儲(chǔ)能如何更好參與電力輔助服務(wù)市場

　　導(dǎo)讀： 隨著電力市場改革的進(jìn)一步深化，電力輔助服務(wù)市場成為改革的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。而儲(chǔ)能作為手段之一，憑借其快速精確的響應(yīng)能力和靈活的布置方式，已經(jīng)在以調(diào)頻為代表的輔助服務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化的突破。但從另一方面看，與儲(chǔ)能高效合理應(yīng)用相配套的市場機(jī)制和政策

　　隨著電力市場改革的進(jìn)一步深化，電力輔助服務(wù)市場成為改革的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。而儲(chǔ)能作為手段之一，憑借其快速精確的響應(yīng)能力和靈活的布置方式，已經(jīng)在以調(diào)頻為代表的輔助服務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化的突破。但從另一方面看，與儲(chǔ)能高效合理應(yīng)用相配套的市場機(jī)制和政策環(huán)境還存在諸多缺失。今后隨著更高比例可再生能源的接入，我國電力系統(tǒng)對(duì)靈活性資源參與調(diào)節(jié)的需求會(huì)更高，儲(chǔ)能在未來低碳化的能源體系下將發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，相比較而言，我國輔助服務(wù)市場建設(shè)尚處于初級(jí)階段，市場規(guī)則合理性還有待探究，規(guī)則的調(diào)整還需要與時(shí)俱進(jìn)，且要朝著長效發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)。

　　市場化取得了一定進(jìn)展，但仍存在不少問題

　　目前儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場面臨的問題與困難，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入輔助服務(wù)市場的身份認(rèn)定。

　　身份認(rèn)定，也即“如何進(jìn)入市場”的問題，這個(gè)可以從兩個(gè)層面看：

　　一是規(guī)則允許進(jìn)入但實(shí)際操作存在很多困難，從各地區(qū)輔助服務(wù)市場規(guī)則條文來看，基本明確了儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場的身份，獨(dú)立儲(chǔ)能電站和聯(lián)合儲(chǔ)能電站形式均被允許參與輔助服務(wù)。但從實(shí)際層面操作層面看，除儲(chǔ)能綁定火電機(jī)組形式以外，其他形式儲(chǔ)能系統(tǒng)還難以進(jìn)入市場，現(xiàn)有的交易、調(diào)度等平臺(tái)還難以支撐此類項(xiàng)目參與服務(wù)，并且在土地，并網(wǎng)等審批環(huán)節(jié)還存在一些困難。長遠(yuǎn)來看，獨(dú)立儲(chǔ)能電站和集成資源的用戶側(cè)儲(chǔ)能電站也會(huì)是參與輔助服務(wù)應(yīng)用的主力，還需要完善技術(shù)配套和政策支撐。

　　二是進(jìn)入之后，在市場中的“待遇”與其他參與主體相比有差距，也即“公平性的問題”。目前各地還是存在冗余機(jī)組擠壓優(yōu)質(zhì)資源市場空間的現(xiàn)象，并且輔助服務(wù)的調(diào)度策略相對(duì)簡單，缺少針對(duì)獨(dú)立型儲(chǔ)能電站的優(yōu)化調(diào)度機(jī)制，且不滿足未來電力現(xiàn)貨市場需求，無法保證與電力現(xiàn)貨市場的銜接。這也是現(xiàn)有儲(chǔ)能項(xiàng)目偏向于綁定獨(dú)立調(diào)度主體的原因，獨(dú)立儲(chǔ)能電站還難與其他市場主體真正公平地競爭。

　　儲(chǔ)能項(xiàng)目投資收益難以得到保證

　　目前儲(chǔ)能進(jìn)入輔助服務(wù)市場后，還存在盈利難以保證的問題。在市場開放之初，由于邊際價(jià)值較高，儲(chǔ)能可獲得高價(jià)值回報(bào)的區(qū)域主要集中在執(zhí)行“按效果付費(fèi)”較好的調(diào)頻輔助服務(wù)區(qū)域。但政策的快速調(diào)整極大地影響著儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場的投資收益。2019年，華北能源監(jiān)管局在華北兩個(gè)細(xì)則中調(diào)整K值上限，以及對(duì)蒙西電網(wǎng)細(xì)則中“日調(diào)節(jié)深度”及“AGC 服務(wù)貢獻(xiàn)日補(bǔ)償電量”計(jì)算方式的修訂，均使調(diào)頻輔助服務(wù)收益產(chǎn)生了明顯的下降。

