CNESA王思：儲能參與電力輔助服務市場機制探索
2020年8月26-28日，由中國能源研究會、中關村管委會、中關村科學城管委會指導，中國能源研究會儲能專委會、中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所聯合主辦的“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”在北京召開。峰會主題聚焦“聚儲能十年之勢，創產業十四五新機”，同期舉辦儲能聯盟十年紀念論壇。在8月28日舉辦的“儲能與電力輔
2020年8月26-28日，由中國能源研究會、中關村管委會、中關村科學城管委會指導，中國能源研究會儲能專委會、中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所聯合主辦的“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”在北京召開。峰會主題聚焦“聚儲能十年之勢，創產業十四五新機”，同期舉辦儲能聯盟十年紀念論壇。
在8月28日舉辦的“儲能與電力輔助市場”分論壇上，中關村儲能產業技術聯盟高級政策研究經理王思先生作了“儲能參與電力輔助服務市場機制探索”主題報告。
中關村儲能產業技術聯盟 高級政策研究經理王思
王思：各位領導大家下午好，我是中關村儲能產業技術聯盟王思，今天跟大家分享的主題是在2019年底，受國家能源局市場監管司委托，儲能聯盟做了一個“儲能參與電力輔助服務市場機制”的課題研究，就儲能服務市場的一些問題和阻力做了一些研究和探討，現將部分研究成果跟大家分享。
實際上國內從輔助服務市場來看，我們是從調頻輔助服務開始的。從2012年石景山熱電廠儲能項目投運，到2015年山西出了調頻輔助服務按效果付費的機制，推動了儲能在調頻輔助服務領域的商業化應用。到2017年、2018年的時候，國家出臺了《完善電力輔助服務補償（市場）機制工作方案》，緊接著全國各地輔助服務市場規則和相關方案進行了設立，儲能在廣東、山西、華北、蒙西地區得到了廣泛的應用。但是2019年我們也發現了一些問題，隨著儲能參與輔助服務市場獲益量比較大，規則也在不斷調整，影響了儲能的投資效益，也增加了項目的投資風險。從統計數據來看，2018年到2019年儲能在調頻輔助服務領域，裝機規模處于相對規模化增長的態勢，2018年有110兆瓦，2019年同樣有126兆瓦，且我們統計還有很多的項目儲備，所以今年包括明年儲能參與輔助服務市場依舊是國內主要的應用場景。
我們先來明確一下儲能參與輔助服務機制的問題。第一個是身份的問題，雖然各類政策中明確了儲能參與電力市場的獨立身份，包括聯合用戶和聯合發電企業去參與輔助服務市場的身份，但是相關規則并不明確，包括儲能參與市場的交易、結算、調度、并網這些規則，并沒有得到明確，所以阻礙了儲能商業化發展。第二個補償機制合理性，已在部分地方得到了探索和應用，但是并沒有在全國得到廣泛的推廣。另外政策的波動對儲能項目投資收益產生了影響，不能向用戶側傳導成本的情況下，一旦這個機制不能解決，我們現在所說的，假如未來有電網投資儲能的項目，或者一些用戶投資的儲能項目，在參與輔助服務市場去獲得發電企業的補償收益時，還存在機制壁壘。
從全球輔助服務裝機情況來看，2019年底投運項目規模達到了5.9GW，輔助服務裝機占比達到22.4%，當然這個比例是在不斷的減小的，一方面是因為其他領域，包括可再生能源并網和用戶側儲能項目的裝機規模逐漸提升，也反映一個問題，像美國PJM市場、英國、德國先進開放的電力市場，實際上儲能參與調頻已經快速的擠占了市場的容量。
我們來總結一下全球輔助服務電力市場的特點：
常見輔助服務有調頻、備用、電壓、黑啟動，國外沒有調峰市場，它跟現貨市場靈活價格機制聯動，從提供方式來看有強制提供的，我們國家也是這樣，基本義務的輔助服務，當然這種基本的輔助服務不一定是不付費的，有些可以根據項目的成本去進行一定的補償；
另外一部分是對機組有一些特殊要求的，包括黑啟動，這一般通過電力運行機構，通過長期合約的采購形式，去確定這個項目的提供方。
最后一個需求隨時間變化，比如調頻、備用等等輔助服務是通過集中競價的形式去確定輔助服務的提供方。從組織形式來看，有電力輔助服務市場獨立于電能量市場來運行的，常見于歐洲的分散型電力市場，還有電力輔助服務市場和電能量市場是聯合交易出清，包括現在浙江的模式，這也常見于美國、澳大利亞集中式電力市場。從費用分攤來看，國外相對我們國家還是比較靈活，有發電企業分攤，但是所謂的分攤通過現貨市場在電能量市場中也體現了輔助服務的成本。還有向用戶傳導的，有所謂的肇事方、受益方負擔成本，但是如像澳大利亞也可一部分由發電企業分攤，還有一部分用戶分攤的模式，現在山西省也在做這樣的嘗試。
