張鴻宇，王 宇

（清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所，北京100084）

電力儲(chǔ)能技術(shù)是通過(guò)化學(xué)或物理方法，在電力供應(yīng)富裕的時(shí)候?qū)㈦娔艽鎯?chǔ)起來(lái)，并在需要的時(shí)候釋放電能。長(zhǎng)期以來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)電力供需平衡、維持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的作用，而隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電等間歇性電源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和支撐作用越來(lái)越顯著。截止2019 年底，全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模累計(jì)超過(guò)184 GW，其中抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)達(dá)到171 GW，電化學(xué)儲(chǔ)能增長(zhǎng)顯著，裝機(jī)規(guī)模累計(jì)超過(guò)9 GW[1]。

在美國(guó)、澳大利亞、英國(guó)等國(guó)，儲(chǔ)能已經(jīng)是調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的重要參與者。與國(guó)外相比，儲(chǔ)能作為一種優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源，在我國(guó)提供調(diào)頻服務(wù)還比較有限。而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有文獻(xiàn)主要聚焦在儲(chǔ)能在調(diào)頻等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景、商業(yè)模式和效益評(píng)估方面。文獻(xiàn)[2-3]分析了不同電化學(xué)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的適用性和電化學(xué)儲(chǔ)能具備保障電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定等作用，文獻(xiàn)[4-6]分析了國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能在調(diào)頻等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用情況，指出儲(chǔ)能在調(diào)頻領(lǐng)域具有很好的市場(chǎng)前景，文獻(xiàn)[7-8]分別分析了儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的商業(yè)模式提供調(diào)頻服務(wù)、參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)是用戶側(cè)儲(chǔ)能主要的商業(yè)模式之一，文獻(xiàn)[9]構(gòu)建了調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)下儲(chǔ)能調(diào)度競(jìng)價(jià)策略并算例驗(yàn)證了該策略對(duì)于減少調(diào)頻成本和延長(zhǎng)電站調(diào)頻時(shí)間的作用，文獻(xiàn)[10-11]各自構(gòu)建了儲(chǔ)能在調(diào)頻等領(lǐng)域的效益評(píng)估模型，文獻(xiàn)[11]同時(shí)算例分析了火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。綜上，現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的市場(chǎng)機(jī)制分析較少，或?qū)陙?lái)部分市場(chǎng)對(duì)于儲(chǔ)能參與的相關(guān)機(jī)制變化的跟蹤和分析不足[12]。

目前我國(guó)正處于電力市場(chǎng)改革的攻堅(jiān)階段，調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)正在起步，合理的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)有助于激勵(lì)儲(chǔ)能這一優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源提供服務(wù)，而國(guó)外典型調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)于儲(chǔ)能參與的成功設(shè)計(jì)及演變可以成為我國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)設(shè)計(jì)的模板，對(duì)我國(guó)有借鑒價(jià)值。因此，有必要對(duì)儲(chǔ)能參與調(diào)頻市場(chǎng)的市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行總結(jié)和分析。本文首先綜述了電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)的調(diào)頻應(yīng)用現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)；之后選取目前較成熟的美國(guó)、澳大利亞和英國(guó)的電力市場(chǎng)，梳理了國(guó)外電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的市場(chǎng)機(jī)制；最后結(jié)合國(guó)內(nèi)情況，分析了我國(guó)儲(chǔ)能調(diào)頻需求及儲(chǔ)能電站在試點(diǎn)地區(qū)的調(diào)頻收益，總結(jié)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)的啟示并提出我國(guó)適合電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能參與的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)建議。

1 電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能調(diào)頻現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)

