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1、储能如何更好参与中国电力辅助服务市场随着电力市场改革的进一步深化，电力辅助服务市场成为改革的热点和重点。而储能作为手段之一，凭借其快速精确的响应能力和灵活的布置方式，已经在以调频为代表的辅助服务领域实现了商业化的突破。但从另一方面看，与储能高效合理应用相配套的市场机制和政策环境还存在诸多缺失。今后随着更高比例可再生能源的接入，我国电力系统对灵活性资源参与调节的需求会更高，储能在未来低碳化的能源体系下将发挥着至关重要的作用，相比较而言，我国辅助服务市场建设尚处于初级阶段，市场规则合理性还有待探究，规则的调整还需要与时俱进，且要朝着长效发展的目标迈进。市场化取得了一定进展，但仍存在不少问题目前储能
2、参与辅助服务市场面临的问题与困难，可以总结为以下几点：能系统进入辅助服务市场的身份认定。身份认定，也即“如何进入市场”的问题，这个可以从两个层面看：一是规则允许进入但实际操作存在很多困难，从各地区辅助服务市场规则条文来看，基本明确了储能参与辅助服务市场的身份，独立储能电站和联合储能电站形式均被允许参与辅助服务。但从实际层面操作层面看，除储能绑定火电机组形式以外，其他形式储能系统还难以进入市场，现有的交易、调度等平台还难以支撑此类项目参与服务，并且在土地，并网等审批环节还存在一些困难。长远来看，独立储能电站和集成资源的用户侧储能电站也会是参与辅助服务应用的主力，还需要完善技术配套和政策支撑。二是
3、进入之后，在市场中的“待遇”与其他参与主体相比有差距，也即“公平性的问题二目前各地还是存在冗余机组挤压优质资源市场空间的现象，并且辅助服务的调度策略相对简单，缺少针对独立型储能电站的优化调度机制，且不满足未来电力现货市场需求，无法保证与电力现货市场的衔接。这也是现有储能项目偏向于绑定独立调度主体的原因，独立储能电站还难与其他市场主体真正公平地竞争。储能项目投资收益难以得到保证目前储能进入辅助服务市场后，还存在盈利难以保证的问题。在市场开放之初，由于边际价值较高，储能可获得高价值回报的区域主要集中在执行“按效果付费”较好的调频辅助服务区域。但政策的快速调整极大地影响着储能参与辅助服务市场的投资收
4、益。2019年，华北能源监管局在华北两个细则中调整K值上限，以及对蒙西电网细则中“日调节深度”及“AGC服务贡献日补偿电量”计算方式的修订，均使调频辅助服务收益产生了明显的下降。缺少辅助服务市场的长效运行机制总体来说，我国辅助服务市场机制尚未形成，储能等新调节资源提供辅助服务的成本和响应补偿并不能完全反映电力系统所需，相应的成本支付也未能通过市场向实际受益方传导。这其实是辅助服务的一个整体问题，它与电力市场尤其是现货市场的建设步伐息息相关，亟需通过电力市场深化改革完善辅助服务价格形成机制，逐步将辅助服务市场规则与现货市场挂钩，这也是解决各类新技术和新市场主体参与市场并获得合理价值回报的必要途径
5、。国外储能参与辅助服务市场的规则设计美国是全球范围内最先将储能系统规模化应用于电力系统辅助服务的国家，目前已有大量商业化储能项目应用于辅助服务领域。储能技术之所以能够在美国辅助服务市场得到规模化应用，除了得益于储能技术成本下降，也要归功于美国联邦能源监管委员会(FERC)在明确储能参与辅助服务市场的身份，确保在市场中获取合理收益，以及辅助服务费用来源等方面在政策和立法层面的支持和保障。这里介绍一下美国的成功经验。明确储能参与辅助服务的身份在美国电力批发市场中，储能被看作是一类特殊的电力资产，其定义是“非发电资源”(NGR)。不同于发电机，NGR是可以在整个容量范围内从负到正进行灵活调节的一种资
