中國儲能網(wǎng)訊：近期，PG&E發(fā)布EPIC(Electric Program Investment Charge)項目分析報告，分析該公司第一個儲能項目自2013年9月19日正式投運以來的技術(shù)經(jīng)驗和參與CAISO電力市場的運行收益狀況。
一、EPIC是AB2514法案頒布之后PG&E開展的首個儲能項目
2010年加州通過AB2514法案，要求州內(nèi)各公用事業(yè)公司制定儲能采購目標，推動加州實現(xiàn)日益嚴苛的可再生能源配額制標準。作為加州主要公用事業(yè)公司之一，PG&E自法案頒布后開展了EPIC項目(全稱EPIC 1.01 Energy Storage for Market Operations)。
EPIC具體包括Vaca-Dixon BESS和Yerba Buena BESS兩個鈉硫電池儲能項目，規(guī)模分別為2MW/14MWh和4MW/32MWh，項目分別于2014年7月和10月并網(wǎng)運行。在兩個項目中，Yerba Buena是并離網(wǎng)運行，Vaca-Dixon項目主要參與CAISO市場的示范運行。
EPIC力圖通過項目，實現(xiàn)以下三個目的：(1)積累電池儲能系統(tǒng)參與加州獨立系統(tǒng)運營商(CAISO)非發(fā)電資源(NGR)市場的運行數(shù)據(jù)和經(jīng)驗;(2)開發(fā)自動通訊技術(shù)和調(diào)度控制策略，使得儲能系統(tǒng)可以自動響應(yīng)CAISO市場信號，確保儲能的快速響應(yīng)功能得到充分利用;(3)通過參與CAISO市場，量化實際儲能項目運行的經(jīng)濟收益。
二、EPIC儲能項目可以同時參與CAISO的調(diào)頻、日前和實時能量、旋轉(zhuǎn)備用等多個電力市場獲取多重應(yīng)用收益
(1)調(diào)頻輔助服務(wù)市場
儲能參與調(diào)頻服務(wù)，實際上是在實時市場進行充放電的過程。
儲能在調(diào)頻市場的收益來自5個方面，包括上調(diào)(Reg Up)和下調(diào)(Reg Dn)容量費用，AGC系統(tǒng)實時指示性能量不平衡能量費用(Real-time Instructed Imbalance Energy)，AGC系統(tǒng)實時非指示性能量不平衡能量費用(Real-time Uninstructed Imbalance Energy)，基于調(diào)頻里程支付的費用(Mileage)，上調(diào)和下調(diào)因調(diào)用但未響應(yīng)的費用(RegUp & RegDn No-Pay)。
由于在每個調(diào)頻響應(yīng)周期內(nèi)電池充放電的SOC無法提前預(yù)知，會增加資源在參與能量服務(wù)競價或規(guī)劃時的復(fù)雜程度，為此CAISO構(gòu)建了非發(fā)電資源能量管理模型(NGR Regulation Energy Management Model)，對SOC進行管理。此外，由于不同調(diào)頻市場價格實時快速變化，因此不同時間的調(diào)頻收益會出現(xiàn)較大波動。
(2)日前和實時能量市場
在日前能量市場，雖然參與CAISO日前市場競價的電力資源可以獲得相同的出清價格，但是由于所處地點不同而具有不同的節(jié)點邊際電價(LMP，市場管理不同地區(qū)輸電線路擁塞的成本)，因此只有所在地區(qū)LMP為負的儲能資源可以參與日前市場。若要實現(xiàn)收益，儲能應(yīng)當在LMP低于放電價格的時段充電。為鼓勵儲能參與日前市場，2014年10月CAISO制定獎勵計劃，電池連續(xù)充電7小時(購買能量)和放電5小時(銷售能量)可以收到獎勵。
