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储能参与电力市场的典型模式

来源:碳索储能网   发布时间:2023-12-14 02:57:22

从试点示范到规模化商用,新型储能正迎来发展的黄金期,然而现阶段储能商业模式单一、盈利机制仍不健全。实际上,储能的应用前景非常广阔,可以参与全部类型的市场,在每个市场中都能取得良好效益。本文将对储能可以参与的电力市场类型进行解析,分析其盈利方式及前景。

从试点示范到规模化商用,新型储能正迎来发展的黄金期。2022年,国家及地方出台储能直接相关政策约600余项,不断探索储能的商业模式。2022年,山东省新型储能首次参与现货市场;山西省印发全国首个针对新型储能参与一次调频有偿服务的地方政策;甘肃省建立了首个新型储能参与的调峰容量市场。

然而,储能盈利水平不足问题凸显。体现在新能源侧及电网侧储能市场机制和盈利机制仍不健全,成本疏导困难,储能系统利用率不高,储能投资方收益水平整体偏低。以电网侧共享储能为例,容量租赁和电力市场收益(电力现货市场或辅助服务市场)是主要收益。容量租赁率和租赁价格偏低,容量租赁费仅为0.09元-0.15元/Wh·年左右,部分项目租赁率不到10%;现货市场或辅助服务市场收益水平偏低,山东某100MW/200MWh共享储能电站今年来在电力现货市场月均收益大概150万元。

今年两会,全国人大代表、天能控股集团董事长张天任在人大提案中提出,目前,国内储能电站的商业模式较为单一。发电侧的配置储能电站主要依靠减少弃电率,提升发电效率增加收益;用户侧的共享储能电站收益主要来自峰谷价差,由于峰谷价差受到电价波动以及电网代购电的影响,所以电站整体收益不稳定;此外,国外储能电站的大部分收益来自于电力市场交易,国内目前还无法直接参与电力现货交易。

本文将对储能可以参与的电力市场类型进行解析,分析其盈利方式及前景。

01 - 电能量市场

所有的储能都会参与电能量市场,受价格信号引导,储能在低谷时段充电,在高峰时段放电,并获取利润。这个利润在不同应用场景下有着不同的形式:

对于发电侧储能和独立储能,利润表现为低买高卖直接赚取的差价; 对于用户侧储能,利润表现为低价购买的电量在高价时段使用时所节省的电费; 对于电网侧储能,利润表现为减少了系统的调峰成本和阻塞成本。

从时序来说,电能量市场可以分为中长期市场、现货市场、实时市场。越接近实际运行时刻的短期市场,价格波动也就越大,储能也就越能从峰谷价差中套利。现货市场上的价格波动通常表现为高峰时刻的电价激增,低谷时刻电价没有太大的下降空间,波动范围不大。

因此,储能电站参与电能量市场的一个常见策略是,作为买方签署中长期合约保证在低谷时段可以以低价充电,然后以卖方参与现货市场,在高峰时刻出售电量。

 

02 - 调频市场

储能电站的调节能力和响应速度都要大大优于传统火电厂,储能可以参与各种辅助服务市场,并在其中获得比电能量市场更多的利润。其中,储能最主要参与的是调频市场,因为调频市场对于机组的性能要求是最高的,需求量也最大,而储能可以充分地满足这些需求。世界各国相关机构也把建设、修改机制以适应大量储能参与电力市场的新形势作为一项重要工作。

储能在以下两种类型的调频市场中盈利较多:

第一种市场中,调频产品种类很少,甚至只有一种,调频补偿考虑调频里程和性能系数,在这种情况下,储能可凭高里程容量比和性能系数大量盈利。

第二种市场中,调频产品种类很多,但不考虑调频里程和性能系数,在这种情况下,储能可以尽量提供调频性能要求高(主要是响应时间短)的调频产品,性能要求越高的调频产品补偿价格也越高。

在调频产品种类少,调频补偿也不考虑调频里程和性能系数的市场中,储能失去了在调频市场的优势,盈利会相对变少。

03 - 调峰市场

调峰辅助服务市场是我国独有的市场形式,国外调峰市场的功能已经被包括在电能量市场内。调峰市场所交易的产品主要是深度调峰电量。

在低谷时段时,若负荷过低,需要火电或核电机组运行在出力位于基准点以下的区间,此时需要给予这些电厂补偿。然而由于基本性质的不同,储能并不存在这样的基准点,因此各市场也对储能参与调峰市场作了不同的专门规定,主要分为三种情况:

第一,储能参与调峰市场时,充电价格按低谷价格结算,储能的补偿来自于峰谷价差。在这种情况下,储能参与调峰市场的盈利模式和参与电能量市场时一样的。

第二,储能在低谷时用电,避免弃风弃光,并获得相应补偿。补偿价格可以是市场价格,也可以是和风电、光伏电厂签订的双边合约规定的价格。第二种情况类似于第一种情况,实际上也是以更低的电价充电,不同的是在这种情况下,补偿价格会根据实际市场情况而变化。

第三,火储联合形式运行的储能设施,可以作为火电厂的一部分参与火电厂的深度调峰,在不降低火电厂实际出力的情况下,增加火电厂的深度调峰量。这种情况下具体的收益按储能设施与火电厂的协议而定。

(2017年,东北调峰辅助服务市场启动标志着我国正式进入辅助服务市场化发展阶段)

04 - 容量市场

容量市场建设的目的是帮助电厂回收建设成本,鼓励电厂投资建设,确保系统有足够的可用容量。有一部分发电容量只为了很少的高峰时段存在,如果新建了储能电站,通过削峰平谷,也可以达到相同的效果。因此,储能电站在一定程度上拥有在容量市场对其他类型电厂的替代作用,储能也可以获得容量市场收益。

在容量市场中,不同类型的储能获得容量补偿不同,相对来说充放周期更长、储能容量更大的储能被认为更可靠,能够获得更高补偿,充放周期短的储能获得较少甚至不获得补偿。在NYISO中,充放周期不小于4小时的储能才能获得完整的容量补偿,若不足4小时则按比例减少;在PJM,该标准则是10个小时。

虽然理论上储能应该可以在容量市场上获得可观补偿,从英国市场和PJM市场的实际情况来看,典型的强灵活性电化学储能得到的容量补偿很少,因为它们的充放电周期太短。储能在容量市场上得到认可还有很长的路要走。

(2022年12月01日,国家能源局西北监管局发布《西北电网灵活调节容量市场运营规则(征求意见稿)》,指出:调峰容量提供

小结

储能设备的灵活性和分布性在一定程度上改变了电力系统的运行方式,并且促使世界各地区的电力市场修改规则或新增产品以适应新形势。本系列下期将以美国市场,英国市场和国内其他地区的市场为例,介绍灵活储能参与电力市场的形式及其借鉴意义。

 

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新闻介绍:

从试点示范到规模化商用,新型储能正迎来发展的黄金期,然而现阶段储能商业模式单一、盈利机制仍不健全。实际上,储能的应用前景非常广阔,可以参与全部类型的市场,在每个市场中都能取得良好效益。本文将对储能可以参与的电力市场类型进行解析,分析其盈利方式及前景。

责任编辑:caoyang

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