6、源，例如从充电到放电，从负到正，连续调度到任何水平。NGR具有两大特性：一是NGR模型比一般发电机组更为简单，既没有启动成本,也没有关机成本、最小负荷成本或者转换成本；二是NGR可以提供能量服务、容量服务和各种辅助服务。储能装置在批发市场中只有两个报价，充电报价和放电报价。为保证参与市场，运行成本最低保证中标，储能装置基本都是零报价。明确“按效果付费机制”鉴于储能是能够独立提供优质辅助服务的电源，其与提供辅助服务的传统电源地位相同，针对传统电源的辅助服务补偿机制也同样适用于储能，即，不论何种储能技术，均以其为对电力系统调节能力的影响为原则，进行合理的补偿。FERC在2011年12月发布了755
7、法案批发电力市场的调频服务补偿，明确要求各个电力市场出台基于效果的付费补偿方案，对调频资源的实际贡献进行补偿。法令要求调频辅助服务市场对调频资源必须包含两部分补偿：现有的容量补偿，包含边际电源的机会成本；效果补偿，反映调频资源提供调频辅助服务的质量(如跟随控制信号的准确度)以及实际贡献数量。一般而言，调频里程越大，调频性能指标越高，所能获得的收益也越大。在新的补偿方案下，容量收益不再是“固定”收益，调频性能指标为零时，容量收益可能也为零。因而，供应商的调频效果会影响其最终所能获得的调频总收益。这使得储能系统参与电网AGC调频服务获得合理回报的问题得以解决。实现调频，备用与电能量的联合优化出清这
8、里以PJM市场为例，作为已经成熟运行多年的电力现货市场，辅助服务与现货市场联合优化出清，可以保证对因调频引起的电能量价格变化以及提供备用服务而造成的机会损失成本进行准确定价。从而真正实现辅助服务的市场化，PJM市场联合优化出清的具体时序如下：在日前市场上，ISo联合优化出清能量、备用、调频，但对调频不进行结算;在时前市场上，ISO重新联合优化出清，确定调频资源的机组组合和中标调频容量;在进入运行小时以前,机组必须按照指令将其出力水平调整到调频出力水平,即在时前完成调频市场中标；在进入运行小时后，ISO联合优化出清能量、备用和调频，每个调度小时分为12个调度时段，每个调度时段为5mino每5mi
9、n都会进行一次能量出清，用于市场结算。确定每个调度时段的实时电能量市场节点边际电价(LMP)调频容量价格、调频里程价格，再通过求11个时段的算术平均值，获得该调度小时的电能量和调频，备用价格，完成调频市场定价。至于辅助服务的长效机制，即辅助服务成本由电力用户分摊，在国外大多数成熟电力市场均已实现。对国内储能参与辅助服务市场规则的建议根据美国和其他国际市场的经验看，辅助服务市场均基于成熟的电力现货市场，根据存在时序和地点特性差别的电价信号设计。从目前国内情况看，电力现货市场建设试点刚刚起步，现代电力市场体系建设还需要大量的时间和努力，近中期内电力现货市场建设仍以试点为主。在这些试点地区，辅助服务
10、补偿机制需要配合电力现货交易机制建设逐步地进行市场化，对于储能，可以将具备调节能力，能够接受调度指令的装置均视为辅助服务供应主体，并根据性能进行定制化并网调度规则设计。同时，基于调频性能，进行储能替代常规机组参与调频替代比的量化评估，从而进一步优化调频容量，释放更多优质资源进入市场。在运行层面，尽早实现调频、备用与电能量的联合优化出清，以达到提高市场效率的最终目的。在价格分摊方面，由用户侧承担辅助服务费用、现货交易用户侧单轨制（即不存在优先购电用户），该情况是最为理想的。同时，在广大的非现货市场试点地区，”计划调度+直接交易”的计划改良模式还将长期存在。在这些地区，可以将各类型机组中调节能力最
