中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月19日，有著93年建廠史的京能石景山燃煤熱電廠正式退出歷史舞臺(tái)。與此同時(shí)，投運(yùn)一年半的石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)也停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
近兩年來(lái)，這個(gè)電廠背后的儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)幾乎不為人所知。其實(shí)，儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)在美國(guó)、日本等國(guó)家已運(yùn)行成熟，在我國(guó)卻仍是新鮮事物。石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)由睿能世紀(jì)提供，這是我國(guó)第一個(gè)以提供電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)為主的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)示范項(xiàng)目，也是全球第一個(gè)將儲(chǔ)能系統(tǒng)與火電機(jī)組捆綁，聯(lián)合響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)頻指令的項(xiàng)目。
“聯(lián)姻”電廠
睿能世紀(jì)和石熱的合作可以追溯到2011年。
2011年夏天，剛剛成立的睿能世紀(jì)偶然了解到，京能集團(tuán)下屬的北京源深節(jié)能技術(shù)公司十分關(guān)注儲(chǔ)能行業(yè)，并認(rèn)可儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。隨后，雙方很快就在京能集團(tuán)內(nèi)部選擇電廠建設(shè)儲(chǔ)能調(diào)頻示范項(xiàng)目達(dá)成共識(shí)。
“儲(chǔ)能參與電力調(diào)頻系統(tǒng)僅在國(guó)外有過(guò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，受制于國(guó)內(nèi)外電力市場(chǎng)機(jī)制的差異，我國(guó)之前沒(méi)有任何可比的項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)?！鳖Ｄ苁兰o(jì)首席執(zhí)行官牟镠峰告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者，“因此，幾方開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的反復(fù)論證，前后組織4次大型專家論證會(huì)，參與者包括國(guó)家能源局、電力設(shè)計(jì)院、電科院、電網(wǎng)企業(yè)及發(fā)電集團(tuán)在內(nèi)的涵蓋電力設(shè)計(jì)、電力運(yùn)行、電網(wǎng)安全、電廠生產(chǎn)、電力市場(chǎng)監(jiān)管及儲(chǔ)能技術(shù)等領(lǐng)域的專家。大家的問(wèn)題主要集中在電廠安全、電力市場(chǎng)監(jiān)管、儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及并網(wǎng)合規(guī)性方面?！?
“最初我們的顧慮集中于機(jī)組安全性和電能質(zhì)量方面。事實(shí)證明，儲(chǔ)能參與電力調(diào)頻在技術(shù)和安全方面都是可行的?！本┠芗瘓F(tuán)安科環(huán)部主任梅東升對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
然而，項(xiàng)目卻近乎幾度陷入僵局。最終國(guó)家能源局及華北能監(jiān)局等相關(guān)部門多次組織相關(guān)方召開(kāi)協(xié)調(diào)會(huì)，最終促使各方于2012年7月達(dá)成項(xiàng)目合作協(xié)議。
據(jù)國(guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士向本報(bào)記者介紹，該司會(huì)同華北能監(jiān)局共同對(duì)多個(gè)已投運(yùn)儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目運(yùn)行情況進(jìn)行了調(diào)研，同時(shí)對(duì)國(guó)外相關(guān)情況進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)發(fā)布的890法案和755法案相關(guān)內(nèi)容，分析了PJM調(diào)頻市場(chǎng)規(guī)則，并初步判斷儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于電力輔助服務(wù)在技術(shù)上可行且有成功的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，有助于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的安全性，對(duì)解決可再生能源快速發(fā)展帶來(lái)的調(diào)頻壓力上升有一定幫助。
“一個(gè)2MW的儲(chǔ)能系統(tǒng)，體量比電廠的機(jī)組小得多。但儲(chǔ)能既不是發(fā)電系統(tǒng)，也不是用電設(shè)備，在現(xiàn)行的電力體制下，現(xiàn)有的政策法規(guī)對(duì)儲(chǔ)能如何進(jìn)入電力系統(tǒng)都沒(méi)有明確說(shuō)法?！蹦查H峰告訴記者，“我們希望通過(guò)試點(diǎn)項(xiàng)目能夠推動(dòng)相關(guān)工作?！?
