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选址和交易策略优化对储能收益最大化的影响

作者:Marc Alvarez 来源:Gridmatic 发布时间:2025-05-09 浏览:

中国储能网讯:本文深入探讨了电池储能系统(BESS)的收入及其关键影响因素:选址和交易策略优化。

[插入图片1:文章封面图或BESS收入相关介绍图]

本文分析了2024年全年在ERCOT(德克萨斯电力可靠性委员会)运行的89个储能系统。自2024年初以来,已新增近60个公用事业规模的储能系统,这一2024全年数据集为理解性能趋势提供了坚实基础。

观察收入排名前五的电池,全部位于德克萨斯远西地区——米德兰西南部,2024年ERCOT中拥堵最严重的区域。这清楚地凸显了位置的重要性,但(剧透警告!)这并非故事的全部。

一、区域很重要,但并非全部


[插入图片2:按收入排序并按ERCOT负载区域分组的89个电池图表,位于此处,与原文位置相同]

上图显示了类似的89个储能系统,现按收入排序并按ERCOT负载区域分组。可以看到,每个区域都有高表现和低表现者。虽然西部区域由于日内价格差异和系统性拥堵提供了最高的收入机会,但也有表现不佳的电池。同样,在其他区域,性能差异也很大。

这种差异部分归因于区域内的拥堵和储能系统持续时长的差异。然而,差异的很大部分可归因于各储能运营商采取的投标优化策略的多样性。为了深入研究,我们需要将储能交易策略优化与基础选址价值分开。

二、将位置与优化分开

为了更好地将运营商表现与位置的影响分开,我们使用上下(TB-Top and Bottom)收入价差作为基线来标准化BESS性能。

我们从每个电池位置特定的简单收入策略基线开始:每天在价格最低的两个小时充电,在价格最高的两个小时放电。然后,我们将每个电池的实际收入与捕捉电池位置独特机会的基线进行比较。

为此,我们按持续时间对电池分组,然后按持续时间计算实时上下价差。下图展示了一个2小时储能系统的概念,其中线上点表示小时平均实时(RT)价格,柱状图分别显示在最高和最低小时价格期间充电成本和放电收入。


[插入图片3:2小时电池实时上下价差概念图]

此基线存在一些局限性。储能根据其当前估计的能量容量分为1小时或2小时持续时间组。此外,基线未考虑辅助服务、日前市场或效率损失。然而,随着实时能源套利在电池收入结构中占比越来越大,我们认为上下价差是最有意义的基准。由于ERCOT中BESS能源收入的绝大多数来自实时能源市场,我们认为这是最有意义的基准。

三、基线收益机会因选址而异


[插入图片4:按收入和区域排序的电池图表,显示TB2基线值]

此图再次按收入和区域对电池进行排名,但现在显示的是TB2基线值,而非实际收入。虽然包括1小时和2小时电池(我们稍后会对此进行标准化),但它突显了收入机会因地区而异。

西部和南部区域显示出最高的基线值,南部区域的差异尤为显著。在大多数区域,第75百分位和第25百分位节点之间的差异仅为2-3%,但在南部区域,这一差异高达32%,展示了同一区域内位置价值的巨大差异。

进一步检查发现,南部区域许多高价值位置是9.9兆瓦的配电网连接的储能系统,位于高度拥堵的低压区域。在西部,许多储能系统位于远西德克萨斯,拥堵持续较高。西部区域的其他部分(如德克萨斯潘汉德尔)储能系统并网较少,TB2价差较低。其他两个负载区域,休斯顿和北部,2024年的TB2价差机会较低,反映了日内价格变化和拥堵较少。

四、按TB基线测量的最佳位置每年可能变化


[插入图片5:2022、2023和2024年按区域划分的电池收入中位数图表]

观察2022、2023和2024年按区域划分的电池收入中位数显示,选址价值的最佳区域每年都在变化。2022年,休斯顿和西部区域最具价值。但在2023和2024年,休斯顿成为价值最低的区域,而西部保持了相对地位。对于项目开发分析,仅回顾历史波动性是不够的。电网上的发电和负载变化以及电网拓扑变化都会随时间影响拥堵模式。预测这些变化以选择最佳储能接入位置至关重要。

五、使用TB2性能评估优化

为了评估优化,我们查看每个电池相较于TB基线的提升百分比,计算方法是将实际系统收入除以特定位置的TB2基线值。例如,如果一个电池的收入为6.80美元/千瓦-月,TB2基线为5.12美元/千瓦-月,则提升为33%。在许多情况下,该值为负,因为电池收入低于位置基线。

六、1小时BESS相较于TB基线的提升高于2小时BESS


[插入图片6:比较所有1小时和2小时电池的TB1和TB2提升图表]

此图比较了所有1小时和2小时电池的TB1和TB2提升。请注意,TB1往往显示更多的正提升,因为1小时电池相较于TB1基线的辅助服务收入高于2小时电池相较于TB2基线的辅助服务收入。因此,1小时和2小时BESS在提升上不可直接比较。但在每个持续时间组内,性能差异很大。

七、1小时BESS的能源套利收入占比低于2小时BESS


[插入图片7:显示1小时和2小时电池策略差异]

此图显示了1小时和2小时电池之间的策略差异。在1小时电池中,系统收入中不到30%来自能源套利,而在2小时电池中,超过40%的收入来自能源套利。

八、TB2基线图表允许我们评估相对于位置的交易策略优化潜力

聚焦于2小时储能系统,我们可以使用TB2基线来评估各运营商的投标策略优化相对于位置的性能。我们将每个电池的特定位置TB2基线(X轴)与2024年实现的实际系统收入(Y轴)进行绘图。


[插入图片8:2小时电池TB2基线与实际系统收入的散点图]

如上图所示,一些电池显著超过其基线,但大多数未达标。这意味着电池运营商由于投标交易策略不佳而损失了收入。

将实际系统收入与位置TB2基线进行绘图可以展示位置选择和投标优化对收入的贡献。比较左右集群的电池显示,系统TB2基线在不同系统间相差超过3.30美元/千瓦-月,显示了储能更好和更差节点之间的位置差异。


九、储能交易策略优化


使用相同方法,我们可以隔离具有相同位置TB2值的电池之间的实际收入差异。观察右侧集群显示,位置价值相似的电池实际收入差异超过5.80美元/KW/月。选择一个优越的位置对电池运营商来说是不够的,正确的投标优化策略是实现高收入性能的必要条件。

评估优化器的最佳方法是将其实际项目性能与相关TB基线进行比较。这是衡量运营成功的最佳指标。


在我们的案例中,我们2024年全年运营的一个电池在总收入中排名第六,但在TB2性能中排名第二。其性能代表相较于ERCOT中BESS加权平均收入的48%提升,展示了人工智能优化在最大化电池储能回报方面的影响,无论位置如何。

无论您选择的是优质节点还是较差节点,高级预测和优化的价值对电池收入有重大影响。即使在优越位置,系统收入也高度依赖于电池优化的效果。

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关键字:电池储能系统

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