按照儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用環(huán)節(jié)不同，主要可以分為電源側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能三類：電源側(cè)儲(chǔ)能可以平滑電源出力波動(dòng)、輔助電源更好地跟蹤調(diào)度指令；電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要為電網(wǎng)提供各種服務(wù)；用戶側(cè)儲(chǔ)能可以幫助用戶進(jìn)行需求管理[13-14]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能尚沒有統(tǒng)一定義，通常狹義的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能指建設(shè)在變電站內(nèi)或?qū)Ｓ谜局?、直接接入公用電網(wǎng)并提供服務(wù)的儲(chǔ)能系統(tǒng)；而廣義上接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度、能為電網(wǎng)提供系統(tǒng)服務(wù)的儲(chǔ)能均可納入電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能。廣義的劃分方式有利于各類儲(chǔ)能為電網(wǎng)提供服務(wù)，從而形成開放競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)[7,12]。本文中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能關(guān)注的是廣義劃定的范圍。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能可以為電網(wǎng)提供多樣的服務(wù)，其中調(diào)頻輔助服務(wù)是在系統(tǒng)頻率偏差超出了允許的范圍時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)使其回歸基準(zhǔn)頻率。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在提供調(diào)頻輔助服務(wù)方面具有如下優(yōu)勢(shì)：可以在短時(shí)間（幾秒到幾分鐘）內(nèi)，在無(wú)輸出、滿放電和滿充電狀態(tài)間自由轉(zhuǎn)換，響應(yīng)速度優(yōu)于常規(guī)火電機(jī)組；可以在放電和充電狀態(tài)之間切換，最高可以為系統(tǒng)提供兩倍于自身容量的調(diào)節(jié)能力；還可以在非滿負(fù)荷情況下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[11-12]。適合提供調(diào)頻輔助服務(wù)的儲(chǔ)能包括抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能[3,15]。根據(jù)美國(guó)能源部(Department of Energy，DOE)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，目前提供調(diào)頻輔助服務(wù)的儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到56.2 GW，其中以抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模最大，65 個(gè)項(xiàng)目總計(jì)53.3 GW，鋰離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)最多，達(dá)到165 個(gè)，裝機(jī)1.3 GW[16]。由此可見，除抽水蓄能外，電化學(xué)儲(chǔ)能在提供調(diào)頻服務(wù)方面發(fā)展迅猛。

2 國(guó)外電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的機(jī)制經(jīng)驗(yàn)

2.1 美國(guó)

確立儲(chǔ)能設(shè)施的市場(chǎng)主體地位、制定合理的收益機(jī)制及結(jié)算和報(bào)告規(guī)則，美國(guó)通過(guò)一系列法令完善了儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的過(guò)程（表1）[17-18]。根據(jù)美國(guó)DOE 數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭(Pennsylvania-New Jersey-Maryland，PJM)市場(chǎng)中，提供調(diào)頻輔助服務(wù)的在運(yùn)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模超過(guò)110 MW，其中約80%采用鋰離子電池[16]。2018 年，儲(chǔ)能提供了美國(guó)PJM 市場(chǎng)平均27%的調(diào)頻服務(wù)，最高時(shí)可提供47%的調(diào)頻服務(wù)[19]。

表1 儲(chǔ)能電站參與美國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的機(jī)制建設(shè)過(guò)程Table 1 Mechanism construction process of storage station participating in American frequency regulation auxiliary service market

美國(guó)各輔助服務(wù)市場(chǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)則有相似之處也有差異，儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)需要符合當(dāng)?shù)仉娏κ袌?chǎng)的運(yùn)行規(guī)則。美國(guó)各電力市場(chǎng)中，裝機(jī)不小于0.1 MW 的儲(chǔ)能可以參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，對(duì)于儲(chǔ)能和電網(wǎng)的連接方式，市場(chǎng)規(guī)則中沒有做出限制[17]。此外，有些調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)要求參與的資源需要滿足一定的性能指標(biāo)[20]。在PJM市場(chǎng)、加州電力市場(chǎng)和得州電力市場(chǎng)中，調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)均與電能量市場(chǎng)以總購(gòu)買成本最小為目標(biāo)共同出清，但在具體的出清和價(jià)格機(jī)制方面存在差異（表2）[12,20-26]。

