最新最快储能新闻
太阳能光伏网

英国电力市场如何鼓励"储能速度"

中国储能网讯:

张建府陆泽宇

中国华能集团香港有限公司

英国作为全球最早进行电力体制改革的国家之一,近年来针对新型电池储能项目推出了DC、DM和DR调频辅助服务机制,有力促进了电池储能的发展,支持新能源消纳,可再生能源发电占比由2010年的6.9%提升至2020年的47%。本文梳理了英国电力市场交易机制,重点介绍了新增的三个调频辅助服务机制,并基于电池储能电站案例,分析了项目参与市场的收益情况,在此基础上总结了英国经验对国内电力市场的启示。

01、英国电力市场概况

英国于1990年建立了电力池交易模式的批发市场,成为国际电力市场化改革的先行者。在之后的几十年时间里,先后经历了多次电力机制调整。2001年实施了新的电力交易制度(NETA),采用了双边合同的模式,同时建立了自愿的平衡市场机制,以解决电力实时平衡及市场备用问题。2005年4月以实施英国电力贸易和传输协议(BETTA)为标志,NETA双边合同模式推广至全英国电力系统。为鼓励发展可再生能源,英国政府于2002年引入了可再生能源配额制度,要求零售商按售电总量购买相应比例的可再生能源电量,2014年之后开始实施差价合约,可再生能源配额制度逐渐向差价合约过渡。此外,英国政府于2014年引入了容量市场,通过市场竞拍方式确定容量价格来引导电源投资,避免发电装机容量的周期性过度过剩与短缺循环,以经济有效的市场方式保证安全稳定的电力供应。

能量市场

英国电力交易为分散式交易模式,发用电双方可通过双边合同、电力交易所实现中长期和日前电力交易,此类交易电量约占到全部用电量的95%。按照市场组织形式可分为场外交易(OTC)和交易所内交易。

(1)场外交易。由交易双方通过自由谈判签订双边合同,约90%的电量交易由场外交易形式完成。电力中间商,如投资银行、能源咨询机构等,也可作为代理机构,参与场外交易。

(2)交易所内交易。电量交易主要是通过APX和N2EX两个电力市场进行交易,主要提供几个月至半小时前的电量交易,约占10%的份额。

平衡机制

英国电网的实时平衡,是通过电网调度机构组织实时平衡交易实现的。平衡市场由英国国家电网有限公司负责运营,目的是用市场化手段解决合同电量和实际电力之间偏差电量,保证电力系统的实时平衡。目前平衡机制交易的电量占全部用电量的2%—5%。

除上述交易类型外,英国电力市场还包括面向新能源的差价合约和容量市场交易等。

02、新增快速调频辅助服务市场

随着新能源发电的快速增长,为解决电网电压、频率调节面临的压力,英国新出台了多个调频服务市场规则,主要包括DC服务、DM和DR服务。

DC调频服务

DC调频服务为Dynamic Containment(动态遏制),是英国国家电网于2020年10月新出台的一种快速调频服务。当电网频率出现偏离(±0.5Hz)后,电网调度参与该项服务的机组快速响应,从而维持电网频率。与原有的固定频率响应服务相比,DC服务技术要求更为严格,进一步提升了服务机组频率响应时间,由10秒内达到满功率提升至0.5—1秒内实现满功率。目前英国电力市场上能够提供DC服务的机组均为电池储能项目,截至2022年底约有200万kW(231万kW*h)的电池储能项目满足该要求。

DC调频服务交易机制:

竞拍时间:DC服务市场采用每日竞拍机制,所有通过性能测试的机组可在EPEX交易所进行日前报价,即实际服务合同由前一天竞拍产生。每次竞拍的报价截止时间为D-1日的下午2:30,下午3:00即公布竞拍结果。

竞拍规则:竞拍最小单位容量为1MW,服务区块最小单位为4小时时段,全天24小时分为6个区块,竞拍价格区间为0—999英镑,单位为英镑/MW/h,每个服务区块出清价格取决于边际机组报价。

