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火电厂储能调频系统运营收益关键因素分析

北极星电力网新闻中心  来源:PVMeng.Com  作者:Earnie  2019/1/24 14:42:42  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 火电调频 AGC 火力发电

北极星火力发电网讯:储能系统提供电网AGC服务始于美国,通过多年的充分测试和验证,取得了较好的效果,在多个电力市场中实现了商业化应用。如超过50MW锂离子电池储能电站参与PJM电力市场的调频市场,20MW的飞轮储能为纽约电力市场提供调频服务。美国的成功经验表明:

一、储能电池系统相比传统电源能提供更精准的功率控制服务;

二、储能电池系统能有效改善电网的AGC控制效果和频率质量;

三、在良好的市场机制下,以提供AGC服务为目的的储能电站通过合理的设备选型、参数配置和控制策略优化,能够实现纯商业化运营。

目前,国内的储能系统参与AGC市场刚刚起步。部分省市区域,如京津唐、蒙西、山西、广东、福建等地均出台了针对储能系统功率调节性能优势的交易补偿政策,补偿水平相比原有的“按电量补偿”有了较大提升。这些政策的出台,极大地刺激了社会资本参与投资运营储能调频电站的热情,起到了加速推进相关产业发展的作用。

另一方面,我国不同省市区域电力系统运行情况千差万别,功率调节需求、AGC补偿及结算机制各不相同,项目前期阶段通过搜集大量历史数据、了解项目所在电力系统的基本运行特征从而开展全面综合、定量分析各相关因素对投资收益和风险控制的影响成为潜在投资主体关心的重要事项。笔者依据自身多年区域电网调度运行方式分析工作经验,结合所在公司已经投入商业化运营的某储能电站AGC系统的运行工作,在大量仿真计算分析工作的基础上,从商业化运营的角度,总结了以下八大因素。

1.AGC补偿机制

目前出台针对AGC性能进行补偿政策的省份主要有蒙西、广东、京津唐、福建等省区。蒙西是仍沿用原“两个细则”,只是在补偿规则中加入了综合性能调节指标对补偿电量进行修正;其余各省均是将AGC作为独立的辅助服务品种从原“两个细则”中抽取出来建立单独的交易市场,通过各市场主体报价、集中出清的形式决定:一、是否中标;二、中标多少;三、以什么价格出清;这就要求市场主体对所在电网的调频需求、电网结构和运行方式、自身调频设备的调节性能等有一个整体把握,才能做出满足利益最大化的最优报价策略。

2.AGC补偿结算方法

不同省份,对参与AGC的调节单元给予的结算算法不同。结算金额同调节性能指标成正比,或者同调节容量成正比,同调节性能成平方比例,甚至呈对数关系。而结算价格也呈现出不同的模式,如按上网电价,以及按市场出清价等等。

3.AGC模式和考核标准

不同省份的调节需求主要取决于所在电网的AGC模式和考核标准。目前三种AGC模式(FFC、FTC、TBC)、两种考核标准(A1/A2、CPS)及其组合衍生,将直接影响电网的AGC需求。

4.所在电网的电气位置

项目在电网中的接入点,将显著影响储能电站本身的运行方式和可被调度量。电力系统运行时常常受断面的影响而被分割成不同的有功无功平衡区域,在这些平衡区中,受电力平衡的影响,在同样的调频需求下,不同电力平衡区中的调频资源被调度的结果大不相同。

5.电网的正常及检修运行方式特点

电网AGC需求的主要来源,一是频率控制,二是跟踪联络线计划。处于电网中不同节点的储能电站,对于上述两点调节需求的调节有效性是不同的,且有效性随着电网正常及检修方式的变化而变化。在现代自动化调度系统中,如果没有特殊约束,往往优先调用最有效的调节资源。因此,电网运行方式将严重影响项目公司的补偿现金流量。

6.调度性能评估算法

从设备层次来说,储能调频电站的有功调节性能指标,是储能电站得以商业化生存的首要前提。虽然不同省份的综合性能调节指标均由调节速率、响应时间、调节精度三个分量合成而来,但具体三个分量如何合成为综合性能指标,以及三个分量各自的算法,从具体计算公式,统计基准值、指令有效性判断标准、统计计算门槛、统计时间窗口等因素来看,各省均大相径庭。

7.储能电池的系统配置、充放电策略、涉网性能以及对寿命的影响评估

不通过省区的项目,需要根据本省电网的特点、调频需求和性能指标统计算法,定制适应于本省的最优系统配置、电池充放电策略,以及在提高性能、降低指令放弃率和提高系统寿命、降低运维成本之间进行优化评估。不同的项目,从电厂级来说,本身对AGC指令的响应特性相差较大;从系统级来说,还可能存在不同模式的振荡。一定容量的储能系统投入后,采用“跑冒漏滴”策略还是采用“一步到位”策略,对整体系统调节性能指标的提升、自身寿命、运行安全性均会产生截然不同的影响;此外,电网公司还会针对储能系统提出包括功率控制、过载能力、保护、电能质量、运行方式及其切换适应性、充放响应时间和调节时间等涉网安全稳定性进行并网前测试计算评估。因此需结合产品自身性能质量、设备厂商技术实力和运维实力、运营主体在电力系统涉网计算分析方面的实力进行综合评估。

8.项目分成机制

不同省份的结算机制不同,如有的省份沿用“两个细则”,项目公司的净收入为包括所有辅助服务品种补偿、分摊、考核、返还四项的代数净收益。有的省份是单独的AGC交易市场,项目公司净收入为AGC补偿扣减分摊费之后的净收入。在不同的机制下,后续其他项目对现有项目的耦合关系,以及项目公司同电厂的分成基准和比例,同样将对投资主体的整体投资回报率产生较大影响,需要在对所在省辅助服务和现货市场改革整体趋势把握的基础上,结合当地税收优惠政策、自身融资渠道和组合资金成本等综合优化考虑。

原标题:火电厂储能调频系统运营收益关键因素分析

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