在實時能量市場，CAISO的實時能量市場具體包括15min市場和5min市場。一方面電池可以參與實時市場競價，另一方面，由于電池本身會在充電末段功率降低，而在此時段內(nèi)電池參與實時市場價格也可以獲得一部分額外收益。
(3)旋轉(zhuǎn)備用容量市場
儲能參與旋轉(zhuǎn)備用的收益包括備用容量收益和CAISO調(diào)用后的能量收益。前者每1小時獎勵一次，后者每5分鐘發(fā)布一次。由于旋轉(zhuǎn)備用的收益遠低于調(diào)頻，因此提供旋轉(zhuǎn)備用的機會成本較高。
圖1：2015年8月Vaca儲能項目參與CAISO電力市場收益結(jié)構(gòu)圖
圖2：2016年3月Vaca儲能項目參與CAISO電力市場收益結(jié)構(gòu)圖
三、EPIC儲能項目參與CAISO電力市場運行經(jīng)驗總結(jié)
1)調(diào)頻是目前儲能項目獲取經(jīng)濟收益的最有效途徑
以2MW Vaca儲能系統(tǒng)為例，若完全參與調(diào)頻輔助服務(wù)，2015年8月的總收益約$2000/MW，隨著CAISO日調(diào)頻采購價格升高，2016年3月儲能系統(tǒng)參與調(diào)頻的總收益更是達到了$7000/MW。 基于儲能項目2015-2016年實際調(diào)頻收益計算得到的年平均收益為$146700，NPV為$9191409(12年壽命，資金成本7%)，對應(yīng)的盈虧平衡安裝成本為$291/kW。
圖3：Vaca儲能項目調(diào)頻收益
圖4：Vaca儲能項目調(diào)頻NPV
2)CAISO的日前和實時能量市場尚不足以滿足儲能通過能量套利的方式獲取高額利潤
儲能參與能量市場并獲取經(jīng)濟收益主要基于不同時間充放電的電價差。然而項目在實際運行中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電價差尚不足以抵消由于儲能系統(tǒng)循環(huán)效率等因素所帶來的損失，通過能量套利尚不能成為儲能項目盈利的主要方式。
3)旋轉(zhuǎn)備用可以在一定程度上增加儲能的應(yīng)用收益
未參與其他服務(wù)的儲能容量可以通過快速響應(yīng)并提供CAISO旋轉(zhuǎn)備用容量進一步增加收益。通常旋轉(zhuǎn)備用的收益水平在$4/MW/h左右。在實際項目中，旋轉(zhuǎn)備用并非儲能主要的收益來源。
4)儲能在實際項目運行中所獲得的收益低于研究模型估算的經(jīng)濟效益
調(diào)頻是目前儲能在電力市場的主要收益來源是造成該差異的主要原因。一方面CAISO調(diào)頻市場價格實時快速變化，實際調(diào)頻價格通常低于模型假設(shè)價格;另一方面儲能項目通?？梢詤⑴c多種服務(wù)，因此其容量并非按照調(diào)頻最佳容量配置，以配置了7小時儲能容量的能量型系統(tǒng)為例，其在調(diào)頻方面的經(jīng)濟性遠低于配置了30分鐘儲能容量的系統(tǒng)。
四、CNESA評述
EPIC項目不僅是PG&E的首批示范性商業(yè)化應(yīng)用的儲能項目，也是公用事業(yè)公司參與CAISO NGR市場的首個儲能項目。
從項目3年以來參與CAISO電力市場的運行和收益狀況來看，儲能可以參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場、日前能量市場、實施能量市場和旋轉(zhuǎn)備用市場等多個電力市場，獲取多重應(yīng)用收益。在上述服務(wù)中，儲能參與調(diào)頻市場的收益性最好。需要指出的是，儲能參與任何一種服務(wù)都具有排他性，因此項目運行方需要提前估算并決定未來一段時間內(nèi)應(yīng)當參與何種服務(wù)以實現(xiàn)利潤最大化。
原標題:參與電力市場 獲取多重收益——PG&E公布儲能項目實際運行收益狀況
