9月11日在深圳鵬瑞萊佛士酒店舉辦的“碳中和能源院士高峰論壇暨第三屆中國國際新型儲能術及工程應用大會”上,南方電網電力科技股份有限公司新能源與儲能事業部副總經理鐘國彬進行“電力市場全面準入下的電池儲能系統集成思考”的演講。
南方電網電力科技股份有限公司新能源與儲能事業部副總經理鐘國彬
鐘國彬:
各位領導、各位產業界同仁:大家下午好!
非常高興應大會邀請,今天站在這里跟大家分享我們在電池儲能系統集成方面的思考。
我是來自南網科技公司和廣東新型儲能國家研究院的鐘國彬。
今天的分享主要包括四個部分:
第一部分跟大家環顧一下國外的電力市場。
美國在電力市場起步比較早,PJM根據儲能調頻效果付費的模式,是對儲能價值的極大體現,也是后來廣東發展儲能調頻很重要的參考。英國的儲能門檻比較低的,一兆瓦容量就可以參加電力市場。德國儲能參與市場主要是一次調頻和輔助服務。在澳大利亞,儲能的市場收入99%都來自于參與調頻等輔助服務,另外5分鐘的結算時間尺度是非常細的。
回顧國內,各省也在大力探索儲能參加電力市場的機制,山東實現了全國首次儲能項目參與電力現貨市場,規模已經達到1.5GWh,試運行期間,最大峰谷差價達到1.5元/Wh。湖南發布了全國首個容量交易試點方案,430MW儲能將參與容量市場化交易。浙江前不久也發布了重要的政策,符合條件的用戶側儲能可以轉為電網側儲能,以獨立身份參與到電力市場。廣東將火電廠儲能完全推向調頻市場,目前已經有30多個火電廠加裝了儲能,其使用頻率、創造的收益和價值都比較好。
第二部分跟大家分享南方地區的電力市場發展和儲能相關的政策。
2015年3月15日國務院出臺電力體制改革綱領性文件,南方以廣東地區起步的電力現貨市場是首批8個試點電力現貨市場改革的先行地,目前已經取得了階段性成效,電力交易品種越來越豐富。
2018年,廣東地區出臺電力現貨市場的規則,其中中長期的交易實施細則、現貨電能量的實施細則以及兩個細則的補充規定,都考慮了儲能。
2018年底,廣東第一個火電廠儲能聯合調頻項目入市,收益非常好。2019到2021年,兩個細則不斷修訂完善。全國的電網側儲能發展受到限制的時候,廣東的火電廠儲能調頻的商業模式和發展規模在全國都是獨樹一幟的。
目前,南方區域的電力輔助服務市場已經擴大到南方的廣東、廣西等地,備用市場也進行試運行階段。
廣東省高度重視新型儲能產業發展,今年3月15日,廣東省發布了《廣東省推動新型儲能產業高質量發展的指導意見》,提出到2027年要把廣東的新型儲能產業打造成萬億級市場,打造為廣東省制造業當家的支柱性產業,在這么好的市場環境和政策加持下,廣東的新型儲能已經迎來高質量、規?;l展的機遇。
3月30日,省能源局、省能監局印發了《廣東省新型儲能參與電力市場交易實施方案》,新型儲能全面參與市場。獨立儲能可參與年度、月度、多日等中長期電能量交易。還可以參與現貨電能量交易,日前出清形成充放電日前計劃曲線及分時電價。儲能參與輔助服務市場已經在運行了,接下來獨立儲能和電源側儲能也將按照交易細則,報量報價參與區域調頻、跨省備用等輔助服務市場交易。廣東省堅持市場引導,儲能的發展前景非常值得期待。
6月5日,廣東省發改委、省能源局印發《廣東省促進新型儲能電站發展若干措施的通知》,以冰蓄冷電價政策引導用戶側儲能發展。
總結一下,進入電力市場可以為我們解決很多問題,包括存在的建而不用的問題將得到解決。另外,進入市場給投資方收益帶來非常大的想象空間。
第三,進入市場也對儲能系統集成帶來一些新的挑戰。
電池儲能系統要參加到市場,首先要解決安全性和可靠性的問題,長時間運行將提出更高的安全和可靠性要求。其次要解決的是持續可調用性問題,因為參加市場交易是有考核的。最后要解決多市場條件下運營投標決策問題,在很多邊界條件下,怎么樣既保證安全可靠,還要實現更多的收益。
挑戰一:安全性和可靠性的問題。大規模儲能電站跟電動汽車還是有所不同。電動汽車的電量一般來說就是幾十度電,但是大型儲能電站,現在很多百兆瓦級,甚至吉瓦級的電站,會用到幾十萬甚至上百萬支電芯,這么多的電池怎么管理好,他們的一致性的管理、安全性的管理、狀態的管理,要做好是非常不容易的。另外目前很多儲能電站的實際運行次數并不是很多,長期運行的效果怎么樣,數據怎么樣,還是有待驗證。
挑戰二:持續可調用性問題,右邊這個圖展示了儲能調頻實際運行的曲線,框出來的這一段,因為電池的SOC越限了,儲能系統就不能響應調頻指令,這一段時間內就不能產生收益。
挑戰三:多市場交易品種投標決策問題,廣東提出來要求探索“一體多用,分時復用”模式,允許一個儲能電站參與更多的市場。那么什么時候參與調頻市場,什么時候參與調峰市場,怎樣創造最大的價值,這就非常考驗投資建設運營方的水平。
最后一部分是系統集成技術發展的思考。
面對前面提到的挑戰,我們要繼續提升儲能電站電池的智能感知技術水平,以可靠測量和精準狀態估計算法為基礎,全面在狀態估計、均衡控制、故障診斷、故障預警和安全等方面繼續做技術創新。
另外一個思考,可以應用電力電子技術,把DC/DC模塊跟BMS高效融合,這樣可以解決一致性的問題。
為了支持我們做市場決策,還需要做好儲能電站的仿真建模,這樣才能更精準地去控制它。
還有就是開發面向市場化交易的系統運營管理技術,探索儲能的一體多用、分時復用的市場交易機制和運營模式。
針對分布式儲能,要結合分布式儲能的分散、自驅利強的特點,充分利用云邊端技術,開發面向市場參與的聚合協同優化博弈策略荷算法,具體算法要根據市場策略做優化。
匯報完畢,謝謝大家!