美國市場政策的變動情況，也不是一蹴而就的，2007年890法案明確了儲能參與電力市場的身份問題，2011年推出755法案，明確了儲能按效果付費的機制，784法案再次明確了儲能參與電力市場身份和一些結算交易的問題，792法案解決了并網問題，最后就是最近出的841法案，再次明確了儲能參與電力市場的阻力和問題，消除了儲能參與批發市場的困難。參照美國PJM市場，也是兩部制的補償機制，包括容量補償和里程補償機制，里面都體現了按效果付費機制基本的原則，就是A值，所謂A值跟現在按效果付費中K值是類似的，考慮精確度、相關度、延遲性組成調頻性能指標，看A值確定的公式，跟我們國家部分地區K值確定的思路是基本相似的。
緊接著是輔助服務市場除了考慮容量補償和里程補償，它還會考慮機會成本，在美國輔助服務市場，調頻資源被分為谷時調頻資源和峰時調頻資源，同時又分為響應較慢的A信號和響應較快的D信號，所謂機會成本就是參與電能量市場所獲得利潤乘以在沒參與電能量市場容量損失在時間上的積分值，另外它還設計了一個收益因子的概念，這個收益因子既決定了這個項目易中標的程度，另外利用收益因子去控制這個市場的A信號和D信號資源的占比。最后就是它會評估市場的出清價格，算出來補償的總量，并計算按容量報價、里程報價，再加上機會成本所獲得的補償，取二者的最大值進行相應的補償。
再看國內的情況，截止到2019年年底，大概裝機270.1兆瓦，占比15.8%，整個新增裝機容量還在不斷的提升，這個統計還是以儲能參與調頻輔助服務為主，如果未來儲能和可再生能源配套，即調峰輔助服務應用，如果能納入到這個統計體系里來，裝機比例會有很大的提升，但是我們現在看到因為沒有單獨為調峰輔助服務而建立的儲能系統出現，大部分都是場站內做棄光棄電的應用，所以暫時沒有統計在這里。無論規劃項目還是運行的項目，山西、廣東、內蒙等等這些出臺效果付費機制的區域，都是現在儲能在輔助服務應用重點的區域。
總結一下現在出臺輔助服務市場規則的情況，有的省份獨立出臺了相應的輔助服務市場規則和方案，有的還是在地區的兩個細則下執行，基本上全國范圍內都覆蓋了輔助服務市場機制，全國范圍內在推行儲能，包括儲能在內新市場主體可參與輔助服務市場獲得收益。比較特殊的就是，一個華北地區第三方獨立主體參與調峰輔助服務市場，包括儲能系統、電動汽車已經試點參與了這個輔助服務市場；另外就是山西出的獨立儲能參與調峰市場，一是補償價格比較高，另外對獨立儲能頒發電力業務許可證獲得了許可，另外儲能參與調峰相應的成本是在發電側和用戶側進行分攤，浙江現在也試點了電能量市場與輔助服務市場聯合優化出清。
從政策上來看，從明確儲能的身份和按效果付費兩個層面去考慮政策有利的程度，包括廣東、山西、華北、蒙西這幾個主要儲能參與輔助服務市場的領域，都是政策執行相對比較好的地區，在這個政策執行過程中發生了一些情況，所有政策基本上明確了儲能參與市場的身份，包括獨立的身份，還有聯合的身份，當然這個主體也很多，包括售電公司、集成商、用戶等等，都可以參與輔助服務市場。從這些規則上來看，包括去年蒙西系數的調整，包括華北K值上限的設定，還有最近廣東征求意見稿里對K值開根號向下的調整，包括不給容量補償等等這些機制，一方面合理化了儲能的投資收益，另一方面確實反映出輔助服務市場并不是一個長效機制，規則的變動對儲能投資收益產生了很大的影響。
總結一下國際和國內的區別。國際上儲能獲得了天然去參與市場主體地位，但我們國家現在還缺少相應的儲能身份或者主體的定位，所謂的受益者付費機制還不存在，都是由發電企業去分擔相應的費用，從物理主體和財務主體一致性來看，早期都是由發電廠去承擔的，但是實際上石景山熱電廠火電聯合去參與調頻輔助服務的試點的項目下，就提出了儲能去獨立的作為一個市場主體、財務主體去結算的需求，京津唐地區也是第一個去討論儲能作為主體參與輔助服務市場的區域。儲能作為獨立主體去參與輔助服務費用來源問題，如果還是采用發電企業分攤的模式，實際上是難以為繼的，因為新一輪電改開始，早期原有輔助服務補償機制雖然發生了一些變化，但是對儲能去參與輔助服務運行并沒有太多的影響，隨著上網電價的放開，輔助服務補償機制由發電企業去承擔，這個前置假設就不再存在了，現在做的電能量市場的競價并沒有包含輔助服務的成本，另外一些新的特點出現，包括第三方主體參與輔助服務市場的需求，包括未來新能源規模的提升，對調頻、調峰需求總量會有所提升。
