中国储能网讯：2021年由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府、中国化学与物理电源行业协会联合主办，100余家机构共同支持的湖南（长沙）电池博览会暨首届中国国际新型储能技术及工程应用大会在长沙圣爵菲斯大酒店召开。此次大会主题是“新储能、新动力、新发展”。
会后，为了能让参会代表有更深入的行业交流，小编经过演讲专家本人同意和审核，将演讲专家的速记整理如下：
朱建全:大家好，我来自华南理工大学，我报告的题目是《电力储能的商业模式和市场化交易机制》。
大家都知道，储能是“碳达峰、碳中和”战略和新型电力系统的关键支撑,未来具有巨大的需求。建设新型电力系统的主要目的是发展新能源，但是新能源具有很大的随机间歇性，所以新能源与储能协同发展是建设新型电力系统的必然选择。很多地方都规定新增的风光项目要配置15%以上的储能，这样就催生了一个非常大的储能市场。按照周孝信院士预测，2030年非抽水蓄能的储能规模将达到100GW。如此大规模的储能，靠财政补贴是无法维持的，必须要走商业化之路，实现储能的自我“造血”。实际上，国家很早就开始对此进行布局。在这年7月份国家发展改革委、能源局发布的《指导意见》中，已经明确了储能商业化发展的关键节点和储能的独立市场主体地位，计划用10年的时间实现储能的全面市场化。
储能要实现市场化，首先要解决它的商业运营模式问题。储能有哪些运营模式？目前习惯从应用场景来讲，分为电源侧、电网侧和用户侧三种场景。从商业角度看，储能在运营过程中需要回答几个问题：谁来建？谁来用？谁来建就是“自建”或“共享”，这就产生了共享储能这种新的商业模式。谁来用包括“和谁一起用”和“用来干什么”。和谁一起用储能？储能可以独立参与电力市场，也可以与新能源或常规电源打捆参与电力市场，或者与负荷打捆参与电力市场，这又涉及到储能独立运营、 源储联合、 荷储联合三种商业模式。因此，下面我们主要讲储能独立运营、 源储联合、 荷储联合、共享储能四种商业模式，他们分别参与电力市场，实现利益最大化。
这么多种运营模式，到底他们的盈利能力怎么样？实际上，储能的盈利能力受多种因素的影响，不同情况可能会得出截然相反的结果。为尽可能客观，我们采用尽可能精确的模型，并结合实际的交易规则和数据，通过复盘的方式进行测算。
首先提一下储能寿命模型。储能寿命不长一直是一个短板，所以储能寿命模型怎么建对于储能的盈利能力分析结果具有重要作用。我们通常说的储能寿命是针对标准充放电状态下的充放电次数进行测算的。但在实际应用过程中，不可能每次都按标准状态进行充放电，所以需要建立一种非标准充放电状态下的储能寿命模型。时间关系，这里就不再展开了。
在不同的运营模式下，储能参与电力市场的模型与常规机组差不多，主要不同之处是这里还需要考虑储能的寿命折损和状态转移等储能特有的约束。
为了使结果更符合实际情况，这们这里全部采用某个省份的实际数据开展研究。先看储能独立运营的情况。通过复盘分析发现，在目前的储能成本与市场价格下，储能独立运营是可以盈利的。这时候储能的收入全部来自调频市场，主要是因为储能单独运营时，容量有限，储能要将“好钢用在刀刃上”，所以全部容量都用来调频了。全部容量都用来调频了，那为什么会在能量市场产生一个负的收入呢？主要是因为储能在调频过程中会产生损耗能量，需要从电网购电进行补充。另外，从这个算例中也可以发现，储能的利润受储能寿命折损成本的影响很大。
再来看火储联合运营的情况。我们这里先对火储联合运营与火电独立运营的收益取差值，主要是想反映火储联合运营后，到底能给火电带来多大的收益增量。我们发现这个收益增量比储能独立运营时的收益大，这说明了火储联合运营起到了“1+1>2”的效果。主要原因是：火电受爬坡率约束，调频性能指标较低，调频里程补偿不高，甚至可能因评分过低而无法被出清。加入储能后，可以大幅提高火储的整体调频性能，起到“四两拨千斤”的效果。
风储联合运营下的结论与风火联合运营的情况类似，也实现了“1+1>2”。而且，风电场加入储能后产生的收益增量也主要来自于调频。主要不同之处在于，加入储能后，能量市场的收益增量为正。虽然储能在参与调频过程中也会生能量损耗，但另一方面储能可以减少弃风，而且减少弃风带来的收益比调频过程中能量损耗产生的成本要大。因此，加入储能后，风电场可以在能量市场获得更多的收益。
在荷储联合运营模式下，虽然通过峰谷套利减少了购电成本，但是电池的折损成本更大，因此荷储联合运营的总收益反而下降。需要说明的是，考虑到目前负荷侧还很难具备参与调频的条件，我们这里没有考虑荷储参与调频的情况。这说明仅通过峰谷套利，储能还很难盈利。当然，这还与峰谷差的大小有关。
将三种运营模式放在一起进行比较，发现在电源侧储能的效果最好。而且，与风储联合相比，火储联合的收益更高。这是因为在这个例子中，火电的容量大于风电场的容量。这也说明除了在新能源场站配置储能外，在传统的火电厂加配储能，也具有很好的经济性。
