電力輔助服務(wù)是儲(chǔ)能最重要的一種應(yīng)用，受限于國(guó)內(nèi)政策因素，一直未被重視。電力輔助服務(wù)是為維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證電能質(zhì)量而提供的服務(wù)。包括一次調(diào)頻、自動(dòng)發(fā)電控制、調(diào)峰、無(wú)功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動(dòng)等。

2017年儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合火電機(jī)組參與調(diào)頻服務(wù)的模式得到快速推廣應(yīng)用，在華北區(qū)域，儲(chǔ)能電力調(diào)頻開(kāi)始了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。根據(jù)CNESA研究部預(yù)測(cè)，儲(chǔ)能應(yīng)用于調(diào)頻輔助服務(wù)領(lǐng)域的比例在2020年有望達(dá)到18%，2倍于現(xiàn)有的市場(chǎng)份額。

“調(diào)頻是比較特殊的領(lǐng)域，在儲(chǔ)能屬于高端應(yīng)用，是最高級(jí)的一種輔助服務(wù)形態(tài)。近年來(lái)，儲(chǔ)能參與調(diào)頻逐漸被大家關(guān)注并認(rèn)可，但由于目前國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)體制不健全，所以儲(chǔ)能調(diào)頻面臨的挑戰(zhàn)也很明確。”中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華接受專訪時(shí)說(shuō)。

被低估的儲(chǔ)能調(diào)頻

調(diào)頻主要是為了調(diào)節(jié)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡，從而保證電網(wǎng)穩(wěn)定，在我國(guó)主要依靠傳統(tǒng)機(jī)組，尤其是火電和水電進(jìn)行調(diào)頻，在沒(méi)有水電的地區(qū)，則主要依靠火電。但是相對(duì)水電和燃?xì)鈾C(jī)組來(lái)講，火電調(diào)頻能力是最差的。一方面火電機(jī)組頻繁變換功率運(yùn)行，會(huì)加重機(jī)組設(shè)備疲勞和磨損;另一方面環(huán)保壓力限制了機(jī)組調(diào)節(jié)能力，機(jī)組頻繁變功率運(yùn)行很難控制排放物排放量，發(fā)電企業(yè)如果排放不達(dá)標(biāo)，可能面臨每年千萬(wàn)甚至上億元的罰款。

從全球來(lái)看，儲(chǔ)能做電力輔助服務(wù)是性價(jià)比最高的一種應(yīng)用領(lǐng)域，可以彌補(bǔ)火電、燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)頻成本很高的現(xiàn)實(shí)。儲(chǔ)能的最大優(yōu)勢(shì)是響應(yīng)快，響應(yīng)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(jī)組的時(shí)候，它希望調(diào)頻機(jī)組能很快的響應(yīng)到位，儲(chǔ)能特性能夠很好的滿足調(diào)頻的需求。

據(jù)俞振華介紹，儲(chǔ)能調(diào)頻的優(yōu)勢(shì)在于能提升機(jī)組的KP值，傳統(tǒng)機(jī)組調(diào)頻獲得的收益是KP值乘以價(jià)格，有儲(chǔ)能的機(jī)組KP值會(huì)高，相應(yīng)獲得的收益也會(huì)高。同時(shí)俞振華也強(qiáng)調(diào)KP值計(jì)算規(guī)則的改變會(huì)對(duì)儲(chǔ)能調(diào)頻收益有較大影響。

不斷開(kāi)放的電力市場(chǎng)

在新一輪電改中，將輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)提到了重要位置，去年?yáng)|北、山東、福建、甘肅、山西、新疆、河南和南方區(qū)域相繼出臺(tái)了一系列支持儲(chǔ)能參與調(diào)峰調(diào)頻的政策文件，這使得儲(chǔ)能在輔助服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用持續(xù)升溫。

但是儲(chǔ)能仍缺少具體的價(jià)格機(jī)制和調(diào)度機(jī)制，目前全國(guó)采用的依然是各區(qū)域的《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理細(xì)則》和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理細(xì)則》。據(jù)俞振華介紹，國(guó)內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)還未建立起來(lái)，目前儲(chǔ)能參與調(diào)頻是按照上述兩個(gè)細(xì)則進(jìn)行的，兩個(gè)細(xì)則給了儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，但同時(shí)細(xì)則中的需求時(shí)人為制定出來(lái)的，自然會(huì)受到各方的限制，不是完全市場(chǎng)化的需求。