一位長(zhǎng)期關(guān)注此項(xiàng)目的國(guó)家電網(wǎng)華北電力調(diào)控分中心人士告訴本報(bào)記者，常規(guī)電源及抽水蓄能電站進(jìn)入電力系統(tǒng)時(shí)，有可研、審批、建設(shè)、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程并網(wǎng)運(yùn)行的成熟流程，同時(shí)還有配套的電價(jià)機(jī)制，因此可以作為獨(dú)立調(diào)度對(duì)象運(yùn)行。而儲(chǔ)能系統(tǒng)不是傳統(tǒng)意義上的電源，本身不提供額外電力，只是能量的靈活吞吐與轉(zhuǎn)移，現(xiàn)階段缺乏專門的并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)范和電價(jià)機(jī)制，如果按常規(guī)電源對(duì)待，并網(wǎng)程序又不完全適用，因此很難作為獨(dú)立調(diào)度對(duì)象運(yùn)行。
無(wú)論如何，石熱儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目最終于2013年初開(kāi)始土建，并于當(dāng)年6月實(shí)現(xiàn)掛網(wǎng)，9月正式運(yùn)行。
難免“折騰”但效果喜人
“儲(chǔ)能系統(tǒng)和石熱3號(hào)機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻運(yùn)行，兩者聯(lián)合調(diào)度需要避免劣勢(shì)，尋找最佳工況。除了試運(yùn)行期間出現(xiàn)的水冷系統(tǒng)故障導(dǎo)致停運(yùn)，停機(jī)之前儲(chǔ)能系統(tǒng)一直很穩(wěn)定，且無(wú)人值守，僅需定期巡檢。石熱本身對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)需調(diào)控，儲(chǔ)能可自動(dòng)調(diào)控，但算法和程序邏輯需優(yōu)化到最佳。”石熱生產(chǎn)技術(shù)部副經(jīng)理郭永紅向本報(bào)記者介紹。
郭永紅進(jìn)一步對(duì)記者說(shuō)：“對(duì)此，在儲(chǔ)能設(shè)備投運(yùn)之前，我們與高校聯(lián)合做了大量仿真計(jì)算和特性試驗(yàn)。必須明確儲(chǔ)能故障對(duì)電力系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、升壓變系統(tǒng)的影響，也必須了解系統(tǒng)故障對(duì)儲(chǔ)能的影響。所有電池和裝置設(shè)備選型都把安全性放在首要位置，而這一切都沒(méi)有可參照的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程?！?
據(jù)睿能世紀(jì)統(tǒng)計(jì)，石熱儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)以來(lái)，需要每天24小時(shí)不間斷運(yùn)行，以滿足電網(wǎng)AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)調(diào)頻的要求，平均每?jī)煞昼娮笥揖托枰瓿梢淮握{(diào)節(jié)任務(wù)，充放電次數(shù)累計(jì)達(dá)到40萬(wàn)次以上。儲(chǔ)能系統(tǒng)大部分時(shí)間運(yùn)行在淺充淺放狀態(tài)，超過(guò)10%放電深度的調(diào)節(jié)任務(wù)僅占比1.5%，保障了儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。儲(chǔ)能系統(tǒng)總體充放電效率達(dá)到85%以上，其中電池的充放電效率達(dá)到94%以上，變壓器、逆變器、線損、輔助供電的損耗約占10%左右。
此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)可用率達(dá)到98%以上。從2014年4月到2015年3月的12個(gè)月時(shí)間內(nèi)，扣除計(jì)劃停運(yùn)約47天時(shí)間，儲(chǔ)能系統(tǒng)故障停機(jī)時(shí)間共計(jì)5.01天，系統(tǒng)可用率達(dá)98.4%。
“以1.5兆瓦的調(diào)頻指令為例，常規(guī)機(jī)組要幾分鐘才能跟上，儲(chǔ)能的響應(yīng)速度能達(dá)到秒級(jí)?！惫兰t對(duì)本報(bào)記者說(shuō)，“一開(kāi)始，電廠的運(yùn)行人員對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)并不‘感冒’，甚至持懷疑態(tài)度，但很顯然，和儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)頻之后的機(jī)組性能讓所有人轉(zhuǎn)變了觀念。”
“在石熱儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)中，儲(chǔ)能系統(tǒng)從正2MW到負(fù)2MW的充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間為2.5秒左右，其中電池的充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間低于300毫秒，通訊延遲占2秒左右。足以滿足AGC調(diào)頻應(yīng)用。”牟镠峰介紹。
沒(méi)有輔助服務(wù)市場(chǎng)，好在有兩個(gè)細(xì)則