结算规则:电网公司将根据机组实际响应曲线计算出误差程度,若误差度小于3%则支付全部服务费用;误差度大于7%则不支付服务费用;误差度在3%—7%区间,则根据线性递减关系支付服务费用。

DM和DR市场

2022年4月,英国国家电网又推出了两项新的类似DC的辅助服务市场DR服务(Dynamic Regulation)和DM服务(Dynamic Moderation)。DC、DR和DM服务市场同时竞拍,同时出清。同一机组无法同时提供这三个服务,但可在不同时段申报不同服务类型。

根据英国国家电网对频率控制的规定,电网频率偏差±0.2Hz以内属于可控范围内,偏差±0.5Hz以内属于警戒状态,超过±0.5Hz为严重故障状态。目前,根据电网相关技术要求,DR/DM主要负责0.2Hz以内调频服务,DC负责是超过0.2Hz以后的调频服务。DR服务响应时间为10秒,幅度为±0.2Hz。DM服务响应时间为1秒,幅度为±0.2Hz;DC响应时间为1秒,幅度为±0.5Hz。具体调节措施如下。

DR:0.015Hz内不动作,0.015—0.2Hz按照线性输出功率,超过0.2Hz满功率输出。

DM:0.015Hz内不动作,0.015—0.1Hz输出功率不超过5%,0.1—0.2Hz按照线性输出功率,超过0.2Hz满功率输出。

03、电池储能电站参与电力市场的方式

在英国电力市场,电池储能电站可参与容量市场、日前现货交易、调频服务等三大市场获得相应收益。近两年,英国现货市场、调频市场价格处于较高水平,吸引了大量社会资本进入储能领域。截至2022年底,英国电池储能项目装机容量达到200万kW,预计2023年底将超过抽水蓄能的装机容量(270万kW),大幅提升英国电网的稳定性和安全性。下面以一个10万kW*1小时容量的电池储能电站为例,对其参与市场交易情况进行分析。

参与容量市场

英国容量市场包括T-4和T-1两种市场。拟新建的机组,优先参与到T-4容量市场,即可提前4年锁定项目投产后连续15年的固定容量收入,15年到期之后,电站可以再逐年参与T-1容量市场竞拍,每次竞拍获得下一年的固定容量市场收入。2020年3月,T-4固定容量市场出清价格为15.97英镑/千瓦,电池储能电站容量折算率为20.43%,计算可得每年固定容量收入33万英镑。

参与日前现货交易

随着可再生能源发电比例不断上升,英国电力现货价格波动性也不断增加。日前市场平均电价差维持在50英镑/兆瓦时左右,平衡市场平均电价差在100英镑/兆瓦时以上。按照日前价差50英镑/兆瓦时计算,考虑充放电2个循环,则每天可获得收入约1万英镑,年均可获得收入约350万英镑。

参与调频辅助服务市场

目前,英国电力市场DC调频服务的需求量较大,约为80万千瓦,大幅高于DR和DM调频服务需求(分别约10万千瓦),且电池储能电站是满足DC调频服务技术要求的主要电源,因此现阶段参与DC调频服务,能够获得较高的辅助服务收益。假设日均出清价格为8—15英镑/兆瓦/小时,则每天能够获得的收益约1.9万英镑—3.6万英镑,按照每年运行350天计算,年收入约672万—1260万英镑。

由于在同一时段无法同时参与日前现货交易和调频辅助服务,考虑现阶段DC调频服务市场需求较高,供应相对偏紧,电池储能电站可优先提供DC调频服务,日前现货市场暂不作为主要参与的市场。但未来几年,随着电池储能项目的不断增加,DC辅助服务市场竞争将不断加剧,日前现货市场也将成为项目的重要收入来源。按照目前英国市场交易价格分析,10万kW*1小时的电池储能电站年均利润接近1000万英镑,项目的静态回收期在3至4年,具有较强的市场竞争力。