11、差的机组辅助服务水平作为有偿辅助服务的起点，来体现辅助服务供应能力的公平性。同时引入容量备用辅助服务产品类型，让提供容量备用的机组获得其合理合法的收益。在费用分摊方面，伴随计划放开，参与直接交易的用户应当承担自身电量对应的辅助服务费用，逐渐过渡到全部辅助服务费用由用户承担。关于辅助服务的费用由电力用户分摊，这是将国内现有的辅助服务市场在发电商之间“零和博弈”最终过渡到真正市场化不可避免的一步。其实在上网电价逐步放开之后，发电侧承担辅助服务费用的理论基础，也就是标杆电价已经包含了辅助服务成本已经不存在了。实际的交易过程中，双方都是在为电能量价格进行博弈，而没有对辅助服务部分进行讨论。考虑到辅助服
12、务是电能生产必不可少的组成因素，从市场化的角度看，无论辅助服务的成本如何、费用高低，都应当由电力用户承担辅助服务费用。而且在可再生能源渗透率快速提高的大背景下，按照“谁收益，谁承担”的原则，可以认为最终是用户使用了占比更高的可再生能源，享受到了“绿色能源带来的环境改善收益”自然应当为此支付相应的费用。该部分费用既应该包括可再生能源的电能量价格，也应该包括使用这些可再生能源需要的辅助服务费用。关于按效果付费使辅助服务费用上涨，以及国家处于降低实体经济用电成本的阶段，难于考虑直接向用户疏导，这确实是一个很重要的问题，也是目前监管者推动辅助服务机制进退两难的地方。关于这一点，笔者想说的是：一：我国总
13、体辅助服务价格的占比相对国外电力市场化的国家整体还是偏低的，尤其是可再生能源较多的国家如德国和一些北欧国家。二：由于多年来高速的电源建设步伐，以及经济增速的放缓，目前是处在电力过剩的阶段。而随着电力交易市场化的推进，各地直接交易的均价实际上低于国家核定电价，即部分电力用户已经享受到了实际的价格优惠。此时，将辅助服务费用转移给电力用户，用户看到账单上存在辅助服务费用，但是整体感受电价仍然是降低，这样阻力会减小。三：随着可再生能源渗透率的不断增加，辅助服务的需求会相应增长，而储能作为优质的调节资源，参与到辅助服务市场中，反而会对辅助服务费用的上涨起到抑制作用。综合三点，辅助服务费用向用户分摊是最终
14、趋势，其具体推行的节奏可以根据电力现货市场建设的步伐进行调整，但不宜过晚。如果等到可再生能源比例高到一定程度再向用户传导，阻力会比现在更大。综上，就储能参与辅助服务市场，应分阶段优化市场机制，率先明确不同储能应用形式的市场身份，理清不同电力系统环境下的调节资源需求，后利用市场规则反映储能灵活调节能力价值，并由受益方为此进行支付。电网侧储能发展及共享储能运营模式浅析摘要：在碳中和背景下，储能成为一个长期高确定、高增长的产业。本文分析了当前储能的主流应用场景。同时从市场参与对象、投资及商业运营模式等方面对电网侧共享储能运营进行了探索研究。关键词：电网侧;储能;商业模式1概述2020年9月，我国提出
15、2030年二氧化碳排放达到峰值，争取2060年前实现碳中和。在碳达峰、碳中和背景下，储能成为一个长期高确定、高增长的产业。随着“双碳”战略的提出，可再生能源将得到大力发展。高比例可再生能源需要大量的储能，储能将迎来良好的发展机遇。储能技术种类较多，物理、化学储能技术都有各自优缺点。目前广泛应用的有抽水蓄能技术、压缩空气储能、超级电容器储能、电化学类等。电网侧储能应用以电化学储能为主流。Ul2电网侧储能现状在电源侧安装储能系统，可以与各类发电设备的出力进行互补，提升电源设备外特性的稳定可控水平，从而保障电力系统的安全稳定。在当前情况下，个别地区的电化学储能采用火电联合调频模式得到了比较好的收益，
16、但尚未形成完备的商业模式和良好的利益共享机制。市埸空间方面，目前收益较高的联合火电调频受国家政策限制，发展空间有限。今后电源侧储能将更趋向于新能源消纳等应用方向，即“储能+新能源”模式。技术特性方面，风电、光伏等有各自特色的出力特性，技术上“光伏+储能”的应用壁垒更低。光伏发电的出力以天数计算周期，相对稳定，储能设备的充放循环按日进行即可，而风电具有较明显的季节特性，如何高效、经济的配置储能系统成为一大挑战。盈利模式方面，”储能+新能源”模式最主要的问题在于收益模式的模糊和利益分配机制不明确，储能成本的下降速度和应用场景的收益曲线也还没有达到良好契合。3电网侧储能应用场景3.1 提升电网建设应