沒(méi)有電力市場(chǎng)、沒(méi)有調(diào)頻電價(jià)、沒(méi)有相關(guān)并網(wǎng)準(zhǔn)入規(guī)程、沒(méi)有儲(chǔ)能電價(jià)，也就意味著儲(chǔ)能系統(tǒng)只能是電廠身后的“幕后英雄”。如前述華北電力調(diào)控分中心人士所言，電網(wǎng)“看不見(jiàn)”石熱3號(hào)機(jī)背后的儲(chǔ)能系統(tǒng)，只能看見(jiàn)3號(hào)機(jī)組的調(diào)頻性能有了大幅提升。
在現(xiàn)行體制下，原電監(jiān)會(huì)制定的“兩個(gè)細(xì)則”(《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》)，在很大程度上起到了輔助服務(wù)市場(chǎng)的作用，為未來(lái)新電改體制下的輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)，特別是為多元化輔助服務(wù)參與主體積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并奠定了基礎(chǔ)。
根據(jù)華北區(qū)域的“兩個(gè)細(xì)則”，并網(wǎng)發(fā)電廠要根據(jù)電力調(diào)度指令提供輔助服務(wù)，并執(zhí)行輔助服務(wù)考核和補(bǔ)償。其中，對(duì)發(fā)電機(jī)組提供AGC服務(wù)屬于有償輔助服務(wù)，按可用時(shí)間及AGC服務(wù)貢獻(xiàn)分別補(bǔ)償，這使得石熱儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)能夠從中獲得補(bǔ)償，電廠和睿能世紀(jì)共享收益。據(jù)牟镠峰透露，項(xiàng)目投運(yùn)后5-6年能收回成本。
華北電網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)顯示，儲(chǔ)能系統(tǒng)的進(jìn)入使石熱3號(hào)機(jī)組的調(diào)頻性能有了顯著提高，kp值(調(diào)節(jié)性能月度平均值)由3.6上升至4.6。在2014年4月石熱機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能優(yōu)化之后，3號(hào)機(jī)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的配合效果大幅提升，穩(wěn)居華北電網(wǎng)區(qū)域調(diào)頻性能最優(yōu)地位，機(jī)組調(diào)頻收益最高日增5倍。
“在電監(jiān)會(huì)‘兩個(gè)細(xì)則’的試行階段，華北電網(wǎng)就成為全國(guó)首批試點(diǎn)。石景山熱電廠是20萬(wàn)千瓦機(jī)組中第一個(gè)參與AGC調(diào)節(jié)性能考核的。華北電網(wǎng)排名前20名的機(jī)組，按照BLR模式(即按照電網(wǎng)實(shí)時(shí)潮流、周波、頻率調(diào)節(jié)運(yùn)行，對(duì)機(jī)組性能要求更高)運(yùn)行，而非BLO模式(按電網(wǎng)調(diào)度曲線運(yùn)行)，因而獲得更多的補(bǔ)償收益?！泵窎|升向記者介紹。
“‘兩個(gè)細(xì)則’是在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有電力體制下推動(dòng)電力輔助服務(wù)逐漸市場(chǎng)化的有效方式。從最近幾年的實(shí)施效果看，我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)取得了顯著成效，實(shí)現(xiàn)了輔助服務(wù)‘可計(jì)量、可監(jiān)管、可交易’。尤其是在京津唐電網(wǎng)AGC調(diào)頻服務(wù)市場(chǎng)，通過(guò)設(shè)計(jì)‘按效果’補(bǔ)償公式，引入AGC有償服務(wù)和初步市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，2010年以來(lái)發(fā)電機(jī)組平均AGC調(diào)頻能力提高了80%以上，極大保障了區(qū)域供電質(zhì)量。雖然我國(guó)還沒(méi)有建立電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，但目前在華北區(qū)域?qū)嵭械摹畠蓚€(gè)細(xì)則’在一定程度上與美國(guó)755法案中按照調(diào)頻效果付費(fèi)的思路異曲同工?！眹?guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士向本報(bào)記者介紹。
示范意義有多大?
在目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有完整輔助服務(wù)市場(chǎng)的情況下，選擇在華北區(qū)域進(jìn)行儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)試點(diǎn)的主要原因在于，依托華北的“兩個(gè)細(xì)則”可提供力度較大的補(bǔ)償，從而可確保高成本的儲(chǔ)能項(xiàng)目具備經(jīng)濟(jì)性。前述華北電力調(diào)控分中心人士進(jìn)一步對(duì)本報(bào)記者分析：“一方面，相較于其他區(qū)域，華北的調(diào)頻資源比較少;另一方面，作為京津唐所在的華北區(qū)域，對(duì)電網(wǎng)安全要求相對(duì)較高，給予的考核補(bǔ)償力度也最大，這些都能促使發(fā)電機(jī)組優(yōu)化性能?！?