美國(guó)PJM 和加州調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)設(shè)立了容量和里程兩部制價(jià)格，分別反映保留調(diào)頻容量的價(jià)格和進(jìn)行調(diào)頻調(diào)整出力的價(jià)格[20-21.24]，體現(xiàn)了提供調(diào)頻服務(wù)的容量?jī)r(jià)值。同時(shí)，兩個(gè)市場(chǎng)還設(shè)計(jì)了根據(jù)調(diào)頻效果進(jìn)行調(diào)整的機(jī)制[12,20-21]，儲(chǔ)能設(shè)備由于響應(yīng)時(shí)間快，調(diào)頻準(zhǔn)確度高，可以更容易在調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)中標(biāo)并獲得良好收益。此外，在加州實(shí)時(shí)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)中，儲(chǔ)能以可以連續(xù)1 h 放電的容量進(jìn)行投標(biāo)，也可選擇調(diào)頻能量控制按連續(xù)15 min放電的最大容量進(jìn)行投標(biāo)，卻不能同時(shí)參與能量市場(chǎng)[26]，選擇能量調(diào)頻控制使得一些功率容量較高但能量容量不足的儲(chǔ)能設(shè)備可以以更大容量投標(biāo)，利于發(fā)揮儲(chǔ)能的容量?jī)r(jià)值。

2.2 澳大利亞

澳大利亞調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)可以分為調(diào)節(jié)調(diào)頻和應(yīng)急調(diào)頻兩大類，共8個(gè)市場(chǎng)（圖1）。額定容量5 MW及以上的儲(chǔ)能電站通過(guò)注冊(cè)為輔助服務(wù)機(jī)組后方可參與澳大利亞調(diào)頻服務(wù)輔助市場(chǎng)，澳大利亞的市場(chǎng)規(guī)則中對(duì)于儲(chǔ)能和電網(wǎng)的連接方式同樣沒有做出限制[27-28]。根據(jù)美國(guó)DOE數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，目前澳大利亞參與調(diào)頻的在運(yùn)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為110 MW，其中超過(guò)98%采用鋰離子電池[16]。由于具備非常出色的響應(yīng)速度，以及向上、向下雙向調(diào)節(jié)能力，儲(chǔ)能電站已成為提供調(diào)頻輔助服務(wù)的主力，同時(shí)大幅降低了輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格。例如Hornsdale 儲(chǔ)能電站的參與使得南澳調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的價(jià)格降低了90%，電站也獲得調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)所有收入的55%，實(shí)現(xiàn)了雙贏[29]。

表2 儲(chǔ)能參與美國(guó)典型調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則對(duì)比Table 2 Comparison of rules of energy storage participating in frequency regulation auxiliary service market in America

圖1 澳大利亞調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)Fig.1 Frequency regulation auxiliary service market in Australia

儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)時(shí)，明確提供服務(wù)的價(jià)格，及每個(gè)價(jià)格下的容量和相關(guān)參數(shù)。調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)同時(shí)出清，按總成本最小的原則決定實(shí)際調(diào)用的調(diào)頻輔助服務(wù)，并確定出清價(jià)格。8個(gè)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)有各自的出清價(jià)格，即各市場(chǎng)中標(biāo)的最高報(bào)價(jià)。調(diào)頻輔助服務(wù)按調(diào)度時(shí)段(5 min)進(jìn)行結(jié)算，中標(biāo)機(jī)組調(diào)頻補(bǔ)償由中標(biāo)的調(diào)頻輔助服務(wù)容量和對(duì)應(yīng)調(diào)頻市場(chǎng)的出清價(jià)格計(jì)算得出[28]。

2.3 英國(guó)

