惯量支撑,改进体系频率和电压安稳,并支撑孤网作业和黑主张。
抽蓄电站与电化学储能电站的价格构成机制
由上述分析可见,电化学储能电站与抽蓄电站在电力体系中的作业特性虽然有必定差异,但也有不少类似之处,而且都能发挥调峰、调频、调压等调度作用。
从制造周期、单位容量本钱和电站寿数看,抽蓄电站制造周期及电站寿数比较电化学储能都长得多,单位容量制造本钱一般要显着低一些。从价格构成机制来看,国家发改委关于《进一步完善抽水蓄能价格构成机制的定见》(发改价格〔2021〕633号)要求,自2023年起,抽蓄电站全部实施“容量+电量”的两部制电价,并对容量电价的核定机制造了详细规矩;一起,要求推进抽蓄电站持平参加中长时刻、现货及辅佐服务商场,规矩在现货商场作业区域,抽水蓄能电价和上网电价按现货商场价格结算,但上一监管周期内参加辅佐服务和现货商场收益的80%,不才一监管周期核定电站容量电价时要扣减,20%由电站同享。关于新式储能,“475号文”清楚坚持以商场化方法构成价格,加速推进独立储能参加中长时刻和现货商场,煽动参加辅佐服务商场,并提出研讨树立电网侧独立储能电站容量电价机制。此外,多个省市政府有关部门出台的文件中均提出,新动力项目可经过租借独立储能电站部分容量的方法满意其调度资源装备要求,为储能电站供给了另一种取得收益的途径。
能够看出,除容量租借外,相关文件对新式储能电站价格构成、获取收益途径的定位与抽蓄电站较为挨近,差异首要是:抽蓄电站容量电价核定机制已供认并开端实施,容量电费能够补偿其抽发生业本钱外的其他本钱及合理收益,电站可取得参加现货和辅佐服务收益的20%;而新式储能电站容量电价机制没有清楚且暂只列入了电网侧储能,除容量租借收益外,其只能经过参加电力商场生意收回本钱获取收益。现在,山东电力商场已树立发电侧容量电价机制,独立储能可与火电等惯例电源一起取得容量电费。
电化学储能参加商场和调度运用存在的问题
储能参加中长时刻商场
在现货商场作业的省区,惯例电源与用户签定较高比例的中长时刻合约对安稳商场、防控生意危险发挥了重要作用。“633号文”与“475号文”对抽蓄与新式储能均提出推进参加中长时刻生意,这在新动力占比不高、净负荷峰谷时段较为安稳的省区这是可行的;但在新动力占比高、净负荷峰谷时段改动较大的省区,抽蓄与新式储能若参加中长时刻生意,反而面对实践作业中抽水(充电)、发电(放电)时段分别与中长时刻生意的购电、售电时段不匹配的问题,尤其在现货商场中较高比例中长时刻合约差价金融结算的状况,面对更大的生意经济危险。
储能参加现货商场
在山西电力商场V13.0版规矩中,独立储能电站可按月自主选择“报量报价”或“报量不报价”方法参加现货商场。“报量报价”方法下,电站在日前自主申报充电与放电状况的量价曲线(3~10段),参加现货商场出清;“报量不报价”方法下,电站在日前自主申报次日96点(每15分钟)充放电曲线,作为商场出清的边界条件,是现货商场价格的接受者。
选用“报量不报价”方法在试作业中发现以下问题:一是由于储能电站日内要按日前申报充放电曲线作业,使电站失去了参加实时商场的时机,反之也使实时商场优化装备资源的规划受限。二是由于新动力及负荷日前猜测与实践之间的差错,或电站本身猜测禁绝、或储能电站之间的博弈,构成储能电站申报的96点(每15分钟)充放电曲线与体系日内实践调峰需求不匹配的状况。这种不匹配一方面导致调度资源的浪费,另一方面使电站收益面对较大危险,甚至呈现一些充电时段现货价格高于放电时段的状况。三是不能反映储能电站的作业本钱。作为价格接受者,即使充电时段现货价格低于放电时段,价差也不用定能掩盖电站充放电损耗和作业保护的边沿本钱。四是“报量不报价”容量较大时,会影响现货商场分时价格走势,而且大容量储能具有潜在的行使商场力的才调。由于现货商场中火电申报的量价曲线的末段一般存在斜率猛增部分,较大容量储能电站申报的充放电功率和时段发生改动时,将显着影响日前与实时现货商场价格,或许构成部分时段价格剧烈不坚决,或价格改动趋势与体系调峰需求不符。