“石熱儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)是個(gè)案，依靠的是‘兩個(gè)細(xì)則’政策，但‘兩個(gè)細(xì)則’下的獎(jiǎng)懲是發(fā)電集團(tuán)‘左兜掏給右兜’，因此這個(gè)個(gè)案難以推廣。如果效仿石熱做法的電廠多了，都用儲(chǔ)能參與調(diào)頻，‘兩個(gè)細(xì)則’就失去了作用。只有建立真正的輔助服務(wù)市場(chǎng)，明確調(diào)頻電價(jià)之后，才真正具有推廣意義，但要在我國(guó)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)太困難了。”中國(guó)電科院電工與新材料研究所所長(zhǎng)來(lái)小康對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
對(duì)此，梅東升也認(rèn)為，目前儲(chǔ)能參與調(diào)頻僅在“兩個(gè)細(xì)則”下掙錢是難以持續(xù)的?！俺鲇趯?duì)新鮮事物的追求和石熱產(chǎn)生的示范效應(yīng)，相信會(huì)有別的電廠效仿石熱。儲(chǔ)能脫離電廠，作為單獨(dú)的主體進(jìn)入電力系統(tǒng)，從技術(shù)上不難實(shí)現(xiàn)，問(wèn)題是誰(shuí)來(lái)投資?如何結(jié)算電價(jià)?我國(guó)的電價(jià)機(jī)制和電網(wǎng)體制都和國(guó)外不同，并不是有需求就有投資，只能是摸著石頭過(guò)河。”梅東升說(shuō)。
前述國(guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士認(rèn)為，雖然當(dāng)初在設(shè)計(jì)“兩個(gè)細(xì)則”時(shí)并沒(méi)有為儲(chǔ)能技術(shù)制定專門的條款，但客觀上為新技術(shù)的應(yīng)用留出了空間。石熱電廠儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目證明了只要有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用需要，新技術(shù)在現(xiàn)有的政策下就可能獲得發(fā)展空間，同時(shí)也證明了“兩個(gè)細(xì)則”設(shè)計(jì)的包容性、開(kāi)放性和先進(jìn)性。
對(duì)此，牟镠峰認(rèn)為，在石熱試點(diǎn)項(xiàng)目中，儲(chǔ)能系統(tǒng)的定位是發(fā)電機(jī)組的附屬設(shè)備，很難充分發(fā)揮儲(chǔ)能技術(shù)的全部?jī)?yōu)勢(shì)和潛力。風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)使區(qū)域的火電機(jī)組更難滿足調(diào)頻要求，而儲(chǔ)能和火電機(jī)組綁定也不能最大化發(fā)揮儲(chǔ)能的作用。“這不是技術(shù)問(wèn)題，而是市場(chǎng)條件。此外，除了明確合法身份以外，還應(yīng)推動(dòng)儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用還面臨技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、審批流程等方面的障礙”。
“儲(chǔ)能單獨(dú)進(jìn)入電力系統(tǒng)，需要國(guó)家能源局的審批并網(wǎng)準(zhǔn)入，需要發(fā)改委定價(jià)，還需要運(yùn)行局確認(rèn)利用小時(shí)數(shù)。然而，儲(chǔ)能不是發(fā)電資產(chǎn)，只是需要的時(shí)候按照電網(wǎng)指令隨機(jī)運(yùn)行。因此應(yīng)開(kāi)展儲(chǔ)能單獨(dú)被電網(wǎng)調(diào)度的試點(diǎn)，考察其穩(wěn)定可靠性及經(jīng)濟(jì)成本是否能收回。只有推動(dòng)針對(duì)性的政策，給予儲(chǔ)能合法身份，才能打通儲(chǔ)能系統(tǒng)在發(fā)電、輸配、需求側(cè)的應(yīng)用，還可以進(jìn)一步集合用戶做‘虛擬電廠’等。”牟镠峰進(jìn)一步說(shuō)。
以美國(guó)為例，美國(guó)從2000年初就開(kāi)始重視儲(chǔ)能，并著手進(jìn)行了7年的跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能參與調(diào)頻的效率是火電機(jī)組的27倍。隨后，美國(guó)通過(guò)2007年的“890法案”要求區(qū)域電力市場(chǎng)允許儲(chǔ)能等非傳統(tǒng)發(fā)電電源提供AGC調(diào)頻服務(wù);2011年推出的“755法案”解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)AGC調(diào)頻的合理回報(bào)問(wèn)題;2013年7月，“784法案”進(jìn)一步解決了儲(chǔ)能的身份問(wèn)題，并增強(qiáng)了輔助服務(wù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和透明度;2013年11月，“792法案”為儲(chǔ)能開(kāi)設(shè)了快速并網(wǎng)審批通道，進(jìn)一步掃清了儲(chǔ)能系統(tǒng)的并網(wǎng)障礙。