在沒(méi)有現(xiàn)貨市場(chǎng)情況下，輔助服務(wù)機(jī)制不健全，難以量化機(jī)會(huì)成本。俞振華強(qiáng)調(diào)：“電量現(xiàn)貨市場(chǎng)可以為煤電機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組、水電機(jī)組、儲(chǔ)能電站在系統(tǒng)內(nèi)競(jìng)價(jià)交易，最后按著哪種輔助服務(wù)報(bào)價(jià)最低、效果最優(yōu)，確定誰(shuí)提供電量。當(dāng)規(guī)?；膬?chǔ)能電站能夠參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，對(duì)電價(jià)波動(dòng)的抑制以及電網(wǎng)運(yùn)行安全性都有一定的益處。只要市場(chǎng)化定價(jià)、市場(chǎng)化提供服務(wù)，儲(chǔ)能就會(huì)有更多的發(fā)展空間。”

“火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻”價(jià)值凸顯

儲(chǔ)能參與調(diào)頻近年來(lái)雖然不斷被業(yè)內(nèi)所認(rèn)可，但是儲(chǔ)能調(diào)頻仍處于混沌期，挑戰(zhàn)大于機(jī)會(huì)。“比如最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是電費(fèi)結(jié)算問(wèn)題，儲(chǔ)能參與調(diào)頻后的錢(qián)該由誰(shuí)出?這個(gè)在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定。國(guó)外主要是由用戶買單，國(guó)內(nèi)比較復(fù)雜，提供調(diào)頻服務(wù)的是電廠，為儲(chǔ)能調(diào)頻買單的也是電廠。”北京睿能世紀(jì)科技有限公司(簡(jiǎn)稱“睿能世紀(jì)”)CEO牟镠峰坦言。

獨(dú)立儲(chǔ)能電站調(diào)頻在技術(shù)上可行，但目前還需要解決并網(wǎng)、結(jié)算等多方面問(wèn)題，與火電聯(lián)合調(diào)頻是把儲(chǔ)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(dú)為其制定一套辦法和準(zhǔn)則。

火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)，采用儲(chǔ)能系統(tǒng)和火電機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行，構(gòu)成新的電力調(diào)頻電源，既解決了傳統(tǒng)火電機(jī)組調(diào)節(jié)速率慢、折返延遲和誤差大的缺點(diǎn)，又彌補(bǔ)了儲(chǔ)能系統(tǒng)由于能量有限增加電網(wǎng)調(diào)頻難度的劣勢(shì)。

對(duì)于電力企業(yè)而言，此技術(shù)可使發(fā)電機(jī)組在保持平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí)大幅提高調(diào)頻性能，有效降低機(jī)組磨損，增加機(jī)組安全性，同時(shí)為機(jī)組帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，幫助電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

睿能世紀(jì)便是“火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻”技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者。睿能世紀(jì)成立于2011年，并于2013年成功實(shí)施全球首個(gè)火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目—京能集團(tuán)北京石景山熱電廠2MW儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目。該項(xiàng)目運(yùn)行效果獲得國(guó)家能源局、北京市科委、華北電網(wǎng)和京能集團(tuán)的一致好評(píng)，并于2015年獲得北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

北京石景山熱電廠儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目

在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，睿能世紀(jì)采用“BOO模式建設(shè)-運(yùn)營(yíng)-持有”方式合作，無(wú)需電廠投資。石景山熱電廠項(xiàng)目以合同能源管理方式實(shí)施，儲(chǔ)能系統(tǒng)由睿能和北京源深節(jié)能技術(shù)有限責(zé)任公司共同投資，睿能負(fù)責(zé)研發(fā)、建設(shè)和維護(hù)，石熱電廠主要負(fù)責(zé)安全運(yùn)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(jì)從2011年就開(kāi)始對(duì)火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻進(jìn)行了深入研究，可以說(shuō)睿能世紀(jì)的成立就是為了做好這件事!在一個(gè)又一個(gè)的項(xiàng)目中，睿能世紀(jì)遇到了各種問(wèn)題但同時(shí)也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，比如電池短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，但是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易出現(xiàn)哪些問(wèn)題，如何選擇合作伙伴等等，這些都是經(jīng)過(guò)時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)積累出來(lái)的。