17、用效能一是提升现有输配电网经济性水平。当储能投资全寿命周期成本小于电网改造升级成本时，可通过新建储能设施应对负荷需求，降低电网输配能力升级成本，从而提高供电经济性水平。二是为直流配电网提供电能质量保障。当前，电动汽车保有量快速增加，各类直流型清洁电源不断涌现，电力需求侧地直流特性越来显著。电化学储能具有良好的功率调节能力，将为配电网提供电能质量调节、快速功率调节、事故备用等多种功能。三是解决或缓解部分偏远地区的电力供应难题。目前，我国部分偏远山区、海岛等区域尚存在电力供应不足情况，通过在小区域内的微电网中安装配套的储能设施，可以比较经济、高效地为当地人民群众提供电力。3.2 安全应对系统故障或
18、异常运行一是提高电力系统的应急处置能力。电化学储能拥有良好的有功及无功快速响应能力，在电网发生故障时，可以毫秒级速度响应应急处理，大大提高了电网安全可靠运行能力。二是在发生事故时备用和黑启动。电网发生事故时，储能设施能够自动快速启动，保障电力用户的用电需求，同时缩短障检修过程中的停电时间，提升供电可靠性。3.3 降低电网损耗及削峰填谷一是降低电网的电能输配损耗。当线路总输送电量，通过调节输配电网的输送功率曲线，在保障线路输送电量的同时，减小电网功率波动，降低线路及变压器等相关设施设备的损耗，提高电网运行经济性水平。二是缓解调度在用电高峰期的调峰压力。储能电站通过共享储能等创新模式，实现大规模集
19、中统一调度，可有效缓解国内部分地区峰度夏供电紧张、区域内调峰能力偏低等问题。3.4 提高清洁能源的消纳能力一是缓解清洁能源电力输出受限状况。风光、潮汐等清洁能源与储能联合部署运行，可显著平缓电源的出力波动，提高线路利用率及外送能力，降低项目建设的总体资金投入。二是提升清洁能源电源聚集区的调峰能力。风光、潮汐等新能源受自身特性限制，出力会呈现较大的周期性起伏，利用储能设施能够及时存储高峰期电能并在低谷期释放，及时消纳大规模清洁能源，缓解电网的调峰压力。3.5 参与调峰调频等电力辅助服务电化学储能够以毫秒级的速度，快速响应电网需求，并可实时、精确控制充放电过程，同时以非常经济的成本实现容量调节，可
20、与煤电、抽水蓄能等方式配合，有效提高大电网的调峰调频能力。4电网侧共享储能运营模式4.1 市场参与对象共享储能提供商负责建设、组织和提供共享储能设施设备（即“云端电池既可以通过多种方式融资新建集中式储能设施，也可以利用先进技术和管理手段，吸纳广大分布式储能设施，进一步发挥现有设施的使用效率。应重点从整体规划、项目运营、经济性评估、价格机制等各方面开展全面研究。平台运营服务商为共享储能提供必要的安全运行、（配合电网）经济调度等功能，同时引导共享储能提供商参与削峰填谷等辅助服务，电网企业是最有能力成为平台运营服务商角色的市场参与主体。储电设备进行放电要通过电网才可以传输到用户那里，所以要对用户的电
21、力使用特点和对配电网造成的影响进行研究，并分析共享储能提供商、储能用户等的运营费用成本、费率和不同付款方式对运营商的影响。储能用户既是共享储能设施和服务的使用者，也可以将自建储能设施加入共享储能提供商的共享储能管理体系，通过参与共享储能增加收益、减少费用。通过加入共享储能体系，用户将会更有动力自行分析储电容量、价格等因素，改变自身的用能管理模式及消费习惯，为后续的投资决策做借鉴。4.2 投资模式随着电力改革深入，越来越多的市场主体参与到储能行业，相互之间的关系也愈加紧密。各市场主体需要通力合作，充分调动各自的技术、资本优势以及市场经验，从满足自身需求出发，在法律既定的框架内探索储能系统的创新管