而來(lái)小康卻認(rèn)為，我國(guó)的儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)階段還處于培育階段，技術(shù)還有待進(jìn)一步突破，應(yīng)以科研當(dāng)先，在相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐不完全的情況下，現(xiàn)在確定政策、補(bǔ)貼、商業(yè)模式等條件還不完全成熟。
“張北風(fēng)光儲(chǔ)示范項(xiàng)目完成了技術(shù)上的示范，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能參與電力體統(tǒng)的各項(xiàng)功能，說(shuō)石熱儲(chǔ)能電力調(diào)頻系統(tǒng)是儲(chǔ)能商業(yè)模式的雛形為時(shí)尚早。就拿儲(chǔ)能電池來(lái)說(shuō)，從實(shí)驗(yàn)室物理性質(zhì)定性到批量化生產(chǎn)要八年的時(shí)間，抽水蓄能電站作為一種運(yùn)行多年的儲(chǔ)能形式，積累了很多數(shù)據(jù)，但電價(jià)機(jī)制仍處于探索階段。目前，我國(guó)對(duì)儲(chǔ)能電池的評(píng)價(jià)還是空白，而電池儲(chǔ)能有壽命周期，和傳統(tǒng)電力設(shè)備壽命的概念不同?？梢栽陔娫磦?cè)、負(fù)荷側(cè)都多做一些試點(diǎn)，明確電池的壽命衰減情況、安全隱患、運(yùn)行維護(hù)情況、積累數(shù)據(jù)、厘清紛繁數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，讓試點(diǎn)和政策相互促進(jìn)，為今后提議調(diào)頻電價(jià)做數(shù)據(jù)支撐?！眮?lái)小康對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
寄希望于電改?
中發(fā)9號(hào)文提出 ，要建立輔助服務(wù)分擔(dān)共享新機(jī)制。適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓和用戶可中斷負(fù)荷等輔助服務(wù)新要求，完善并網(wǎng)發(fā)電企業(yè)輔助服務(wù)考核新機(jī)制和補(bǔ)償機(jī)制。根據(jù)電網(wǎng)可靠性和服務(wù)質(zhì)量，按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的原則，建立用戶參與的服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制。
在此背景下，儲(chǔ)能有怎樣的發(fā)展空間?牟镠峰認(rèn)為，新政突破了原有的輔助服務(wù)補(bǔ)償和分?jǐn)偠荚诎l(fā)電企業(yè)內(nèi)部流通的局限性，“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”體現(xiàn)了電力市場(chǎng)以“公平”為基礎(chǔ)的精神。在我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行狀況日趨復(fù)雜，電力用戶的電能質(zhì)量和供電可靠性要求日趨提升的背景下，輔助服務(wù)市場(chǎng)必然需要更多、更優(yōu)質(zhì)的輔助服務(wù)提供主體，在新政逐步解決輔助服務(wù)補(bǔ)償資金來(lái)源的根本問(wèn)題后，勢(shì)必會(huì)有更多元、更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)，進(jìn)而在提升市場(chǎng)運(yùn)行效率的同時(shí)，有效保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
根據(jù)目前的公開(kāi)報(bào)道，國(guó)內(nèi)只有睿能公司在開(kāi)展此項(xiàng)業(yè)務(wù)，預(yù)計(jì)未來(lái)更多的公司將關(guān)注儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，挖掘某些細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化，而不僅限于政府扶持的項(xiàng)目。
前述華北電力調(diào)控分中心人士也認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)單獨(dú)參與電網(wǎng)調(diào)度，還沒(méi)有這方面的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的作用?！爱?dāng)然，如果儲(chǔ)能能夠克服單獨(dú)并網(wǎng)困難，作為獨(dú)立調(diào)度對(duì)象進(jìn)入電力系統(tǒng)中參與調(diào)頻的話，相較于常規(guī)發(fā)電機(jī)組，其響應(yīng)調(diào)頻指令的速度一定是最快的。這無(wú)疑對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行是有好處的，但如何平衡儲(chǔ)能系統(tǒng)與其他常規(guī)機(jī)組之間的利益、如何完善輔助服務(wù)考核補(bǔ)償細(xì)則，還需要在監(jiān)管機(jī)構(gòu)指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)?！?