前面讲了储能的商业模式，我们可以看到，储能的收益主要来自调频。很自然就想到这样一个问题，有没有可能通过调频交易机制上的改变，提高储能的收益呢？
先来看已有的调频问题。当前的调频本质上属于慢调频。先采用AGC系统对调频信号进行低频滤波，仅调节与发电机组响应速率相匹配的变化分量。这些低频分量的特点是慢而大，而储能的特点是快而小。所以，让储能像传统的发电机那样处理这些低频信号，有点像“迫使储能干不擅长的事情”。
那能不能像PJM那样，专门设计一种快速调频品种，发挥储能的优势呢？这时候可以将调频需求的变化信号分解为分钟级的低频分量和秒级的高频分量，分别分配给传统机组与储能资源，两者相互补充，发挥各自的优势。这对于提高调频效果与储能资源的合理利用均有好处。
在决定是否增设快速调频品种之前，我们需要搞清楚几个问题。第一个问题是：大概有多少快速调频量？在这个问题上，不同的系统是有差异的，我们采用某省的调频信号进行分解，发现高频分量大概占20%至40%之间。
第二个问题是：增设快速调频在机制上好不好实现呢？先看原来的调频交易机制，主要是综合报价和调频效果进行排序、出清。加入快速调频以后，只需要在这个基础上增加一个调整因子，通过这个调整因子改变一下排序就可以了，其它的环节几乎不用变化，所以在机制上较好实现。
第三个问题是：增设快速调频品种后的效果如何？我们选择风储联合运营和储能独立运营两种模式，用前面的数据重新做了一次仿真，发现无论是哪种模式，加入快速调频品种后，效益都会明显提高。
第四个问题是：增设快速调频品种后，是否会影响传统调频资源的收益。仿真发现，传统的调频资源的收益变化不大。这主要是因为储能与火电等传统调频资源分工明确，加入快速调频品种后，传统调频资源主要还干原来那些事情，这也在一定程度上减少了增设快速调频品种的阻力。
由上可见，我们是具有增设快速调频品种的条件的，而且国际上也有先例。为了进一步增加储能的收益，促进储能的发展，可以考虑增设快速调频品种。
前面讲了三种储能的运营模式与交易机制。最后再介绍一下我们在共享储能方面的研究成果。共享储能是在共享经济的背景下出现的一个新概念，就是将储能的所有权和使用权分开，通过使用权的交易，使未拥有储能的人也可以使用储能。这有两个作用：一是降低储能的建设门槛，只要有钱就可以建储能，可以利用更多的社会闲置资金建设储能；二是提高储能的利用效率，不再局限于“只有拥有储能的人才能使用储能”。
共享储能一经出现，就受到热捧。今年7月，国家发改委、能源局发布的《指导意见》，就提出要“鼓励探索建设共享储能”。青海、安徽、浙江等省份都已经开始开展共享储能的建设工作了。但是，目前的储能共享形式主要是与电网签约，相当于租给电网，由电网进行集中调度，共享储能的商品属性体现得还不够充分。所以，我们从共享经济的角度设计了新的共享储能品种与机制。
这是我们提出的共享储能的整体架构，主要包括储能投资商、储能用户和交易中心，分别负责储能使用权的卖、买和交易。
与电力交易类似，储能使用权的交易品种可以按时间尺度分为中长期和现货两类。储能使用权的中长期交易比较简单，可以采用双边协商交易和挂牌交易的方式，具体实现上与电力交易差不多。时间关系，就不再展开。但这种中长期的共享储能品种依然存在某一用户长时间独享一个储能的情况，共享不够充分。为了解决这个问题，我们又相应设计了储能使用权的现货交易品种。具体又包括两种：一种是容量权，即用户可以按容量对储能进行支配、使用。它可以作为中长期储能使用权的补充，中长期用户在某些时段用不上的储能容量，可以拿到现货市场进行交易，使储能得到更充分的共享。但在具体某个时段，这种方式对储能充、放电的考虑还是不够精细。实际上，在某些时段，一些用户可能要充电，另一些用户可能要放电，他们完全可以对冲，实现储能更大程度的共享。按照这个思路，我们又设计了功率权这个品种，这实际上与电网对储能的集中调度效果已经很像了，但又能更加充分地体现共享储能的商品属性，使得每个用户都可以充分按照自己的意愿进行储能使用权的交易、应用和结算。
我们还相应设计了储能使用权的报价、出清和定价机制。这里有几个关键问题：如何更公平地反应各个交易主体的价值？如何更好地体现交易主体的意愿？如何保障主体的利益？这里的数学味比较浓，就不再展开了，有兴趣的同仁可以查看一下我们发表在Energy上的这篇论文。
这是仿真分析的结果，可以看到储能投资商和所有用户都获得了正的市场收益。这里储能投资商的收益最大，因为他的资本投入最大。而且，随着交易品种类型的增多和储能用户数量的增加，储能投资商的利润和社会总福利都在增加，这说明更多的储能使用权交易品种和用户，可以更好地促进储能共享，带来更多的福利。
最后进行一个简要的总结。第1，储能在电力市场的盈利主要来自调频，而且在电源侧配置储能的运营效果最好。第2，加入快速调频可以进一步提高储能的盈利能力，而且在机制上较好实现，可以考虑增设快速调频品种。第3，共享储能有利于储能的最大化利用，通过合适的储能使用权交易品种及机制设计，可更好地体现共享储能的商品属性。
谢谢大家！