04、启示及借鉴意义

明确电池储能电站市场主体地位。鼓励集中式电池储能电站建设,作为独立市场运营主体参与电力市场交易,发挥价格机制作用引导储能项目建设。

进一步完善市场价格机制。进一步明确电池储能项目在保障“双碳”目标实现过程中的战略地位,鼓励各地区出台具体实施细则,为电池储能项目提供稳定、清晰的市场定价机制。对于现货市场建设较缓的地区,可以考虑设置容量市场机制,加大峰谷价差,与独立电池储能项目签订峰谷时段市场合约等措施,发挥电池储能移峰填谷的作用。对于现货市场推进较快的区域,建议加快完善辅助服务市场建设,设计合理的交易品种和价格机制,按照调频质量进一步细分调频服务产品,如快速频率响应服务,充分体现电池储能电站的市场价值。

合理引导独立储能站点布局,完善准入标准。根据电力市场运行情况,结合新能源建设规划,综合考虑优化独立储能电站接入节点,合理引导独立储能项目建设,与并网点周边的新能源项目形成配合;设置合理的独立储能电站最低容量要求,对不同储能容量、充放电时长进行分类,规范储能电站并网、调节质量、响应速度等标准要求,更好地发挥独立储能电站在电网中的调节作用。

提高市场信息透明度。英国电力市场信息透明度高,各种交易品种、交易规则、市场参与者中标信息都能通过交易网站、电网平台获得。国内市场应加强市场信息公开机制建设。除非保密需要,市场信息应通过网站向全社会公开,畅通信息渠道,方便市场参与者快速了解电力市场信息。市场交易机构定期组织开展专题研讨会,邀请独立储能项目运营方参与交流,收集其对于市场交易、调用、结算等方面的疑问,整理并定期发布答案或解决方案,通过经常性的信息交换,不断打通堵点,用市场的方式促进储能项目的发展。

参考文献

[1]张建府,国外典型电力批发市场模式比较及启示[J].中外能源, 2016(04)

[2]国家电力调度控制中心,电力现货市场实务[M].北京:中国电力出版社,2023

[3]叶文圣,荆朝霞,禤宗衡.英国频率响应服务市场及对中国调频市场建设的启示[J].中国电力, 2023, 56(1): 77-86

[4]范馥麟,李军徽等,储能友好型频率响应服务市场:英国视角[J],储能科学与技术. 2022: 1278-1288

最新相关

新型储能"用武之地"何在?

当前的新型储能发展,"冰火两重天"。新型储能赛道火热。截至2023年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦,相当于1.4个三峡水电站的装机容量。2023年一年,我国新型储能新增装...

工商业储能的4大矛盾

2024年,工商业储能热度进一步攀升。但由于工商储仍处于规模化起步阶段,其火热的背后仍存在一些矛盾点。备案多,落地少工商业储能装机实际落地,不及备案速度之快。据阳光电源《工商业储能白皮书...

振华科技聘任钟成为公司副总经理

3月27日,振华科技发布公告称,公司审议通过《关于聘任副总经理的议案》,同意聘任钟成先生为公司副总经理。截至本公告披露之日,钟成先生持有公司股份10,800股,与持有公司5%以上股份的股东、实际...

共享储能将迎来快速发展黄金期

共享储能发展前景非常广阔。不过,共享储能要想实现高质量发展,仍需相关部门做好顶层设计,实现共享储能资源的优化配置,降低共享储能系统的建设成本。中国化学与物理电源行业协会近日发布的《20...

台区储能"星星之火"能否燎原?

"掌握分布式储能资源,就意味着掌握分布式光伏开发资源。"当分布式新能源余电上网电量大增,配电网承载能力不足的问题越来越严峻。随着全国多地分布式光伏可接网容量告急,并网成为各地分布式光...