　　缺少輔助服務(wù)市場的長效運(yùn)行機(jī)制

　　總體來說，我國輔助服務(wù)市場機(jī)制尚未形成，儲(chǔ)能等新調(diào)節(jié)資源提供輔助服務(wù)的成本和響應(yīng)補(bǔ)償并不能完全反映電力系統(tǒng)所需，相應(yīng)的成本支付也未能通過市場向?qū)嶋H受益方傳導(dǎo)。這其實(shí)是輔助服務(wù)的一個(gè)整體問題，它與電力市場尤其是現(xiàn)貨市場的建設(shè)步伐息息相關(guān)，亟需通過電力市場深化改革完善輔助服務(wù)價(jià)格形成機(jī)制，逐步將輔助服務(wù)市場規(guī)則與現(xiàn)貨市場掛鉤，這也是解決各類新技術(shù)和新市場主體參與市場并獲得合理價(jià)值回報(bào)的必要途徑。

　　國外儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場的規(guī)則設(shè)計(jì)

　　美國是全球范圍內(nèi)最先將儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模化應(yīng)用于電力系統(tǒng)輔助服務(wù)的國家，目前已有大量商業(yè)化儲(chǔ)能項(xiàng)目應(yīng)用于輔助服務(wù)領(lǐng)域。儲(chǔ)能技術(shù)之所以能夠在美國輔助服務(wù)市場得到規(guī)模化應(yīng)用，除了得益于儲(chǔ)能技術(shù)成本下降，也要?dú)w功于美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)在明確儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場的身份，確保在市場中獲取合理收益，以及輔助服務(wù)費(fèi)用來源等方面在政策和立法層面的支持和保障。這里介紹一下美國的成功經(jīng)驗(yàn)。

　　明確儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的身份

　　在美國電力批發(fā)市場中，儲(chǔ)能被看作是一類特殊的電力資產(chǎn)，其定義是“非發(fā)電資源”(NGR)。不同于發(fā)電機(jī)，NGR是可以在整個(gè)容量范圍內(nèi)從負(fù)到正進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)的一種資源，例如從充電到放電，從負(fù)到正，連續(xù)調(diào)度到任何水平。NGR具有兩大特性：一是NGR模型比一般發(fā)電機(jī)組更為簡單，既沒有啟動(dòng)成本，也沒有關(guān)機(jī)成本、最小負(fù)荷成本或者轉(zhuǎn)換成本;二是NGR可以提供能量服務(wù)、容量服務(wù)和各種輔助服務(wù)。儲(chǔ)能裝置在批發(fā)市場中只有兩個(gè)報(bào)價(jià)，充電報(bào)價(jià)和放電報(bào)價(jià)。為保證參與市場，運(yùn)行成本最低保證中標(biāo)，儲(chǔ)能裝置基本都是零報(bào)價(jià)。

　　明確“按效果付費(fèi)機(jī)制”

　　鑒于儲(chǔ)能是能夠獨(dú)立提供優(yōu)質(zhì)輔助服務(wù)的電源，其與提供輔助服務(wù)的傳統(tǒng)電源地位相同，針對(duì)傳統(tǒng)電源的輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制也同樣適用于儲(chǔ)能，即，不論何種儲(chǔ)能技術(shù)，均以其為對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的影響為原則，進(jìn)行合理的補(bǔ)償。

　　FERC在2011年12月發(fā)布了755法案《批發(fā)電力市場的調(diào)頻服務(wù)補(bǔ)償》，明確要求各個(gè)電力市場出臺(tái)基于效果的付費(fèi)補(bǔ)償方案，對(duì)調(diào)頻資源的實(shí)際貢獻(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)償。法令要求調(diào)頻輔助服務(wù)市場對(duì)調(diào)頻資源必須包含兩部分補(bǔ)償：①現(xiàn)有的容量補(bǔ)償，包含邊際電源的機(jī)會(huì)成本;②效果補(bǔ)償，反映調(diào)頻資源提供調(diào)頻輔助服務(wù)的質(zhì)量(如跟隨控制信號(hào)的準(zhǔn)確度)以及實(shí)際貢獻(xiàn)數(shù)量。一般而言，調(diào)頻里程越大，調(diào)頻性能指標(biāo)越高，所能獲得的收益也越大。在新的補(bǔ)償方案下，容量收益不再是“固定”收益，調(diào)頻性能指標(biāo)為零時(shí)，容量收益可能也為零。因而，供應(yīng)商的調(diào)頻效果會(huì)影響其最終所能獲得的調(diào)頻總收益。這使得儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)AGC調(diào)頻服務(wù)獲得合理回報(bào)的問題得以解決。