在英國(guó)，儲(chǔ)能僅通過(guò)英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司組織的多月或月度招標(biāo)市場(chǎng)參與固定頻率響應(yīng)，對(duì)于儲(chǔ)能和電網(wǎng)的鏈接方式，市場(chǎng)規(guī)則中沒有做出限制。英國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)中，儲(chǔ)能容量需不小于1 MW，且滿足市場(chǎng)招標(biāo)對(duì)設(shè)備性能的相關(guān)要求[30]：10 s內(nèi)響應(yīng)持續(xù)20 s 以上、30 s 內(nèi)響應(yīng)持續(xù)30 min 以上、10 s內(nèi)響應(yīng)可以無(wú)限持續(xù)。投標(biāo)者可以對(duì)上述任何一種響應(yīng)要求或要求組合進(jìn)行投標(biāo)，且需要在中標(biāo)服務(wù)月前通過(guò)固定頻率響應(yīng)測(cè)試，儲(chǔ)能單元可以針對(duì)未來(lái)一個(gè)月或者多個(gè)月時(shí)間段的服務(wù)進(jìn)行投標(biāo)，中標(biāo)者需要按照相應(yīng)時(shí)間提供調(diào)頻容量，調(diào)頻補(bǔ)償包括可用費(fèi)和響應(yīng)能量費(fèi)，可用費(fèi)根據(jù)中標(biāo)機(jī)組可用費(fèi)投標(biāo)價(jià)格和中標(biāo)時(shí)長(zhǎng)計(jì)算得到，響應(yīng)能量費(fèi)由響應(yīng)能量投標(biāo)價(jià)格和實(shí)際響應(yīng)能量計(jì)算得出[30-32]。目前，調(diào)頻輔助服務(wù)已成為英國(guó)儲(chǔ)能電站獲取收益的主要來(lái)源。根據(jù)美國(guó)DOE 數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)，英國(guó)目前提供調(diào)頻輔助服務(wù)的在運(yùn)儲(chǔ)能裝機(jī)容量超過(guò)2000 MW，主要為一個(gè)抽水蓄能電站，鋰離子電池儲(chǔ)能裝機(jī)為18 MW[16]。

2.4 典型國(guó)家儲(chǔ)能調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則對(duì)比分析

綜上，各國(guó)設(shè)定的儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)的規(guī)則各不相同（表3）。準(zhǔn)入門檻方面，美國(guó)對(duì)儲(chǔ)能電站的容量要求最低，為0.1 MW，澳大利亞門檻最高，為5 MW。交易類型方面，由于市場(chǎng)組織形式不同，儲(chǔ)能參與美國(guó)和澳大利亞的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)是市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，而在英國(guó)則通過(guò)投標(biāo)獲得輔助服務(wù)合同來(lái)提供固定頻率響應(yīng)。價(jià)格機(jī)制方面，在美國(guó)和澳大利亞，儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)可以以較低的報(bào)價(jià)中標(biāo)，但因?yàn)槭且猿銮鍍r(jià)格而非報(bào)價(jià)進(jìn)行結(jié)算，因此將獲得不錯(cuò)的收益。英國(guó)儲(chǔ)能參與固定頻率響應(yīng)月度招標(biāo)獲得輔助服務(wù)合同后，按投標(biāo)價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。此外，美國(guó)PJM 市場(chǎng)和加州市場(chǎng)中兩部制電價(jià)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了儲(chǔ)能調(diào)頻的容量?jī)r(jià)值，由于儲(chǔ)能具有很好的調(diào)頻性能，根據(jù)調(diào)頻效果進(jìn)行調(diào)整的設(shè)計(jì)也有利于激勵(lì)儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)。

3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

抽水蓄能電站是參與我國(guó)調(diào)頻的重要資源，而電化學(xué)儲(chǔ)能也開始探索參與調(diào)頻。截止2019年底，我國(guó)抽水蓄能裝機(jī)累計(jì)達(dá)到30.3 GW，電化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)達(dá)到1.7 GW[1]。典型電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目包括江蘇鎮(zhèn)江101 MW/202 MW·h 儲(chǔ)能電站、河南合計(jì)100 MW的分布式儲(chǔ)能電站、北京懷柔北房5 MW/10 MW·h 儲(chǔ)能電站、湖南長(zhǎng)沙芙蓉26 MW/52 MW·h儲(chǔ)能電站等[33]。