“报量报价”方法下,储能电站能够依据本身本钱进行报价,并参加商场价格出清,理论上能够抵达单个与全体的经济最优。由于储能电站存在储能小时数、荷电状况等物理条件的绑缚,“报量报价”方法对现货商场安全绑缚机组组合和安全绑缚经济调度的算法要求较高,完毕多个储能电站的优化出清存在必定技能难度。自2023年10月1日起,山西在国内率先翻开独立储能“报量报价”参加现货商场,在试作业中发现以下问题:因机组组合算法中独立储能电站的充电、放电均存在“开机”或“停机”判别,且机组组合作用要物理实施,在电站申报的放电价格较高时,会构成机组组合阶段的优化作用将其放电“停机”,电站当日仅有充电安排而无放电安排的状况。
结算方面,依据山西V13.0版规矩,独立储能电站放电电量按现货商场节点电价结算,与发电侧商场主体一起;充电量按用户侧一起结算点电价结算,与用电侧商场主体一起。在存在网络堵塞、新动力大发时因送出受阻会导致弃电的区域,储能电站可在弃电时段充电、非弃电时段放电,然后行进新动力利用率、缓解网络堵塞,但若充电量仍按用户侧一起结算点电价结算,将抬升电站充电本钱,不利于煽动在此类区域制造储能电站。
储能参加调频等辅佐服务商场
电化学储能电站优异的出力调度功用使其在参加调频辅佐服务方面具有显着优势。2017年,山西已主张二次调频辅佐服务商场,近年来投运了10余项“火电+电化学储能”联合二次调频项目,各项目储能容量大都在1万千瓦以下,储能小时数均为半小时,作业中配储与火电机组视为一体进行调用。配储后,相关火电机组日均调频功用参数值行进3倍以上,调频收益大幅行进。现在,山西正在根究独立储能电站参加二次调频商场的可行路途,关键研讨调频操控方法的优化及商场规矩的完善,促进商场更为公正、公正地对待技能特性不同的参加主体。在一次调频方面,2022年,山西已印发全国首个电力一次调频商场生意实施细则,将独立储能归入参加主体规划,拟于近期主张一次调频商场结算试作业。此外,各省市也在活跃根究树立独立储能可参加的爬坡、备用等辅佐服务商场。
新动力配储与独立储能容量租借
新动力场站配建储能存在参加商场和调用遭到束缚的问题。近年来,跟着国家和各省区对新动力项目装备调度资源提出要求,新动力配储场站快速增长,但由于大多数新动力项目为平价项目,依照国家相关规矩不参加商场生意,发电量全部按燃煤基准价结算,而且配套的电化学储能一般无独立计量结算点、无独立AGC等操控体系,导致配储无法随同场站一起参加电力商场,也无法独立参加商场,仅可用于在弃电时段减少场站弃电,影响了配储的调度运用和其调度作用的发挥。国家虽已清楚配储可在满意相关技能条件后转为独立储能,但一方面新动力场站配储容量一般较小,为其装备AGC等相关操控和安全主动体系的单位容量本钱较高;另一方面,配储怎样转为独立储能尚缺少详细方针、实施方法的教训。
多个省区已容许新动力项目经过租借独立储能电站部分容量满意装备调度资源的要求,但现在对租借方法下独立储能电站被租借部分容量的调用机制存在一些误区。例如,有定见以为租借部分储能容量应由新动力场站自主调用,实践上这是不可行且不经济的,一是由于独立储能电站并不能为部分容量拆分出计量、操控和安全主动等体系;二是由于体系调度中心对电网作业信息掌握得较为全面,能够统筹优化装备调度资源,储能电站会集调用所能发挥的效益显着优于新动力电站仅依据本身需求调用的作用。
电化学储能参加商场和调度运用主张
电化学储能容量电价机制主张