　　實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，備用與電能量的聯(lián)合優(yōu)化出清

　　這里以PJM市場為例，作為已經(jīng)成熟運(yùn)行多年的電力現(xiàn)貨市場，輔助服務(wù)與現(xiàn)貨市場聯(lián)合優(yōu)化出清，可以保證對(duì)因調(diào)頻引起的電能量價(jià)格變化以及提供備用服務(wù)而造成的機(jī)會(huì)損失成本進(jìn)行準(zhǔn)確定價(jià)。從而真正實(shí)現(xiàn)輔助服務(wù)的市場化，PJM市場聯(lián)合優(yōu)化出清的具體時(shí)序如下

　　在日前市場上，ISO聯(lián)合優(yōu)化出清能量、備用、調(diào)頻，但對(duì)調(diào)頻不進(jìn)行結(jié)算;

　　在時(shí)前市場上，ISO重新聯(lián)合優(yōu)化出清，確定調(diào)頻資源的機(jī)組組合和中標(biāo)調(diào)頻容量;在進(jìn)入運(yùn)行小時(shí)以前，機(jī)組必須按照指令將其出力水平調(diào)整到調(diào)頻出力水平，即在時(shí)前完成調(diào)頻市場中標(biāo);

　　在進(jìn)入運(yùn)行小時(shí)后，ISO聯(lián)合優(yōu)化出清能量、備用和調(diào)頻，每個(gè)調(diào)度小時(shí)分為12個(gè)調(diào)度時(shí)段，每個(gè)調(diào)度時(shí)段為5min。每5min都會(huì)進(jìn)行一次能量出清，用于市場結(jié)算。確定每個(gè)調(diào)度時(shí)段的實(shí)時(shí)電能量市場節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)(LMP)、調(diào)頻容量價(jià)格、調(diào)頻里程價(jià)格，再通過求11個(gè)時(shí)段的算術(shù)平均值，獲得該調(diào)度小時(shí)的電能量和調(diào)頻，備用價(jià)格，完成調(diào)頻市場定價(jià)。

　　至于輔助服務(wù)的長效機(jī)制，即輔助服務(wù)成本由電力用戶分?jǐn)偅趪獯蠖鄶?shù)成熟電力市場均已實(shí)現(xiàn)。

　　對(duì)國內(nèi)儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場規(guī)則的建議

　　根據(jù)美國和其他國際市場的經(jīng)驗(yàn)看，輔助服務(wù)市場均基于成熟的電力現(xiàn)貨市場，根據(jù)存在時(shí)序和地點(diǎn)特性差別的電價(jià)信號(hào)設(shè)計(jì)。

　　從目前國內(nèi)情況看，電力現(xiàn)貨市場建設(shè)試點(diǎn)剛剛起步，現(xiàn)代電力市場體系建設(shè)還需要大量的時(shí)間和努力，近中期內(nèi)電力現(xiàn)貨市場建設(shè)仍以試點(diǎn)為主。在這些試點(diǎn)地區(qū)，輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制需要配合電力現(xiàn)貨交易機(jī)制建設(shè)逐步地進(jìn)行市場化，對(duì)于儲(chǔ)能，可以將具備調(diào)節(jié)能力，能夠接受調(diào)度指令的裝置均視為輔助服務(wù)供應(yīng)主體，并根據(jù)性能進(jìn)行定制化并網(wǎng)調(diào)度規(guī)則設(shè)計(jì)。同時(shí)，基于調(diào)頻性能，進(jìn)行儲(chǔ)能替代常規(guī)機(jī)組參與調(diào)頻替代比的量化評(píng)估，從而進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)頻容量，釋放更多優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)入市場。在運(yùn)行層面，盡早實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、備用與電能量的聯(lián)合優(yōu)化出清，以達(dá)到提高市場效率的最終目的。在價(jià)格分?jǐn)偡矫妫捎脩魝?cè)承擔(dān)輔助服務(wù)費(fèi)用、現(xiàn)貨交易用戶側(cè)單軌制(即不存在優(yōu)先購電用戶)，該情況是最為理想的。

　　同時(shí)，在廣大的非現(xiàn)貨市場試點(diǎn)地區(qū)，“計(jì)劃調(diào)度+直接交易”的計(jì)劃改良模式還將長期存在。在這些地區(qū)，可以將各類型機(jī)組中調(diào)節(jié)能力最差的機(jī)組輔助服務(wù)水平作為有償輔助服務(wù)的起點(diǎn)，來體現(xiàn)輔助服務(wù)供應(yīng)能力的公平性。同時(shí)引入容量備用輔助服務(wù)產(chǎn)品類型，讓提供容量備用的機(jī)組獲得其合理合法的收益。在費(fèi)用分?jǐn)偡矫妫殡S計(jì)劃放開，參與直接交易的用戶應(yīng)當(dāng)承擔(dān)自身電量對(duì)應(yīng)的輔助服務(wù)費(fèi)用，逐漸過渡到全部輔助服務(wù)費(fèi)用由用戶承擔(dān)。

