储能电站参与我国电力现货调频市场交易规则研究

储能电站参与我国电力现货调频市场交易规则研究

戴承钧,李永战

中核坤华能源发展有限公司，浙江 杭州 310000

摘要：随着我国电力市场改革的逐步深入推进，以“电力现货市场交易为主，电力中长期交易为辅”的电力市场交易体系逐渐成熟。本文通过研究我国电力现货市场交易规则，理论分析并研究储能系统参与电力现货调频市场交易出清模型，预测储能项目的经济性，为其参与电力现货市场交易提出策略建议。

关键词：电力现货；调频市场；储能经济性

1我国电力现货市场发展形势

在电力市场改革的大背景下，我国首批8大电力现货市场试点省份已全部进入长周期结算试运行模式，并将在2021年底全部进入不间断结算试运行模式。可见，电力体制改革正慢慢铺开，并将进行到底。当下，电力现货市场主体不断多元化，交易规模持续增加，交易方式愈加灵活，交易机制更加健全。未来，连续结算周期也将进一步拉长，并陆续启动连续结算运行模式。

2 电力现货市场基础理论

我国电力现货市场由合约市场、日前市场、实时市场和辅助服务市场构成。合约市场存在的主要目的是规避现货市场的价格风险，形式为差价合约，种类可以细分为政府授权合约和双边合约。日前市场包括日前预出清和滚动更新，它初步确定了调度日机组组合和预发电计划，并通过滚动更新机制不断调整。实时平衡市场采用全电量集中优化的方式，形成机组实际执行的发电计划、辅助服务安排、市场出清价格和市场竞争性指标等。辅助服务市场包括现货辅助服务交易和中长期辅助服务交易。现货辅助服务包括调频和备用，与电能市场联合出清；中长期辅助服务包括可中断负荷、调压和黑启动等，由电力调度机构与市场主体通过双边协商和集中竞价等方式确定。

3 储能参与现货调频市场理论模型研究

在浙江省电力现货市场中已明确可作为第三方独立市场主体参与现货调频辅助服务交易[1]，本文基于浙江电力现货调频辅助服务市场交易规则，对储能项目作为第三方独立市场主体参与调频市场交易经济性开展研究。

3.1调频参数申报

发电单元调频容量大幅度变化会影响电网系统稳定性，为了防止调频造成系统潮流分布大幅变化，规定单个电厂的中标发电机组调频容量之和不超过系统调频容量需求值得20%。发电机组申报调频容量计算公式如下：

（1）调频容量申报上限=min（发电单元标准调解速率X3分钟，发电单元容量X3%，系统调频容量需求值的20%/全厂申报发电机组数）

（2）调频容量申报下限=min（发电单元标准调解速率X1分钟，发电单元容量X1%）

3.2调频性能指标分析

3.2.1 综合调频性能指标分析

综合调频性能指标，由调节速率指标，响应时间指标，调解精度指标决定。

调节速率指标，机组影响AGC控制指令的速率：

=机组影响AGC控制指令的速率/系统内AGC发电单元平均标准调解速率

响应时间指标k2，机组影响AGC控制指令的时间延迟：

=1-机组响应延迟时间/5分钟

调解精度指标，机组影响AGC控制指令的精度：

=1-机组调节误差/调解允许误差

综合调频性能指标=（* + * + * ）/（ + + ）

其中， =2，=1， =1。--------（1）

3.2.2调频性能指标统计

电力交易中心每个调频小时每隔10秒计算一次调频性能指标，性能指标反应调频响应的精度：

性能指标10秒=1-Abs（调频响应值-调频信号值）/ 小时平均Abs

（调频信号值）--------（2）

辅助服务单元须通过连续三次调频性能认定测试，且根据公式（2）的计算得到的测试时段的性能指标要大与等于80%，才能获准参与调频市场。

3.2.3参与辅助服务市场策略

为方便横向比较发电单元间调频性能差异，对发电单元最近12个中标时段综合调频性能指标进行归一化处理：

K=Kb,i/Kb,max

由于储能的爬坡率是传统发电机组爬坡率的十倍以上，所以其调节速率指标一般取为上限值，同时储能系统一般是毫秒级响应，其响应时间指标和调节精度指标一般也是各类调频单元中最大的。

3.3参与现货调频市场交易出清模型分析

3.3.1 调频容量报价、里程报价、机会成本归一化调整

参与调频市场的机组提交“容量报价”、“调频容量”以及“历程报价”信息，交易系统根据每台机组的“历史调频性能归一化指标”对报价价值进行调整，得到调整后的“调频容量报价价值”、“调频里程报价价值”和“机会成本价值”。

调频容量报价价值（元）=

调频里程报价价值（元）=

机会成本价值（元）=

储能电站作为独立第三方参与调频，由于没有发电业务，其参与调频不会产生“机会成本”，即“机会成本”数值为0。

3.3.2 计算每个调频单元的调频价格排序

对调频单元的调频价值按由低到高进行排序，依次出清，直到满足调频市场需求，其计算公式如下：

调频总报价价值（元）=调频容量报价价值+调频里程报价价值+机会成本。

调频排序价格反应的是调频单元单位调频容量的综合调频成本， 综合调频价格计算公式如下：

综合调频价格（元/MW）=

=调频容量报价+调频里程报价*里程容量比R+机会成本-----（3）

其中，里程容量比R为上月总小时调频里程/总小时调频容量，由系统计算预设，全省调频单元一致，无差别，一般取值为10。

由于独立储能电站的机会成本为0，则在相同的调频里程报价和调频容量报价下，储能的调频报价排序会更靠前，或者说储能可以有更灵活的报价范围。

3.3.3 根据调频机组组合和计划对机会成本进行修正

由于机会成本的变动会影响排序价格，故对各调频单元的调频排序价格按由低到高进行重新排序，得到调频定价排序价格。若机会成本没有发生变化，则排序价格不进行变化，确定综合调频出清价格。

3.3.4调频里程价格出清

对出清的调频单元的调频里程有低到高进行排序，以最高里程的调频单元报价作为“调频里程出清价格”B。

3.3.5计算调频容量出清价格

   由公式3可知，调频容量出清价格A=综合调频出清价格-调频里程出清价格B*里程容量比R。其中调频容量出清价格包含调频容量价格和机会成本。

3.3.6计算综合调频费用

综合调频费用=调频容量费用+调频里程费用+-----（3）

（1）调频容量费用S=调频容量出清价格A*出清容量C*实际调频性能归一化指标K

（2）调频里程费用Y=调频里程出清价格B*实际里程D*实际调频性能归一化指标K

影响综合调频费用的，除了调频容量和调频里程的出清价格外，与储能电站出清容量、出清里程，以及实际调频性能归一化指标等参数也有关。

4结束语

从储能项目参与电力现货市场交易理论模型来看，可以取得较好的经济效益，但我国电力现货市场建设进度、投运连续性、独立储能电站收入来源于现货市场中的调频费用的不确定性、国家及各省在政策和调频市场规则上的不确定性，导致无法确定储能项目持续盈利能力和盈利方式。企业可以继续加大国家和各省在储能政策、参与现货调频市场交易规则，以及盈利模式的研究力度，继续深入探讨参与电力现货调频市场交易的盈利的经济性，待我国电力现货市场建设基本成熟时，再决策参与电力现货市场交易。

参考文献

[1]关于开展电力现货市场建设试点工作的通知，国家发改委、国家能源局，发改办能源〔2017〕1453号

      [2]关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意见稿），国家发改委、国家能源局