国家发改委、国家动力局已要求树立煤电容量电价机制,并提出电力现货商场接连作业区域可参看树立发电侧容量电价机制。电化学储能电站应归入广义的发电侧规划,可与惯例电源一起取得容量电费。当然,电力现货环境下的发电侧容量电价机制不该仅依据电源或储能的容量大小支付容量电费,也不该像抽蓄电站相同首要依据本钱核定容量电价,其原由于:一是电化学储能、抽蓄等储能类电站在体系中能够发挥的调度作用,与容量大小和储能小时数均紧密相关,且储能小时数与制造本钱也密切相关,故容量电价机制不该忽视电站的储能小时数。核定容量电价应考虑电站地点平衡区峰谷时段的时长等特征,与储能小时数树立正相关联络。例如,储能小时数2小时以内,容量电费按小时数正比例支付;2~4小时部分,按前2小时规范的75%支付;4~6小时部分,按前2小时规范的50%支付;6小时及以上按平等容量煤电支付。二是容量电费应反映电站实践发挥调度作用的状况和运维水平。例如,容量电费支付水平可与电站在每个无缺年度中10个体系净负荷最大日和10个新动力消纳最困难日的均匀可用容量与电站装机容量之比相关,并与按额外容量核算的全年电站可用率相关(两者可加权核算)。三是不同技能类型储能的翻开老到度存在差异。抽蓄技能老到、单位本钱比较新式储能较低且本钱较安稳,故选用了政府核定容量电价的方法,且主逻辑为按本钱核定。各类新式储能技能老到度相对低一些,本钱改动大且作业寿数等没有经过长时刻作业查验。因此,新式储能取得容量电费应首要依据其实践调度表现,在电力商场中依照产品同质同价、贡收匹配的逻辑供认,而非按本钱供认,让不同技能类型的调度资源同台比赛、优胜劣汰。
电化学储能参加商场和调度运用主张
参加中长时刻商场方面,在新动力占比高、净负荷峰谷时段改动较大的省区,主张电化学储能电站暂不参加中长时刻生意。
参加现货商场方面,在体系净负荷峰谷时段比较安稳且独立储能装机容量尚不大的省区,可选用“报量不报价”的方法起步,其他省区储能电站应首要选用“报量报价”方法参加现货商场,或起步阶段容许“报量不报价”,但对“报量不报价”总容量进行绑缚(例如不跨过30万千瓦),以避免电站行使商场力或构成部分时段现货商场价格呈现不合理不坚决。考虑到电化学储能电站实践作业中并不存在“开机”“停机”,而是一直在并网状况,因此,除停电检修时段外,应设置电化学储能电站全天为“开机”状况,作为机组组算核算的边界条件。结算方面,应研讨储能电站充电、放电均按现货节点电价结算的可行性,以煽动在新动力送出时段性受阻区域的储能制造,减少网络受阻、新动力弃电。
参加辅佐服务商场方面,应活跃根究树立电化学储能电站可参加的一次调频、二次调频、爬坡、备用等辅佐服务商场,丰盛辅佐服务生意品类,发挥电化学储能调度速率快的功用优势。但需注意各辅佐服务品类的生意规矩对待不同技能特性的参加主体时,应秉持技能中立、服务同质同价的准则,做到奉献与收益相匹配;在商场规划与费用分摊方面,应考虑源网荷储的翻开实践及费用分摊主体的承受力,对各类生意品种研讨供认合理的需求规划,对辅佐服务商场的总费用设定上限,一起依照“谁获益、谁分摊”的准则翻开费用分摊,逐步做到单个分摊比例与获益程度相关的精细化安排。
调度运用方面,电化学储能电站应由体系调度中心一起会集调度,常态下参加现货与辅佐服务商场,按规矩调度运用。当电力体系呈现缺陷或异常时,以及电力供给紧缺或新动力消纳困难时,体系调度中心须能够对各个在运储能电站进行应急调用,保障体系的安全、经济、绿色作业。
新动力场站配储和独立储能容量租借主张
应煽动新动力场站以租借独立储能部分容量的方法实行装备调度资源的要求,为便于生意,能够制造平衡区内的储能容量租借商场。会集出资制造比较各场站松懈制造,可下降储能单位容量出资本钱,一起还可行进调用和运维功率。新动力电站租借储能容量能够仅是为满意装备要求而不同享任何储能作业收益,也能够按租借比例同享储能参加电力商场的收益,但租借方法不能改动独立储能的调度运用方法,独立储能应由体系调度中心会集优化调用。对新动力场站内已制造或在建的储能,主张主管部门赶快清楚转为独立储能的技能条件和处理流程,然后使其可清闲参加商场生意;或赶快推进平价新动力全部参加电力商场。
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