　　關(guān)于輔助服務(wù)的費(fèi)用由電力用戶分?jǐn)偅@是將國內(nèi)現(xiàn)有的輔助服務(wù)市場在發(fā)電商之間“零和博弈”最終過渡到真正市場化不可避免的一步。其實(shí)在上網(wǎng)電價(jià)逐步放開之后，發(fā)電側(cè)承擔(dān)輔助服務(wù)費(fèi)用的理論基礎(chǔ)，也就是標(biāo)桿電價(jià)已經(jīng)包含了輔助服務(wù)成本已經(jīng)不存在了。實(shí)際的交易過程中，雙方都是在為電能量價(jià)格進(jìn)行博弈，而沒有對(duì)輔助服務(wù)部分進(jìn)行討論。考慮到輔助服務(wù)是電能生產(chǎn)必不可少的組成因素，從市場化的角度看，無論輔助服務(wù)的成本如何、費(fèi)用高低，都應(yīng)當(dāng)由電力用戶承擔(dān)輔助服務(wù)費(fèi)用。而且在可再生能源滲透率快速提高的大背景下，按照“誰收益，誰承擔(dān)”的原則，可以認(rèn)為最終是用戶使用了占比更高的可再生能源，享受到了“綠色能源帶來的環(huán)境改善收益”自然應(yīng)當(dāng)為此支付相應(yīng)的費(fèi)用。該部分費(fèi)用既應(yīng)該包括可再生能源的電能量價(jià)格，也應(yīng)該包括使用這些可再生能源需要的輔助服務(wù)費(fèi)用。

　　關(guān)于按效果付費(fèi)使輔助服務(wù)費(fèi)用上漲，以及國家處于降低實(shí)體經(jīng)濟(jì)用電成本的階段，難于考慮直接向用戶疏導(dǎo)，這確實(shí)是一個(gè)很重要的問題，也是目前監(jiān)管者推動(dòng)輔助服務(wù)機(jī)制進(jìn)退兩難的地方。關(guān)于這一點(diǎn)，筆者想說的是：

　　一：我國總體輔助服務(wù)價(jià)格的占比相對(duì)國外電力市場化的國家整體還是偏低的，尤其是可再生能源較多的國家如德國和一些北歐國家。

　　二：由于多年來高速的電源建設(shè)步伐，以及經(jīng)濟(jì)增速的放緩，目前是處在電力過剩的階段。而隨著電力交易市場化的推進(jìn)，各地直接交易的均價(jià)實(shí)際上低于國家核定電價(jià)，即部分電力用戶已經(jīng)享受到了實(shí)際的價(jià)格優(yōu)惠。此時(shí)，將輔助服務(wù)費(fèi)用轉(zhuǎn)移給電力用戶，用戶看到賬單上存在輔助服務(wù)費(fèi)用，但是整體感受電價(jià)仍然是降低，這樣阻力會(huì)減小。

　　三：隨著可再生能源滲透率的不斷增加，輔助服務(wù)的需求會(huì)相應(yīng)增長，而儲(chǔ)能作為優(yōu)質(zhì)的調(diào)節(jié)資源，參與到輔助服務(wù)市場中，反而會(huì)對(duì)輔助服務(wù)費(fèi)用的上漲起到抑制作用。

　　綜合三點(diǎn)，輔助服務(wù)費(fèi)用向用戶分?jǐn)偸亲罱K趨勢(shì)，其具體推行的節(jié)奏可以根據(jù)電力現(xiàn)貨市場建設(shè)的步伐進(jìn)行調(diào)整，但不宜過晚。如果等到可再生能源比例高到一定程度再向用戶傳導(dǎo)，阻力會(huì)比現(xiàn)在更大。

　　綜上，就儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場，應(yīng)分階段優(yōu)化市場機(jī)制，率先明確不同儲(chǔ)能應(yīng)用形式的市場身份，理清不同電力系統(tǒng)環(huán)境下的調(diào)節(jié)資源需求，后利用市場規(guī)則反映儲(chǔ)能靈活調(diào)節(jié)能力價(jià)值，并由受益方為此進(jìn)行支付。