截止2018年4月，睿能世紀(jì)擁有20MW火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目、42MW項(xiàng)目合同，預(yù)計(jì)今年項(xiàng)目總裝機(jī)容量將達(dá)到100MW。作為全球火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者，睿能世紀(jì)多年來(lái)一直致力于本領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新。截止今年4月，已陸續(xù)在調(diào)頻領(lǐng)域獲得約30余項(xiàng)發(fā)明專利。

山西陽(yáng)光電廠儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目

山西京玉電廠儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目

全球合作伙伴計(jì)劃

對(duì)于儲(chǔ)能來(lái)講，發(fā)電側(cè)調(diào)頻服務(wù)屬于高端應(yīng)用。從已經(jīng)投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目看，調(diào)頻服務(wù)對(duì)于電池性能、壽命提出了一個(gè)很高的要求。據(jù)介紹，和火電機(jī)組配合的儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)系統(tǒng)安全性和可靠性的要求更高，對(duì)于企業(yè)來(lái)講，誰(shuí)能在高安全和低成本中取得平衡優(yōu)勢(shì)，誰(shuí)就擁有了競(jìng)爭(zhēng)力。

面對(duì)快速變化的中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)，睿能世紀(jì)發(fā)起“全球合作伙伴計(jì)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(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻解決方案。該解決方案匯聚了全球頂尖儲(chǔ)能產(chǎn)品設(shè)備，能量模塊采用NEC ES公司GBS®儲(chǔ)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(jì)自主研發(fā)。旨在為客戶創(chuàng)造更多價(jià)值，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)美好愿景。

當(dāng)然，儲(chǔ)能企業(yè)除了關(guān)注自身技術(shù)進(jìn)步外，也要關(guān)注外部市場(chǎng)環(huán)境。在調(diào)頻領(lǐng)域，傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組既是儲(chǔ)能企業(yè)的合作伙伴，也可能是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。如果儲(chǔ)能企業(yè)不能參與到電力市場(chǎng)，不能參與到遏制無(wú)效的電力投資中來(lái)，那么儲(chǔ)能的機(jī)會(huì)會(huì)越來(lái)越少，甚至被邊緣化。

“儲(chǔ)能進(jìn)入電網(wǎng)，是為了讓電網(wǎng)更高效運(yùn)行。所以儲(chǔ)能只有多參與才能讓行業(yè)認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能的價(jià)值?，F(xiàn)在和七年前最大的區(qū)別就在于，已經(jīng)有越來(lái)越多人接受并且認(rèn)可了儲(chǔ)能調(diào)頻的價(jià)值。”牟镠峰說(shuō)。

盡管儲(chǔ)能調(diào)頻價(jià)值顯現(xiàn)，但是電力市場(chǎng)仍需要突破原有輔助服務(wù)補(bǔ)償和分?jǐn)偠荚?a href="http://m.hidcn.cn/yqxxh/hd/" target="_blank" class="keylink">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(tái)，這樣儲(chǔ)能才能公平地和其他主體進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。儲(chǔ)能調(diào)頻性能是遠(yuǎn)超火電機(jī)組的。10MW的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在1秒內(nèi)精確調(diào)節(jié)最多達(dá)20MW的調(diào)頻任務(wù)，而傳統(tǒng)火電機(jī)組則需幾分鐘。二者相比，精度和響應(yīng)時(shí)間相差50～100倍。據(jù)測(cè)算，儲(chǔ)能調(diào)頻效果是水電機(jī)組的1.7倍，燃?xì)鈾C(jī)組的2.5倍，燃煤機(jī)組的20倍以上。

從靜態(tài)來(lái)講，雖然調(diào)頻市場(chǎng)是可預(yù)見(jiàn)的，唯快不破，但是從動(dòng)態(tài)來(lái)看，隨著新能源接入的增多，風(fēng)電光伏的波動(dòng)性和隨機(jī)性使得電網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡加劇，調(diào)節(jié)量會(huì)越來(lái)越高，會(huì)需要更多更優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源，儲(chǔ)能調(diào)頻未來(lái)可期。