22、理体系与商业模式，形成具有中国市场特点的商业化运营模式。4.2.1 投资人独立投资投资人独立投资模式的投资主体大多为大型工商业用户，他们作为共享储能提供商，全资购置和建设储能设施，拥有储能系统完全产权。储能设备可自行运营维护，或由运营服务商提供售后运维服务。在这种模式下，用户可以利用国内电力市场峰谷电价、可中断电价等各种价格机制，采用低储高发的方式减少自身电费支出。通过电力交易市场、虚拟电厂等共享储能商业模式，利用储能系统存储、释放电能参与市场交易，一方面获得了相应的收益，另一方面也有利于电网平稳运行。引目前，电化学储能的度电成本仍相对较高，而峰谷差电价的区间相对有限，需要投资者深入分析电化学
23、储能的投资风险。因此，独立投资适用于资金实力雄厚，对节能减排有硬性要求，或自身具备一定储能相关技术能力的大中型企业以及部分储能投资高收益率场景。4.2.2 多方联合投融资储能安装在发电侧，能平滑风电、光伏等清洁能源发电的输出，或者参与火电联调频。在电网侧，储能系统对电网的安全稳定运行也将起到重要作用。将在输配电规划建设时，同步考虑储能电站建设并纳入电网统一调度，参与电力辅助服务，可以充分使用储能电站支援,最大限度地发挥电化学储能的社会经济价值。电网企业应积极参与共享储能投资建设，或作为运营服务商，充分吸引社会资本参与电网建设，提高储能市场规模，实现多方共赢。电网企业应成为储能的重要建设者和推动
24、力，联合投资是一种比较适合电网企业与社会资本合作的共享储能投资模式。在该模式下，电网企业可以充分发挥自身的资金优势、技术优势和人才优势，参与系统调度、设备运维和废旧设备再利用等业务运营，引导储能系统响应电网调峰调频需求，实现削峰填谷。4.2.3 融资租赁和租赁模式随着电力改革的深入，越来越多的社会资本将以售电公司的市场主体形式出现。成为社会资本参与电力市场的代表。作为电网企业与电力用户的中间商，售电公司可以进一步充当储能提供商或运营服务商角色，整合社会各类储能资源并通过租赁、融资租赁等模式将设备租赁给用户（包括电网企业）。储能设备的运营过程由用户主导，售电公司引导参与共享储能。在能源交易的过程
25、中，售电公司通过大数据平台等，精确分析各类用户的负荷特性，提高负荷预测精度，合理设计储能系统充放电策略，为用户提供低价电能，并引导用户参与共享储能的市场交易或辅助服务。对于用户而言，采用融资租赁或租赁（分期付款）方式的前期投入资本少，进入壁垒低，风险也小，有利于促进社会各方积极参与储能项目投资，推动储能规模化发展。4.2.4 社会融资模式在社会融资模式中，投资方通过国内外金融市场，面向社会以债券、ABS.PPP等形式，公开发布募集项目资金开展储能项目工程建设。该模式借鉴了共享经济概念，业主可以利用储能设备降低自身的用能成本，也可以将储能设备有偿共享给第三方如电网公司，允许电网统一调度储能设备，
26、为系统提供削峰填谷、调峰调频等服务并收取相应的费用。只是目前储能成本还比较高、这类项目的投资回收期预期较长，在前期需要国家出台相关政策给予一定的扶持。43商业运营模式431辅助服务市场模式目前，国内辅助服务市场机制正在逐步健全，大规模的集中式储能系统，以独立身份参与到电力辅助服务市场中，提供调峰调频等辅助服务。在当前的过渡期，多地区将调峰、备用等主要辅助服务项目实行政府定价。随着后续政策的进一步完善，电力辅助市场相关竞争机制逐渐成熟，辅助服务市场将成为共享储能在电网侧最具发展潜力的商业模式之一。共享储能提供商（或综合能源服务公司）牵头组织储能项目的投资、建设，与运营服务商合作开展系统日常运维，