為促進(jìn)/鼓勵(lì)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)已出臺(tái)相關(guān)政策對(duì)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)做出規(guī)定。國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局在2019 年8 月發(fā)布的《關(guān)于深化電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的建議》中鼓勵(lì)儲(chǔ)能設(shè)施等第三方參與輔助服務(wù)市場(chǎng)[34]。山西、廣東、福建、江蘇、甘肅等地也已明確儲(chǔ)能可以獨(dú)立參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，但在具體的準(zhǔn)入門檻、價(jià)格機(jī)制等方面的設(shè)計(jì)存在差異（表4）[35-40]。這些地區(qū)目前用于調(diào)頻的在運(yùn)儲(chǔ)能電站還比較有限，其中抽水蓄能電站容量規(guī)模最大，包括山西的西龍池1.2 GW抽水蓄能電站、廣東的廣州2.4 GW、惠州2.45 GW、清遠(yuǎn)1.28 GW抽水蓄能電站以及福建的仙游1.2 GW 抽水蓄能電站；但近年調(diào)頻領(lǐng)域儲(chǔ)能投資多傾向鋰離子電池技術(shù)，包括山西多個(gè)9 MW火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻試點(diǎn)和2 個(gè)150 MW 獨(dú)立儲(chǔ)能試點(diǎn)，廣東數(shù)十個(gè)招標(biāo)和在建儲(chǔ)能電站，福建晉江30 MW 儲(chǔ)能電站，江蘇鎮(zhèn)江101 MW 儲(chǔ)能電站，甘肅布隆吉60 MW 儲(chǔ)能電站等[18,33,41-45]。以山西的火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目為代表，煤電機(jī)組與儲(chǔ)能配合可以將調(diào)頻性能指標(biāo)值由平均2.8顯著提升至平均4.6左右，由此可大幅增加調(diào)頻收益[46]。

表3 典型國(guó)家儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則對(duì)比Table 3 Comparison of rules of energy storage participating in frequency regulation auxiliary service market in typical countries

表4 儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助市場(chǎng)規(guī)則對(duì)比Table 4 Comparison of rules of energy storage participating in frequency regulation auxiliary service market

當(dāng)前電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)仍面臨許多挑戰(zhàn)。一是市場(chǎng)主體地位，雖然一些省份、地區(qū)的電力市場(chǎng)允許儲(chǔ)能參與提供調(diào)頻服務(wù)，但大部分省份地區(qū)對(duì)此沒有明確規(guī)定或者明確排除了抽水蓄能電站參與電力市場(chǎng)，因此儲(chǔ)能的市場(chǎng)主體地位尚不明確。二是準(zhǔn)入門檻，不同地區(qū)對(duì)于儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的容量下限要求不同。目前，大部分地區(qū)設(shè)置的儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻為10 MW 以上，是門檻最高的澳大利亞的2倍，從而限制了小容量?jī)?chǔ)能參與電力市場(chǎng)。三是價(jià)格機(jī)制，允許儲(chǔ)能參與的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)大多設(shè)計(jì)了根據(jù)調(diào)頻效果調(diào)整收益的機(jī)制，但部分地區(qū)的價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)中沒有考慮容量補(bǔ)償，因而無(wú)法反映儲(chǔ)能參與調(diào)頻的容量?jī)r(jià)值。

4 國(guó)外經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)的啟示

我國(guó)儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)尚處于探索階段，國(guó)外典型調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)對(duì)于儲(chǔ)能參與的機(jī)制設(shè)計(jì)對(duì)我國(guó)有很好的借鑒意義。

首先，需要以政策法規(guī)明確賦予儲(chǔ)能獨(dú)立參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的市場(chǎng)主體地位，消除儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的障礙，使儲(chǔ)能可以和發(fā)電機(jī)組平等地參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)等典型電力市場(chǎng)明確允許儲(chǔ)能作為獨(dú)立主體參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，保證了儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的資格。我國(guó)最大用電負(fù)荷接近11億千瓦，按最大負(fù)荷的2%作為調(diào)頻容量需求，若我國(guó)全國(guó)范圍儲(chǔ)能提供調(diào)頻服務(wù)的比例達(dá)到美國(guó)PJM市場(chǎng)的水平，由儲(chǔ)能滿足約30%的調(diào)頻需求，則儲(chǔ)能調(diào)頻容量需求超過(guò)6 GW，考慮到各儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外近期的發(fā)展趨勢(shì)，新增的用于調(diào)頻的儲(chǔ)能技術(shù)上主要將采用鋰離子電池技術(shù)。然而我國(guó)儲(chǔ)能可以參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的地區(qū)還十分有限，儲(chǔ)能作為優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源，應(yīng)擴(kuò)大可以提供調(diào)頻服務(wù)的地區(qū)。