設想一下現在儲能去參與輔助服務市場的模式，早期可能是儲能跟火電機組綁定，一家儲能廠商為一個發電機組服務，后來也演變了一些模式，包括一個儲能電站為多家發電廠商服務，這常見于調峰輔助服務市場，比如在新疆和青海，所謂共享儲能的模式，實際上儲能可以通過雙邊協商、集中競價的形式跟周邊光伏場站做相應的交易，并提供服務，未來也有一個儲能場站去采購多家廠商的服務，比如同一時段或不同時段提供調頻、調峰等輔助服務形式的出現，這種形式出現也得益于輔助服務市場機制的放開。
我們對不同市場狀況下輔助服務市場的主體能不能參與輔助服務市場的機制，做了一個簡單的設想，一是在現貨市場，最簡單模式用戶去承擔輔助服務市場費用，現貨交易執行單軌制，這種情況最理想，提供主體也不需要再去分攤輔助服務費用，在現貨交易雙軌制情況下，優先用電的用戶輔助服務費用，由發電企業按照政府授權合同的比例承擔。如果用戶不承擔輔助服務費用，也要在一定原則下參與輔助服務市場，而在非現貨市場情況下，如果市場化用戶不承擔輔助服務費用，實際上我們還僅能去做一些試點的工作，這也反映出了一個問題，如果儲能過度去參與輔助服務市場，會造成整個輔助服務市場資金盤子或者資金總量的提升，造成現有情況下資金使用的風險。
另外儲能參與輔助服務市場的機制設計還要遵循兩個基本原則，一個按效果付費機制，體現儲能快速靈活準確的調節的性能，調峰就是低谷壓得下去，高峰頂得上來，另外一個原則保持技術中立性的原則，就是提供同性能、同質量、同數量的服務，要獲得相應的同等的價值補償。另外我們還面臨一個問題，就是按效果付費和補償費用總額的矛盾問題，一旦執行按效果付費，可能儲能快速靈活的調節資源參與市場，會增加輔助服務市場資金補償的總量，但總體來看也有解決的方案，因為現在我們國家輔助服務的成本占比相對比較低，傳統電費里包括一些尖峰電價、高峰電價、力調電費等等這些額外的收入，可以作為輔助服務的資金盤子去支持相應的項目應用。
因為輔助服務暫時還不能向用戶側去完整的傳導，但是在現有情況下做大用戶直接交易，降低了用戶用電的成本，如果能從降低的用電成本中提出一部分費用作為輔助服務的資金池，去用作輔助服務的補償，是不是能順利完成輔助服務成本向用戶的過渡，包括現在做的一些需求響應等工作，實際上都是從尖峰電價里拿出的資金做的輔助服務補償。第二點也提出過由調度運營機構去采購服務相應的成本，是不是可以計入相應的輸配電價，并給予相應的補償。
在建立儲能參與輔助服務市場機制過程中還要有一些配套的機制，現在包括儲能跟火電廠去綁定參與調頻，包括儲能跟可再生能源參與調峰，儲能比例問題、有效利用的問題，還是需要得到深入的論證，另外就是要避免超額的補償，要優化調頻資源的構成，其實是選擇性能適中的儲能產品或者說相應的技術，去支撐輔助服務市場更能體現相應的效益，成本支付壓力也更小，不見得非得利用最快、最強的儲能資源去參與輔助服務。
總結來看，我們的儲能參與輔助服務市場要完成非現貨市場階段到現貨市場階段的過渡，現在所有省份放在一起，實際上市場化的程度是不盡相同的，在非現貨市場階段我們還要設定相應的基準，以性能最差的機組設定有償服務補償的起點，引入相應的性能參數，另外幾條基本原則，包括開放市場競價、向用戶側傳導成本、改善服務內容。現貨市場階段，一方面我們還是要確定輔助服務的內容，調峰服務是不是在現貨市場中出現，是我們要考慮的問題。另外激勵機制，一方面是對輔助服務提供商按效果付費，還包括對服務采購機構或者調度運營機構的一些激勵設計，最后實現調頻備用和電能量市場聯合出清。總體來說就是要平衡一下現在十四五時期儲能規模化、商業化發展訴求和政策和市場環境機制支撐的匹配。
總結來說，現在儲能參與輔助服務市場機制而言，我們還要分市場化不同階段去進行相應的機制設計，首先要明確儲能參與電力市場的身份問題，再一個明確儲能靈活調節能力的價值，明確價值的需求，另外合理評估這類技術價值的特性，評估這種價值的成本是不是能得到支付，現在我們國家能源局也在搞試點示范，調頻輔助服務、調峰輔助服務也是一個主要的應用領域，在調頻這個領域還要開展一些技術驗證，包括標準的設計，這都是非常相關的，包括安全問題也是非常突出，在規則完善這個層面，這可能不僅限于輔助服務應用領域，現在包括儲能的備案、身份問題、土地消防問題等等，這些問題都還要得到解決，最后就是探索建立電力用戶共同參與輔助服務的分擔共享機制，并與現貨市場做相應的銜接，以上就是我這個報告的內容，謝謝大家。
作者： 來源：中關村儲能產業技術聯盟 責任編輯：jianping
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