中國儲能網(wǎng)訊：電力輔助服務是儲能最重要的一種應用，受限于國內(nèi)政策因素，一直未被重視。電力輔助服務是為維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量而提供的服務。包括一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動等。
2017年儲能系統(tǒng)聯(lián)合火電機組參與調(diào)頻服務的模式得到快速推廣應用，在華北區(qū)域，儲能電力調(diào)頻開始了商業(yè)化運營。根據(jù)CNESA研究部預測，儲能應用于調(diào)頻輔助服務領域的比例在2020年有望達到18%，2倍于現(xiàn)有的市場份額。
“調(diào)頻是比較特殊的領域，在儲能屬于高端應用，是最高級的一種輔助服務形態(tài)。近年來，儲能參與調(diào)頻逐漸被大家關注并認可，但由于目前國內(nèi)電力市場體制不健全，所以儲能調(diào)頻面臨的挑戰(zhàn)也很明確。”中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟常務副理事長俞振華接受專訪時說。
被低估的儲能調(diào)頻
調(diào)頻主要是為了調(diào)節(jié)短時間內(nèi)的能量不平衡，從而保證電網(wǎng)穩(wěn)定，在我國主要依靠傳統(tǒng)機組，尤其是火電和水電進行調(diào)頻，在沒有水電的地區(qū)，則主要依靠火電。但是相對水電和燃氣機組來講，火電調(diào)頻能力是最差的。一方面火電機組頻繁變換功率運行，會加重機組設備疲勞和磨損；另一方面環(huán)保壓力限制了機組調(diào)節(jié)能力，機組頻繁變功率運行很難控制排放物排放量，發(fā)電企業(yè)如果排放不達標，可能面臨每年千萬甚至上億元的罰款。
從全球來看，儲能做電力輔助服務是性價比最高的一種應用領域，可以彌補火電、燃氣機組調(diào)頻成本很高的現(xiàn)實。儲能的最大優(yōu)勢是響應快，響應精確。電力系統(tǒng)調(diào)頻的需求，就是調(diào)度在下發(fā)指令給調(diào)頻機組的時候，它希望調(diào)頻機組能很快的響應到位，儲能特性能夠很好的滿足調(diào)頻的需求。
據(jù)俞振華介紹，儲能調(diào)頻的優(yōu)勢在于能提升機組的KP值，傳統(tǒng)機組調(diào)頻獲得的收益是KP值乘以價格，有儲能的機組KP值會高，相應獲得的收益也會高。同時俞振華也強調(diào)KP值計算規(guī)則的改變會對儲能調(diào)頻收益有較大影響。
不斷開放的電力市場
在新一輪電改中，將輔助服務市場建設提到了重要位置，去年東北、山東、福建、甘肅、山西、新疆、河南和南方區(qū)域相繼出臺了一系列支持儲能參與調(diào)峰調(diào)頻的政策文件，這使得儲能在輔助服務領域的應用持續(xù)升溫。
但是儲能仍缺少具體的價格機制和調(diào)度機制，目前全國采用的依然是各區(qū)域的《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理細則》和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務管理細則》。據(jù)俞振華介紹，國內(nèi)現(xiàn)貨市場還未建立起來，目前儲能參與調(diào)頻是按照上述兩個細則進行的，兩個細則給了儲能參與電力輔助服務市場的機會，但同時細則中的需求時人為制定出來的，自然會受到各方的限制，不是完全市場化的需求。
在沒有現(xiàn)貨市場情況下，輔助服務機制不健全，難以量化機會成本。俞振華強調(diào)：“電量現(xiàn)貨市場可以為煤電機組、燃氣機組、水電機組、儲能電站在系統(tǒng)內(nèi)競價交易，最后按著哪種輔助服務報價最低、效果最優(yōu)，確定誰提供電量。當規(guī)?；膬δ茈娬灸軌騾⑴c現(xiàn)貨市場，對電價波動的抑制以及電網(wǎng)運行安全性都有一定的益處。只要市場化定價、市場化提供服務，儲能就會有更多的發(fā)展空間?！?