對(duì)此，國(guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士指出，輔助服務(wù)市場(chǎng)是電力市場(chǎng)體系的重要組成部分，未來(lái)包括調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、可中斷負(fù)荷等品種在內(nèi)的輔助服務(wù)都將在“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的原則下，實(shí)現(xiàn)合理的價(jià)值體現(xiàn)。“儲(chǔ)能技術(shù)可以在電力的發(fā)、輸、配、用這幾個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、容量調(diào)節(jié)、備用等作用，是構(gòu)建未來(lái)智能、綠色電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。全球范圍內(nèi)的儲(chǔ)能技術(shù)還在快速發(fā)展，成本不斷降低，可靠性不斷提高，我們相信未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)將在我國(guó)電力系統(tǒng)中獲得廣泛的應(yīng)用空間。”
“我們將結(jié)合2015年輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制建設(shè)工作，在具備條件的地區(qū)探索研究推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)參與輔助服務(wù)試點(diǎn)工作，并在條件成熟的地區(qū)，通過(guò)完善‘兩個(gè)細(xì)則’相關(guān)條款，嘗試將儲(chǔ)能服務(wù)列入輔助服務(wù)項(xiàng)目中。”上述國(guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士進(jìn)一步對(duì)本報(bào)記者表示。
牟镠峰認(rèn)為，儲(chǔ)能是可調(diào)設(shè)備，不是單純的發(fā)電設(shè)備，不能按發(fā)電設(shè)備的繁瑣準(zhǔn)入流程審批并網(wǎng)。儲(chǔ)能更像一個(gè)耗能設(shè)備，可以將其視為一個(gè)大用戶，進(jìn)行凈電量結(jié)算，即吸納的電與發(fā)出的電相減，這部分電量按大用戶電價(jià)向電網(wǎng)繳費(fèi)?！爱?dāng)然，這需要進(jìn)一步論證。所有人都認(rèn)為現(xiàn)階段儲(chǔ)能成本太高，不具備商業(yè)價(jià)值。我相信3-5年之內(nèi)，它的成本將能和抽水蓄能電站相當(dāng)，并省去抽蓄電站移民、占地、建設(shè)等問(wèn)題?！?
“儲(chǔ)能參與調(diào)頻能夠提高電能頻率質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全水平。電網(wǎng)側(cè)將在政策允許的范圍內(nèi)，從調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)、控制策略、評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面做好研究工作，為儲(chǔ)能獨(dú)立參與電力系統(tǒng)運(yùn)行做好技術(shù)儲(chǔ)備，待未來(lái)內(nèi)外部條件具備時(shí)，盡快地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能安全并網(wǎng)運(yùn)行，并最大程度地發(fā)揮好儲(chǔ)能的獨(dú)特作用。”前述華北電力調(diào)控分中心人士對(duì)本報(bào)記者說(shuō)。
“未來(lái)，市場(chǎng)監(jiān)管司一方面將積極支持包括儲(chǔ)能技術(shù)在內(nèi)的各種先進(jìn)技術(shù)穩(wěn)妥進(jìn)入電力輔助服務(wù)領(lǐng)域，促進(jìn)電力系統(tǒng)安全性、可靠性的提高。另一方面，我們也將在電力交易市場(chǎng)化建設(shè)工作的總體框架下，設(shè)計(jì)合理的輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，促進(jìn)參與電力輔助服務(wù)的主體、技術(shù)和商業(yè)模式的多元化，提升市場(chǎng)活力和電力系統(tǒng)運(yùn)行效率?！鄙鲜鰢?guó)家能源局市場(chǎng)監(jiān)管司人士告訴本報(bào)記者。
全球儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)掃描
根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，從2000年至2014年底，全球儲(chǔ)能示范項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到840.3MW(其中不含抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能以及儲(chǔ)熱項(xiàng)目)，年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到135%。從儲(chǔ)能技術(shù)類型來(lái)看，從2009年前以NGK的鈉硫電池為主，過(guò)渡到近年鋰電池、鉛蓄電池、液流、飛輪等技術(shù)共同發(fā)展。從2009年之后新增累計(jì)裝機(jī)看，鋰離子技術(shù)份額位居第一。儲(chǔ)能技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用總體上還處于探索階段，從應(yīng)用方向要來(lái)分析，儲(chǔ)能可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、輔助服務(wù)領(lǐng)域、電網(wǎng)側(cè)、可再生能源發(fā)電領(lǐng)域以及分布式微網(wǎng)領(lǐng)域。
