中国储能网讯:调频市场由于储能发展而渐热。2022年国内多个区域相继出台储能参与调频辅助服务的相关政策。南方区域调频市场是全国首个区域调频市场,已于2021年正式运行。
针对储能等优质调频资源如何更好的参与市场、区域调频市场如何可持续发展等问题,eo记者分别采访了中国南方电网电力调度控制中心调度处高级技术专家陈亦平、中国南方电网电力调度控制中心现货市场处主管吴问足、南方电网储能股份有限公司计划与财务部电力市场营销主管韩文杰、广东电网电力调度控制中心现货市场管理部主管王龙。
上述专业人士认为,南方区域调频市场经过几年的试运行及结算,已发挥出资源互济的作用,提升了电网频率稳定性,并促进了储能等新兴业态的发展。如何促进市场机制更加健全,激活更多市场主体,并保持市场的公平公正竞争,是区域调频市场建设长期要面对的挑战。
南方区域调频市场:辅助服务资源最活跃
吴问足:2021年7月1日,南方区域调频辅助服务市场正式运行,成为全国首个区域级调频辅助服务市场,这是南方区域电力市场改革进程的重要里程碑。目前,南方区域调频辅助服务市场已运行两年有余,在此基础上,南方五省区在2021—2022年开展了区域备用服务市场。可以说,南方区域电力辅助服务市场体制机制初步建立,改革红利充分释放。
数据显示,目前南方区域中东部主网调频辅助服务市场平均调频需求和出清容量较2018年广东市场增加超过30%;中标机组数量突破100家;日均调频里程约为25万兆瓦;月均补偿费用规模较“两个细则”实施期间扩大了6倍以上。
市场机制创新方面,南方区域首创“区域边际定价、省间省内分割”的区域市场出清、结算机制,鼓励优质调频资源跨省流动,如丰水期西部水电满发,东部火电机组获得更多的调频容量,枯水期水电调节容量充裕,发挥灵活调节优势,这说明市场机制可以提高区域内资源配置的效率。
南方区域辅助服务市场品种不断增加,机制持续完善,充分激发了市场活力,更多新兴主体、新型技术参与市场。据不完全统计,南方区域已投运联合火电调频的储能项目达28个,储能容量超450兆瓦,投资近20亿元,配储能的发电单元年调频里程收益合计超5亿元,南方区域已成为全国新兴辅助服务资源最活跃的地区,电力辅助服务市场充分发挥了对新型电力系统的支撑作用。
独立储能参与辅助服务市场:
正确衡量其作用及价值
吴问足:独立储能作为市场主体一直备受关注,国家也给予了充分支持,出台政策推动其发展。2021年7月,国家发改委发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕1051号)明确了新型储能的独立市场主体地位,并结合储能特点,为储能发展量身定制了参与市场的规范要求。按照能源监管机构的委托,南网总调于2023年2月发布了第三方独立主体(包括独立储能)参与调频、备用辅助服务市场的细则,预计部分市场主体下半年就可以参与市场模拟运行。目前,政府有关部门、能源监管机构都非常关注独立储能电站参与辅助服务市场的情况,调度机构在并网管理、技术支持系统完善、控制策略等方面已经做了一些准备,但在模拟运行中还要进一步完善。
单一的市场品种不可能满足独立储能的收益要求,目前南方区域调频市场一年大概共10亿元的补偿规模,有5亿多元都分给了带储能的发电单元。2019年以来,火储联合项目在调频市场中获得了较多收益,很多储能项目已经收回成本。但近年来调频市场范围变大,市场竞争加剧,很多市场主体的收益有所下降。个人认为,目前的市场格局下,独立储能项目很难单靠辅助服务市场短时间回收自己的成本。当然,区域辅助服务市场机制会给储能电站充分、公平参与市场竞争的机会,预计调节性能优越的储能可以获得不错的收益。
新版“两个细则”发布后:
辅助服务市场应与现货市场衔接更紧密
韩文杰:2021年8月31日,国家能源局发布《并网主体并网运行管理规定(征求意见稿)》《电力系统辅助服务管理办法(征求意见稿)》(以下简称“新版‘两个细则’”)。2021年12月,国家能源局正式发布《电网并网运行管理规定的通知》。新版“两个细则”取代2006年出台的旧规定,并引入新型储能和抽水蓄能等可调节负荷作为新增独立主体参与电力辅助服务,有力推动“源网荷储”协同互动发展,提升电力系统调节能力,促进可再生能源消纳,助力碳达峰碳中和目标实现。