27、在电网的统一调度下，辅助服务市场的各类市场主体（发电企业、电网企业、电力用户等）根据各自需求享受各类储能服务，并支付相关服务费用。储能是经济性好、实时性强的优质调频资源，可以为各类发电机组（老旧火电机组、可再生能源发电机组、核电机组）提供调频服务。引入辅助服务市场竞价机制，储能直接参与辅助服务市场竞争，由通过提供调峰调频、黑启动、应急功率响应等多种辅助服务获得收益，收益水平由市场决定。124.3.2 虚拟电厂模式“虚拟电厂模式将各类用户的储能系统集合起来，通过先进技术优化系统运行，参与电网辅助服务获取应用收益。更适合具有专业技术实力的电网企业牵头实施。经过电网统一调度和管理的分布式储能系统不仅
28、可以参与电力市场通过调频、备用容量等获取收益，而且还能助力输配电系统，发挥延缓输配电扩容升级、电压支持、需求响应等方面的多重价值。引目前，国内市场上国家电网和南网公司已开始搭建项目接入平台，布局虚拟电厂业务。在虚拟电厂模式中，能够将储能系统聚合起来进行分析、优化控制的系统平耋（即“云平台”）至关重要。系统需要从建筑负荷中获得技术数据，从市场中获得价格信息，同时接收天气信息，海量信息都需要软件进行实时管理。当要求实行需求响应时，平台能找到优化点，帮助用户降低成本、增加收益。433合同能源管理模式合同能源管理这种模式已经出现了数十年，是一种比较成熟的商业运营模式，一般适用于具有稳定现金流收益的节能
29、项目。储能项目在移峰填谷过程中也能够同时优化无功调节，降低输配电损耗，因此可以将这些节能服务进行量化评估，探索应用合同能源管理模式，由电网企业或大型用电企业与储能项目业主分享节能降耗收益。规模较大的企业、园区等集中式储能提供商可以选择合同能源管理模式，依据权威的第三方节能评估机构评估储能产生的节能效益价值，由电网企业、园区运营者等节能受益方让渡部分节能收益给储能运营商。4.3.4 现货交易市场模式电网侧储能也可通过现货市场交易模式获得电量收益。共享储能提供商组织资金完成储能项目投资和建设，运营服务商（或售电公司）负责日常运营维护等工作，并参与电力现货市场交易，利用储能设施套取电价波动差值。运营
30、服务商在电力现货市场进行购、售电交易套取价差收益。若共享储能提供商与运营服务商不是同一主体，则按协商好的规则分享收益。4.3.5 综合叠加模式当前，我国的电力辅助服务市场、现货交易市场和需求侧响应机制已经越来越成熟，同时“虚拟电厂等先进模式也在多地开展了探索实践。一方面，电网侧储能与电源侧或用户侧储能深度融合的政策、技术壁垒逐渐消失;另一方面，电网侧储能可通过商业模式创新，开创更多投资收益机制。多种不同的投资、运营模式组合或策略优化还可以进一步叠加。例如，大规模集中式储能设施可以叠加辅助服务市场调峰调频与电力现货市场价格套利模式，合同能源管理模式叠加融资租赁模式，需求侧分布式储能通过区块链等技
31、术手段，整合组建“虚拟电厂”参与现货交易市场叠加需求侧响应模式等等。在各类综合叠加模式中，利益相关方包括了共享储能提供商、运营服务商、发电企业、电网企业、售电公司、电力用户等，相互关系复杂，需要深入分析各利益相关方的业务或收益分成关系，并根据市场发展情况，创新收益模式。合适的个性化共享储能商业运营模式，能充分挖掘电源侧、电网侧和用户侧的储能价值，提高各类储能设施设备的利用率和利用水平，推动全社会的储能资源得到最大化利用。参考文献：Ul吕刚.能源互联网背景下的储能应用模式研究D.华北电力大学(北京)，2019.2胡静，李琼慧，黄碧斌，冯凯辉.适应中国应用场景需求和政策环境的电网侧储能商业模式研究J.全球能源互联网，2019,2(04)：367375.3寇凌峰，张颖，季宇，吴鸣，熊雄，胡转娣，孟锦鹏，向月.分布式储能的典型应用场景及运营模式分析J电力系统保护与控制，2020,48(04)：177187.
