促进储能参与的电力市场机制探索2022年09月中国电力科学研究院有限公司1CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE02电化学储能的技术经济特性储能独立参与市场的机制建议04市场对储能的需求01目录03储能参与市场经验市场对储能的需求中国电力科学研究院有限公司3CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE市场对储能的需求在双碳目标的指引下，随着新型电力系统的构建，我国新能源装机占比不断提高，已达到42.4%。根据预测，2030年和2060年，我国风光新能源发电量占比将分别达到42.7%和64.4%。数据：陈国平紫金论坛《构建新型电力系统的若干思考》中国电力科学研究院有限公司4CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE市场对储能的需求弃电时段供电不足时段挑战②省内自我挖掘①②一次能源价格整体攀升电力供应持续偏紧①省间交易购买应对新能源发电具有间歇性、波动性、随机性等特点，新能源装机占比大幅增加，电力系统平衡难度加大，面临新能源“保消纳”和“保供电”的双重挑战。通过电力市场建立的价格信号，激励各类主体主动参与，是破局的关键。中国电力科学研究院有限公司5CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE市场对储能的需求传统电力系统新型电力系统供电充裕性灵活性除了传统的供电充裕性保障需求外，省内对于调节灵活性的需求更加凸显，对储能等电力系统的灵活性资源提出了迫切需求。需求可调节负荷灵活性机组储能灵活调节资源备用爬坡调频供电充裕性需求调峰中国电力科学研究院有限CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINS公司6TITUTE市场对储能的需求存储超发电量平滑出力波动增加调频能力提供可靠性容量支撑缓解调峰压力提升电网可靠性和电能质量保证容量充裕度错峰用电节约电费作为后备电源减少用电尖峰为了平抑新能源出力波动，提高电网可靠性以及电能质量，储能在新型电力系统中具有非常重要的价值。发电侧储能价值电网侧储能价值用户侧储能价值市场的价值体现能量市场反映储能分时价值辅助服务市场反映储能可靠性价值容量市场反映储能容量支撑价值中国电力科学研究院有限公司7CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE市场对储能的需求2021年9月10月2021年2021年12月1月2022年20222月5月2022年国家能源局（抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年））国务院《关于完整准确全面贯彻新发展林做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》国家能源局《电力并网运行管理规定》和《电力辅助服务管理办法》示范文本》《新能源场站并网调度协议示范文本》《购售电合同示范文本》场体系的指导意见》国家、能源局发布《“十四五”新型储能发展实施方案》国家能源局、国家市场监督管理总局《并网调度协议南方能源监管局《关于公开征求《南方区域电力并网运行管《电化学储能电站并网调度协议示范文本（试行）》理实施细则》《南方区域电力辅助服务管理实施细则》（征国家、能源局《关于加快建设全国统一电力市求意见稿）》20227月国家能源局、科学技术部《“十四五能源领域科技创新规划”》国家、能源局《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》国家、能源局《电化学储能电站安全管理暂行办法（征求意见稿）》公开征求意见8月2021年国家《关于进一步完善电价机制的通知》国家、能源局正式发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》7月电化学储能的技术经济特性中国电力科学研究院有限公司9CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE电化学储能的技术经济特性荷电状态可充/放电充放电深度充放电效率能量有限性双向调节能力影响寿命以及成本能量损耗成本中国电力科学研究院有限公司10CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE电化学储能的技术经济特性度电成本（元/kWh）度电成本(元/kWh)里程成本(元/MWh)抽水蓄能0.21-0.25钠硫电池0.67-0.88磷酸铁锂电池6.34-9.08铅蓄电池0.61-0.82磷酸铁锂电池0.62-0.82三元锂电池6.08-9.78全钒液流电池0.71-0.95三元锂电池0.86-1.26钛酸锂电池6.18-8.46数据：《储能的度电成本和里程成本分析》中国电力科学研究院有限公司11CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE电化学储能的技术经济特性储能的容量衰减的成本随放电倍率增加呈非线性增长储能的容量衰减的成本随放电深度增加下呈非线性增长中国电力科学研究院有限公司12CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE电化学储能的技术经济特性充电放电电能成本静态成本充电成本转化损耗市场价差大于电能成本时储能放电电能成本与充电成本的关系（0.5C,50%DOD）储能收益分析储能参与市场经验中国电力科学研究院有限公司14CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能参与市场经验PJMCASIO英国澳大利亚电能市场“量-价”阶梯报价及工作状态，统一调度规划，自计划充电投标价和放电投标价，循环充放电的价差投标，自计划双边交易，交易所交易，平衡交易申报充电报价和放电报价，依靠尖峰电价套利辅助服务市场调频市场、备用市场（旋转备用、非旋转备用）调频市场（上调频、下调频），灵活爬坡（向上灵活爬坡、向下灵活爬坡），备用市场（旋备、非旋备）调频市场（增强快速调频、快速调频），备用市场（短期运行备用、快速备用）调频市场（调节调频市场、应急调频市场）容量市场参与容量市场参与容量市场参与容量市场-中国电力科学研究院有限公司15CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能参与市场经验山东江苏浙江电能市场自计划形式参与电能市场尚未参与电能市场按照初步方案通过自计划形式参与电能市场；辅助服务市场调频市场、调峰市场调频市场、调峰市场调频市场、调峰市场中国电力科学研究院有限公司16CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能参与市场经验•根据测算，电化学储能的全寿命周期度电成本1.148元/KWH；•用电侧工商业用户的峰谷价差普遍在0.5元/KWH，只有个别省份接近1元/KWH；•单一的电能市场，难以保证新型储能获利。新型储能的度电成本仍然较高，单一电能市场难以获利•储能参与的调频市场、调峰市场、备用市场独立运行；尚在探索容量补偿机制，储能的容量价值尚未得到发掘；•未很好地考虑调频、能量、备用等市场之间的耦合关系；多市场耦合，协作运行困难•虽然明确了储能可以作为输电资产，但是储能通过输配电价回收成本的方式有待进一步明确；•目前储能进入市场的门槛依然较高，例如要求光伏电站配储的时长在4小时之上。储能参与市场定位有待明确、准入门槛有待放宽储能独立参与市场的机制建议中国电力科学研究院有限公司18CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能独立参与市场的机制建议电能调频、备用容量电力商品电力调频、备用容量电量电能中国电力科学研究院有限公司19CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能独立参与市场的机制建议集中优化储能荷电状态、充放电计划：对技术支持系统支撑能力要求较高；放电成本取决于充电时的价格和在其它时段无法放电的机会成本，难以核定储能成本，储能可能虚报高价、增加市场监管难度。自计划电力调度交易机构集中优化储能自行管理荷电状态储能提交自计划曲线；作为价格跟随者，从电能市场获得收益。电力调度交易机构集中优化荷电状态、充放电计划；提交充放电价差投标、单日的初始荷电状态和期望达到的末尾荷电状态在市场初期，储能可以通过自计划方式参与电能市场，市场较完善时提供更为灵活的报价方式，参与电能市场集中出清和市场定价。中国电力科学研究院有限公司20CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能独立参与市场的机制建议储能参与调频市场：申报里程报价；参与电能市场的储能，同时申调频容量报价；对调频里程报价、调频容量报价按照调频性能折算；由于储能响应速度快、调节精度高，折算后更容易中标，有利于从调频市场获得回报。储能独立参与市场的机制建议考虑到储能的快速响应特性，与普通发电机组不同：储能可以没有基础能量出力的形式提供调频辅助服务（即：不参与电能量市场，直接参与调频市场）也可以同时参与电能量市场以及调频市场，在电能量出力水平附近进行调节。考虑到储能的能量有限性（能量中性），在参与调频的同时，进行充放电，获得电能市场补偿。中国电力科学研究院有限公司21CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE中国电力科学研究院CHINAELECTRICPOWERRESEAR有限公司22CHINSTITUTE储能独立参与市场的机制建议以最大充放电功率与经济充放电功率差作备用参与市场。聚合后经济参数单个储能容量较小，聚合后以聚合商的市场主体身份参与备用市场。储能独立参与市场的机制建议作为容量有限型资源，储能可提供的容量支撑不仅仅取决于其最大放电速率，还和最大能量对应的容量等多种因素有关，三种容量市场折价方式：规定储能必须满足一定的连续放电时间，对不能满足的放电功率进行折价；根据最长持续放电时间计算分段容量系数进行折价；系统可靠性指标不变情况下，增加1MW储能带来的尖峰负荷增量。中国电力科学研究院有限公司23CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE中国电力科学研究院有限公司24CHINAELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE储能独立参与市场的机制建议储能参与市场对电力市场技术支撑能力提出了更高要求：储能主体考虑运行特性申报充、放电投标价，对市场主体的投标支撑能力提出更高要求。在市场出清中求解多时段耦合的经济调度模型，集中优化储能荷电状态以及储能的充放电计划，对出清软件的算力提出了更高要求。储能的成本取决于充电时的电能价格，储能成本难以核定，对市场力识别技术提出更高要求。精细考虑储能参与容量市场的容量价值，对市场的评估分析技术提出更高要求。