“火電儲能聯(lián)合調(diào)頻”價值凸顯
儲能參與調(diào)頻近年來雖然不斷被業(yè)內(nèi)所認可，但是儲能調(diào)頻仍處于混沌期，挑戰(zhàn)大于機會?！氨热缱瞵F(xiàn)實的問題是電費結(jié)算問題，儲能參與調(diào)頻后的錢該由誰出?這個在國內(nèi)還沒有統(tǒng)一的規(guī)定。國外主要是由用戶買單，國內(nèi)比較復雜，提供調(diào)頻服務的是電廠，為儲能調(diào)頻買單的也是電廠。”北京睿能世紀科技有限公司(簡稱“睿能世紀”)CEO牟镠峰坦言。
獨立儲能電站調(diào)頻在技術上可行，但目前還需要解決并網(wǎng)、結(jié)算等多方面問題，與火電聯(lián)合調(diào)頻是把儲能作為火電廠一部分，不用修改電網(wǎng)調(diào)度規(guī)則，不用單獨為其制定一套辦法和準則。
火電儲能聯(lián)合調(diào)頻技術，采用儲能系統(tǒng)和火電機組聯(lián)合運行，構(gòu)成新的電力調(diào)頻電源，既解決了傳統(tǒng)火電機組調(diào)節(jié)速率慢、折返延遲和誤差大的缺點，又彌補了儲能系統(tǒng)由于能量有限增加電網(wǎng)調(diào)頻難度的劣勢。
對于電力企業(yè)而言，此技術可使發(fā)電機組在保持平穩(wěn)運行的同時大幅提高調(diào)頻性能，有效降低機組磨損，增加機組安全性，同時為機組帶來經(jīng)濟效益，幫助電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
睿能世紀便是“火電儲能聯(lián)合調(diào)頻”技術的開創(chuàng)者。睿能世紀成立于2011年，并于2013年成功實施全球首個火電儲能聯(lián)合調(diào)頻項目—京能集團北京石景山熱電廠2MW儲能聯(lián)合調(diào)頻項目。該項目運行效果獲得國家能源局、北京市科委、華北電網(wǎng)和京能集團的一致好評，并于2015年獲得北京市科學技術獎。
北京石景山熱電廠儲能聯(lián)合調(diào)頻項目
在項目開發(fā)中，睿能世紀采用“BOO模式建設-運營-持有”方式合作，無需電廠投資。石景山熱電廠項目以合同能源管理方式實施，儲能系統(tǒng)由睿能和北京源深節(jié)能技術有限責任公司共同投資，睿能負責研發(fā)、建設和維護，石熱電廠主要負責安全運行。產(chǎn)生的增量收入由三方按比例分成。
牟镠峰提到，睿能世紀從2011年就開始對火電儲能聯(lián)合調(diào)頻進行了深入研究，可以說睿能世紀的成立就是為了做好這件事!在一個又一個的項目中，睿能世紀遇到了各種問題但同時也積累了豐富的經(jīng)驗，比如電池短時間內(nèi)不會出現(xiàn)問題，但是長時間運行容易出現(xiàn)哪些問題，如何選擇合作伙伴等等，這些都是經(jīng)過時間和經(jīng)驗積累出來的。
截止2018年4月，睿能世紀擁有20MW火電儲能聯(lián)合調(diào)頻項目、42MW項目合同，預計今年項目總裝機容量將達到100MW。作為全球火電儲能聯(lián)合調(diào)頻技術的開創(chuàng)者，睿能世紀多年來一直致力于本領域的技術研發(fā)和應用創(chuàng)新。截止今年4月，已陸續(xù)在調(diào)頻領域獲得約30余項發(fā)明專利。
山西陽光電廠儲能聯(lián)合調(diào)頻項目
山西京玉電廠儲能聯(lián)合調(diào)頻項目
全球合作伙伴計劃
對于儲能來講，發(fā)電側(cè)調(diào)頻服務屬于高端應用。從已經(jīng)投運的儲能項目看，調(diào)頻服務對于電池性能、壽命提出了一個很高的要求。據(jù)介紹，和火電機組配合的儲能調(diào)頻對系統(tǒng)安全性和可靠性的要求更高，對于企業(yè)來講，誰能在高安全和低成本中取得平衡優(yōu)勢，誰就擁有了競爭力。
面對快速變化的中國儲能市場，睿能世紀發(fā)起“全球合作伙伴計劃”，首先攜手ABB、NEC ES、普星聚能聯(lián)合打造更“高安全性、高可靠性、高品質(zhì)”的火電儲能聯(lián)合調(diào)頻解決方案。該解決方案匯聚了全球頂尖儲能產(chǎn)品設備，能量模塊采用NEC ES公司GBS?儲能電池集裝箱系統(tǒng)；功率模塊采用ABB公司ABB EssProTM變流器集裝箱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由睿能世紀自主研發(fā)。旨在為客戶創(chuàng)造更多價值，實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)美好愿景。
當然，儲能企業(yè)除了關注自身技術進步外，也要關注外部市場環(huán)境。在調(diào)頻領域，傳統(tǒng)發(fā)電機組既是儲能企業(yè)的合作伙伴，也可能是競爭對手。如果儲能企業(yè)不能參與到電力市場，不能參與到遏制無效的電力投資中來，那么儲能的機會會越來越少，甚至被邊緣化。
“儲能進入電網(wǎng)，是為了讓電網(wǎng)更高效運行。所以儲能只有多參與才能讓行業(yè)認識到儲能的價值?，F(xiàn)在和七年前最大的區(qū)別就在于，已經(jīng)有越來越多人接受并且認可了儲能調(diào)頻的價值?！蹦查H峰說。
盡管儲能調(diào)頻價值顯現(xiàn)，但是電力市場仍需要突破原有輔助服務補償和分攤都在發(fā)電企業(yè)內(nèi)部流通的局限性，構(gòu)建公平的交易平臺，這樣儲能才能公平地和其他主體進行競爭。儲能調(diào)頻性能是遠超火電機組的。10MW的儲能系統(tǒng)可以在1秒內(nèi)精確調(diào)節(jié)最多達20MW的調(diào)頻任務，而傳統(tǒng)火電機組則需幾分鐘。二者相比，精度和響應時間相差50～100倍。據(jù)測算，儲能調(diào)頻效果是水電機組的1.7倍，燃氣機組的2.5倍，燃煤機組的20倍以上。
從靜態(tài)來講，雖然調(diào)頻市場是可預見的，唯快不破，但是從動態(tài)來看，隨著新能源接入的增多，風電光伏的波動性和隨機性使得電網(wǎng)短時間內(nèi)的能量不平衡加劇，調(diào)節(jié)量會越來越高，會需要更多更優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源，儲能調(diào)頻未來可期。