但电力市场改革不是一步到位的,如何协调好计划与市场的双轨制模式及各方主体的利益,是当前及未来一段时期所面临的核心问题。加快电力市场建设是解决构建新型电力系统过程中各类主体间利益矛盾的最佳手段。在以“中长期+现货+辅助服务”的全国统一电力市场体系顶层设计下,我认为具备灵活调节能力的资源,如新型储能、抽水蓄能等将成为电力市场化改革中的赢家。趋于完善的电力市场体系和价格传导机制能够有效疏导因新能源波动性所产生的系统平衡成本,而在电力系统中承担平衡调节责任的灵活调节资源有望率先获益。
王龙:在一个全电量集中出清的电力市场中,电能量与某些辅助服务之间存在紧密耦合关系,因为并网主体在提供该类辅助服务的同时,将伴随着电能量(有功功率)的增加或减少,并引起电能量价格的变动,其中最典型的就是调频和备用服务。由于两者密不可分的关系,在电力市场的顶层设计中,需要考虑现货电能量市场与调频、备用等辅助服务市场的有效衔接,实现电力市场的社会福利最大化。
在现货市场开启后,调峰服务则应该归入现货电能量市场。不管是降低出力还是机组的启停,都是现货电能量市场的功能范畴,在现货低价格时段,由于电价不能弥补火电机组的变动成本,火电机组本身就有意愿不断压低出力直至停机以避免利润损失。因此也不需要在现货电能量市场之外,对机组提供额外的补偿或奖励。目前广东的市场机组不再按照南方区域新版“两个细则”的相关规定计算启停调峰补偿费用;对于深度调峰机组,仍按照南方区域新版“两个细则”的相关规定计算燃煤机组的深度调峰补偿费用。
吴问足:有一些同行问为什么南方区域没有建立跨省调峰市场,这涉及一些管理和技术方面的原因。传统模式下,各省调度机构要负责本省的电力平衡,调峰资源的互济更多是通过南网总调临时调整送电计划来进行,跨省调峰可能是直接通过电能量交易实现的。改革起步阶段,调峰市场按省级建设。现在,区域现货电能量市场启动试运行,可以比较好地解决省间调峰资源的互济问题,自然也就无需再建跨省调峰市场了。
新型调频辅助服务发展趋势:
从政策驱动走向需求驱动
陈亦平:中国调频市场建设已经取得一定成果,但在新型电力系统发展需求下,需要开展新的探索和实践。目前的调频辅助服务市场较好地体现了对火储联合调频项目的政策支持作用,但在未来高比例新能源接入和大容量特高压直流输电模式下,储能和可调节负荷对系统的安全稳定支撑和灵活调节将发挥更大作用,迫切需要新型辅助服务市场机制的引导和支持。
以英国为例,2011年英国只有不到5%的电力由可再生能源供应,到2019年,这一比例已经达到创纪录的37.1%。由于新能源的渗透率提高,英国电网十年来惯量下降了大约40%,这要求调频资源具备更快的响应速度。同时,电网面临的故障扰动增加到1400MW,导致调频资源总需求量增加。为保证电网的安全稳定运行,英国国家电网推出了一系列频率响应产品,以满足大扰动下系统频率稳定需求。
最早英国电网要求所有大型电厂义务提供强制频率响应(Mandatory Response Services,MRS);为了扩展调频资源,进一步发展出了可中断负荷和小型机组参与的固定频率响应(Firm Frequency Response,FFR);为了试点储能的应用,2016年推出了为期四年的增强频率响应(Enhanced Frequency Response,EFR);2019年优化了FFR的市场规则,推出了动态高低频(Dynamic Low High,DLH)、静态低频(Low Frequency Static,LFS);2020年推出了储能友好型频率响应产品——动态遏制(Dynamic Containment,DC)、动态校准(Dynamic Regulation,DR)和动态调节(Dynamic Moderation,DM)。英国在技术方面不断优化储能和可调节负荷的控制策略;在市场机制方面,通过透明、公开的市场拍卖信息和清晰的价格信号,引导各类型调频资源充分参与市场竞争,DC(动态遏制频率响应)资源价格由市场初期(2020年3季度)约17英镑/兆瓦时降低到当前(2023年2月)普遍低于4英镑/兆瓦时。除英国外,新能源高渗透的爱尔兰、澳大利亚和美国得克萨斯电网等也都在结合电网特点,推出新的快速频率响应及其他辅助服务品种。
与国外新能源高渗透电力系统不同,我国新能源发展的大基地模式使得千万千瓦级特高压直流将在未来广泛应用,一方面多直流馈入负荷中心频率稳定风险更加突出,另一方面新能源消纳的灵活性调节需求增加。目前南方电网正在探索利用5G基站、储能、电动汽车充电负荷和智能建筑参与秒级频率快速响应的技术试点工作,可以通过资源复用模式显著降低快速频率响应资源建设成本。未来百万千瓦级储能和虚拟电厂也将在电网运行控制中发挥重要作用,这需要将新技术研发与市场机制设计有机结合起来。(张翼)