從2008年開(kāi)始，一些儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)始逐步的成規(guī)模的進(jìn)入調(diào)頻市場(chǎng)，研究報(bào)告指出，在過(guò)去的10年內(nèi)，全球范圍內(nèi)各種新型儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)品獲得了突破，在儲(chǔ)能產(chǎn)品的使用壽命、功率和容量、系統(tǒng)可靠性等方面都有長(zhǎng)足的發(fā)展，已經(jīng)完全能夠滿足電網(wǎng)的需求。從實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行效果看，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效降低電網(wǎng)調(diào)頻容量。2011年，在紐約州電力系統(tǒng)中，9MW的飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)完成的調(diào)頻任務(wù)量占總體調(diào)頻任務(wù)量的23.8%，即3.3%的優(yōu)質(zhì)調(diào)頻電源完成了23.8%的總調(diào)頻任務(wù)。美國(guó)最大的電力市場(chǎng)PJM于2012年10月1日正式開(kāi)始運(yùn)行新調(diào)頻市場(chǎng)，目前運(yùn)行效果良好。
德國(guó)和韓國(guó)的儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)也在快速發(fā)展中，韓國(guó)在未來(lái)三年將部署500MW的儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)，首個(gè)50MW項(xiàng)目已在2014年完成招標(biāo)，在2015年5月全部投運(yùn);2015年9月，第二批共50MW儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)將完成招標(biāo)工作。印度中央電力監(jiān)管委員會(huì)(CERC)目前正在制定引進(jìn)輔助服務(wù)市場(chǎng)的政策框架，要求2-3%的發(fā)電容量用于調(diào)頻，目前印度的總裝機(jī)量已經(jīng)超過(guò)210GW，一旦監(jiān)管條例發(fā)布，將帶來(lái)4-5GW的調(diào)頻市場(chǎng)潛力。
2014年是全球儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅猛的一年，美國(guó)加州通過(guò)了全球矚目的1.325GW儲(chǔ)能采購(gòu)計(jì)劃，大大刺激了儲(chǔ)能技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展。根據(jù)美國(guó)加州AB2514法案，加州公共事業(yè)委員會(huì)(CPUC)通過(guò)了“儲(chǔ)能采購(gòu)框架和設(shè)計(jì)項(xiàng)目”，確立了三大公共事業(yè)公司(太平洋電氣公司、南加州愛(ài)迪生電力公司和圣地亞哥電氣公司)到2020年將完成1.325GW儲(chǔ)能采購(gòu)的目標(biāo)。此外，非營(yíng)利性的公共事業(yè)公司(包括能源服務(wù)供應(yīng)商和社區(qū)電力合作社)需要采購(gòu)年最大負(fù)荷1%的儲(chǔ)能，CPUC要求每個(gè)項(xiàng)目都必須做經(jīng)濟(jì)性分析，并且可以使用美國(guó)電科院(EPRI)和DNV GL的模型來(lái)分析每個(gè)項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)性分析將直接影響未來(lái)儲(chǔ)能應(yīng)用發(fā)展格局。同時(shí)，美國(guó)加州也將自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃(SGIP)的資助期限延長(zhǎng)至2019年，屆時(shí)加州公共事業(yè)委員會(huì)預(yù)計(jì)每年能為“用戶側(cè)”的發(fā)電技術(shù)提供8300萬(wàn)美元的支持。到2020年加州三大公用事業(yè)公司將在電網(wǎng)的終端用戶側(cè)安裝200MW儲(chǔ)能，SGIP的資金將越來(lái)越多地用于資助儲(chǔ)能。2014年12月1日，加州三大公共事業(yè)公司發(fā)布了第一輪儲(chǔ)能項(xiàng)目的競(jìng)標(biāo)建議書，約采購(gòu)95MW的儲(chǔ)能裝機(jī)，近其2014年儲(chǔ)能裝機(jī)目標(biāo)的一半，僅占三大公司2020年1.3GW儲(chǔ)能采購(gòu)目標(biāo)的7%。
同時(shí)，在澳大利亞、德國(guó)和日本等市場(chǎng)，家用光儲(chǔ)系統(tǒng)在金融資本的支持下逐步盈利。加拿大、英國(guó)、美國(guó)的紐約州、韓國(guó)及一些島嶼國(guó)家的政府也出臺(tái)了儲(chǔ)能采購(gòu)的相關(guān)政策和規(guī)劃。
美國(guó)推動(dòng)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)的政策演進(jìn)
最近五年，美國(guó)電力行業(yè)最突出成果之一就是將儲(chǔ)能引入電力系統(tǒng)AGC調(diào)頻服務(wù)領(lǐng)域。AGC調(diào)頻服務(wù)主要由燃?xì)?、水電以及火電等機(jī)組提供。2008年，一些新興儲(chǔ)能技術(shù)逐步成規(guī)模進(jìn)入AGC調(diào)頻領(lǐng)域，其中部分有代表意義的項(xiàng)目包括：