其次在準(zhǔn)入門檻方面，較高的最低容量要求更方便市場(chǎng)出清計(jì)算及調(diào)度，但限制了小容量?jī)?chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，降低最低容量要求可以使分布式小容量的儲(chǔ)能也參與到調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)，可以一定程度上增加調(diào)頻資源，減少新增調(diào)頻設(shè)備投資。我國(guó)在電力市場(chǎng)建設(shè)初期可以參考澳大利亞設(shè)計(jì)相對(duì)高的儲(chǔ)能裝機(jī)準(zhǔn)入門檻，但應(yīng)根據(jù)電力市場(chǎng)發(fā)展情況以及實(shí)際需求，參考美國(guó)電力市場(chǎng)，適時(shí)降低儲(chǔ)能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的裝機(jī)準(zhǔn)入門檻。

最后在價(jià)格機(jī)制方面，調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制應(yīng)考慮到調(diào)頻輔助服務(wù)提供者提供的輔助服務(wù)的效果差異和價(jià)值。我國(guó)儲(chǔ)能可參與的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)有考慮按調(diào)頻效果付費(fèi)，但各省的具體設(shè)計(jì)存在差異，還有部分市場(chǎng)沒有考慮參與調(diào)頻的容量?jī)r(jià)值。以15 MW的鋰離子電池獨(dú)立儲(chǔ)能電站為例，由于儲(chǔ)能優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能，其在各省輔助服務(wù)市場(chǎng)中的調(diào)頻性能指標(biāo)可接近上限，如果按日調(diào)頻里程1000 MW、日調(diào)頻時(shí)長(zhǎng)16 h、年調(diào)頻天數(shù)300 d計(jì)算，在福建、江蘇的調(diào)頻收益范圍分別在每年25萬(wàn)～400萬(wàn)元、50萬(wàn)～380萬(wàn)元，在山西和廣東由于有較高的里程報(bào)價(jià)下限，收益范圍分別大致為每年1200萬(wàn)～2400萬(wàn)元、540萬(wàn)～1350萬(wàn)元，但在同樣沒有考慮容量補(bǔ)償?shù)母拭C，年收益下限僅約為10 萬(wàn)元；若按日調(diào)頻里程降至500 MW 計(jì)算，僅考慮里程補(bǔ)償?shù)纳轿?、廣東和甘肅的調(diào)頻收益直接減半，但在設(shè)計(jì)了容量補(bǔ)償?shù)母＝ê徒K，調(diào)頻收益下限分別25 萬(wàn)元和40 萬(wàn)元，下降幅度不大，反映了調(diào)頻的容量?jī)r(jià)值，也一定程度上保證了儲(chǔ)能調(diào)頻的最低收益。因此，在我國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，建議參考美國(guó)PJM 和加州電力市場(chǎng)的兩部制價(jià)格以及根據(jù)調(diào)頻效果對(duì)價(jià)格進(jìn)行調(diào)整的設(shè)計(jì)，充分反映儲(chǔ)能參與調(diào)頻的容量?jī)r(jià)值。

5 結(jié) 論

我國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)處于起步階段，儲(chǔ)能參與有限，但儲(chǔ)能作為優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源，未來(lái)可以成為調(diào)頻輔助服務(wù)的主要提供者，因此設(shè)計(jì)適合儲(chǔ)能參與的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制至關(guān)重要。論文研究結(jié)果表明：調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)允許儲(chǔ)能參與，將可以在全國(guó)范圍帶來(lái)超過(guò)6 GW 的儲(chǔ)能調(diào)頻需求，如此大體量的調(diào)頻儲(chǔ)能必須明確其市場(chǎng)地位，為儲(chǔ)能提供調(diào)頻服務(wù)提供保障。其次，目前我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻偏高，一定程度阻礙了小容量?jī)?chǔ)能提供調(diào)頻服務(wù)，因此，應(yīng)適時(shí)降低儲(chǔ)能的市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻。最后，儲(chǔ)能參與調(diào)頻市場(chǎng)的價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)方面必須考慮調(diào)頻容量?jī)r(jià)值的兩部制價(jià)格設(shè)計(jì)，將使儲(chǔ)能獲得合理收益，有助于推動(dòng)儲(chǔ)能積極參與調(diào)頻服務(wù)市場(chǎng)并促進(jìn)儲(chǔ)能的發(fā)展。