3MW飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)于2008年在新英格蘭電力市場(chǎng)投運(yùn)
2MW鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)于2008年在加州電力市場(chǎng)投運(yùn)
20MW飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)于2011年在紐約州電力市場(chǎng)投運(yùn)
32MW鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)于2012年在PJM 電力市場(chǎng)投運(yùn)
儲(chǔ)能技術(shù)能夠規(guī)模化應(yīng)用于美國(guó)電網(wǎng)中，除了儲(chǔ)能技術(shù)自身的發(fā)展完善以外，主要得益于美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)在立法層面取得的重大突破：
1)2007年推出的890法案為儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入調(diào)頻市場(chǎng)提供了基本制度保障。890法案的全稱是《防止輸電服務(wù)中不正當(dāng)?shù)钠缫暫推蛐浴?Order 890: Preventing Undue Discrimination and Preference in Transmission Service)，明確要求區(qū)域電力市場(chǎng)允許包括儲(chǔ)能在內(nèi)的非傳統(tǒng)發(fā)電電源提供AGC調(diào)頻服務(wù)。從2008年開(kāi)始，美國(guó)各個(gè)電力市場(chǎng)(ISO)都相應(yīng)制定了儲(chǔ)能參與調(diào)頻市場(chǎng)的方案，例如紐約電力市場(chǎng)的Limited Energy Storage Resource (LESR)，PJM電力市場(chǎng)的Energy Storage Resource (ESR)，加州電力市場(chǎng)的Regulation Energy Management (REM)，中西部電力市場(chǎng)的Stored Energy Resource (SER) 等，主要的方案內(nèi)容涉及儲(chǔ)能系統(tǒng)參與AGC調(diào)頻的詳細(xì)市場(chǎng)規(guī)則、AGC調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化、評(píng)價(jià)考核系統(tǒng)等。
2)2011年推出的755法案解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)AGC調(diào)頻服務(wù)獲得合理回報(bào)的問(wèn)題。755法案的全稱是《批發(fā)電力市場(chǎng)的調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償》(Order 755: Frequency Regulation Compensation in the Organized Wholesale Power Markets)，其核心內(nèi)容是要求各區(qū)域電力市場(chǎng)按照不同調(diào)頻電源提供的調(diào)頻服務(wù)的效果支付調(diào)頻補(bǔ)償費(fèi)用(Pay for Performance)。
3)2013年7月推出的784法案為儲(chǔ)能技術(shù)提供輔助服務(wù)在全美國(guó)境內(nèi)推廣給予法律基礎(chǔ)。784法案的全稱是《第三方提供輔助服務(wù)以及新型電儲(chǔ)能技術(shù)的結(jié)算和財(cái)務(wù)報(bào)告》(Order 784: Third-Party Provision of Ancillary Services; Acing and Financial Reporting for New Electric Storage Technologies )。
4)2013年11月推出的792法案解決了儲(chǔ)能并網(wǎng)的程序問(wèn)題，首次將儲(chǔ)能定義為小型發(fā)電設(shè)備，并制定快速并網(wǎng)檢測(cè)程序。(Order792：Small Generator Interconnection Agreements and Procedures)
以上四個(gè)法案的推出，解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與AGC調(diào)頻服務(wù)市場(chǎng)的合法性以及獲取合理投資收益的問(wèn)題，以法案形式將儲(chǔ)能調(diào)頻應(yīng)用規(guī)?；茝V至全美境內(nèi)，隨后又定義儲(chǔ)能類別并推出快速并網(wǎng)檢測(cè)程序，這對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的健康發(fā)展起到了決定性的作用。
FERC上述法案能夠先后推出，與美國(guó)社會(huì)各界的配合和支持密不可分。從2003年開(kāi)始，美國(guó)政府管理部門、研究咨詢機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能設(shè)備供應(yīng)商、電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、發(fā)電集團(tuán)等電力行業(yè)相關(guān)主體針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)參與AGC調(diào)頻方案聯(lián)合進(jìn)行了全面細(xì)致的理論分析、模擬研究和項(xiàng)目實(shí)測(cè)，為FERC出臺(tái)相關(guān)政策起到了應(yīng)有的支持作用，并且也為這些政策能最終得到落實(shí)打下了良好的基礎(chǔ)。
