世界上部分地區(qū)正在以史無(wú)前例的速度布置電網(wǎng)規(guī)劃的儲(chǔ)能，迄今，這些儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)它們想解決的問(wèn)題起到了哪些效果?

儲(chǔ)能“迸發(fā)年”

“2021年是儲(chǔ)能職業(yè)的迸發(fā)年，證明了在公用事業(yè)規(guī)劃上，電池儲(chǔ)能是一種可行的、靈敏可靠的能量來(lái)源，”三菱電力美洲公司儲(chǔ)能解決計(jì)劃高檔副總裁ThomasCornell在最近的采訪中表示。

美國(guó)、英國(guó)和澳大利亞等搶先的商場(chǎng)上現(xiàn)已布置了大約6500MW的并網(wǎng)電池儲(chǔ)能，其間大約三分之二是在2021年投運(yùn)的。

但大多數(shù)人都以為，盡管裝機(jī)容量如此之高，首要支撐儲(chǔ)能的仍然是它的功率，而不是能量。

“當(dāng)今，儲(chǔ)能首要是作為一個(gè)備用體系，”EPRI分布式能源和儲(chǔ)能主管HareshKamath說(shuō)：“現(xiàn)在儲(chǔ)能有必定期望可以更多地承當(dāng)起可再生能源負(fù)荷的搬運(yùn)使命，但就它現(xiàn)在的數(shù)量而言，可以發(fā)揮的效果是有限的。”

將可再生能源宣告的電能從發(fā)電頂峰搬運(yùn)到需求頂峰將是儲(chǔ)能長(zhǎng)期、首要的收益來(lái)源，但這種形式現(xiàn)在還處于初級(jí)階段，即使是在能量時(shí)移現(xiàn)已開(kāi)端開(kāi)展的當(dāng)?shù)?，例如加利福尼亞州，?chǔ)能搬運(yùn)的也不必定是可再生能源宣告的電能。

加州獨(dú)立體系運(yùn)營(yíng)商CAISO

作為迄今為止最成熟的儲(chǔ)能布置商場(chǎng)，CAISO電網(wǎng)是一個(gè)抱負(fù)的起點(diǎn)，因?yàn)槠潴w系上有超過(guò)2700MW的并網(wǎng)儲(chǔ)能裝機(jī)。因?yàn)镃PUC的一些規(guī)定，要求公用事業(yè)和其他負(fù)荷服務(wù)實(shí)體必須采購(gòu)電網(wǎng)靈敏性資源，這兒的儲(chǔ)能職業(yè)現(xiàn)已完成了起飛。

CAISO儲(chǔ)能部門經(jīng)理GabeMurtaugh表示，加州的儲(chǔ)能設(shè)備現(xiàn)在定時(shí)地將多達(dá)6000MWh的電能從一天中的賤價(jià)時(shí)段搬運(yùn)到高價(jià)時(shí)段，有助于抑制加州每日電力需求形成的“鴨型曲線”。

可是，Murtaugh提到，這種能量時(shí)移首要搬運(yùn)的是賤價(jià)但高污染的燃?xì)獍l(fā)電資源，“在一些可再生能源發(fā)電過(guò)剩的時(shí)段，儲(chǔ)能必定吸收了一部分可再生的電能，但還需求幾年，儲(chǔ)能才能以可再生能源作為其首要的充電電能。”

CAISO最近宣告了儲(chǔ)能在2021年7月俄勒岡州Bootleg野火產(chǎn)生時(shí)的效果，其時(shí)在連接各地區(qū)的三條輸電線路癱瘓后，CAISO調(diào)度了大約1000MW的儲(chǔ)能資源來(lái)幫助堅(jiān)持照明。

“咱們現(xiàn)在常?？吹揭恍?分鐘的調(diào)度距離，這些時(shí)段內(nèi)基本上所有的儲(chǔ)能資源都被電網(wǎng)調(diào)度，總計(jì)將近3000MW，跟著更多的儲(chǔ)能體系并網(wǎng)，這個(gè)數(shù)字在夏天還會(huì)增加，”他提到。3月份CAISO電網(wǎng)的峰值需求為28971MW，這意味著儲(chǔ)能在不同的時(shí)間段將至少承當(dāng)10%的負(fù)荷。

CAISO估計(jì)，到今年夏天將有大約4000MW的儲(chǔ)能設(shè)備投運(yùn)，這將進(jìn)一步幫助減輕野火災(zāi)禍對(duì)電網(wǎng)安穩(wěn)性的風(fēng)險(xiǎn)。其時(shí)在Bootleg野火產(chǎn)生時(shí)，只要大約1500MW儲(chǔ)能裝機(jī)容量。

德克薩斯州電力可靠性委員會(huì)ERCOT

德克薩斯州現(xiàn)在引領(lǐng)著美國(guó)可再生能源職業(yè)，裝機(jī)容量到達(dá)45077MW，首要構(gòu)成是風(fēng)電，是第二名加利福尼亞州裝機(jī)容量(22929MW)的兩倍。

這為德州的儲(chǔ)能職業(yè)發(fā)明了一個(gè)巨大的機(jī)遇，可以參加動(dòng)搖的電力商場(chǎng)，幫助電網(wǎng)削峰填谷平抑動(dòng)搖，解決電網(wǎng)不平衡問(wèn)題，儲(chǔ)能+風(fēng)電形式有望在未來(lái)幾年成為其商場(chǎng)的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)力。

德州和加州體系集成商FlexGen的事務(wù)開(kāi)展高檔副總裁JasonAbiecunas說(shuō)，儲(chǔ)能的首要收入來(lái)源之前一直是調(diào)頻服務(wù)，特別是呼應(yīng)備用服務(wù)(ResponsiveReserveService)和固定頻率呼應(yīng)(FirmFrequencyResponse)。

然而在現(xiàn)在，英國(guó)儲(chǔ)能投資者GoreStreetCapital的首席執(zhí)行官AlexO"Cinneide說(shuō)，當(dāng)?shù)貎?chǔ)能供給調(diào)頻服務(wù)堅(jiān)持電網(wǎng)平衡與電量買賣之間的比例接近1:1。

依據(jù)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商ERCOT在2021年末發(fā)布的數(shù)據(jù)，在本報(bào)告撰寫時(shí)，德州或許有大約1300~1800MW的并網(wǎng)儲(chǔ)能裝機(jī)。

可是，Abicunas說(shuō)，現(xiàn)在沒(méi)有跡象表明調(diào)頻輔佐服務(wù)商場(chǎng)會(huì)很快到達(dá)飽滿，它仍是德州儲(chǔ)能開(kāi)展的首要驅(qū)動(dòng)力。

盡管2021年2月德州的毀滅性風(fēng)暴奪去了數(shù)百人的生命，但這段時(shí)期仍展現(xiàn)了德州電網(wǎng)儲(chǔ)能的潛力。

Abiecunas說(shuō)，“咱們都看到了儲(chǔ)能在這一危殆時(shí)期可以供給的巨大價(jià)值，這是一種可以供給電網(wǎng)部分安穩(wěn)性的資源，當(dāng)電網(wǎng)需求時(shí)，可以依托儲(chǔ)能來(lái)供給各種服務(wù)，以滿意其時(shí)電網(wǎng)的需求。”

今年2月，另一場(chǎng)風(fēng)暴在美國(guó)暴虐，但電力體系堅(jiān)持了平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，他說(shuō)：“其時(shí)電網(wǎng)狀況良好，儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)揮了應(yīng)有的效果，所有體系一切正常。”

英國(guó)/愛(ài)爾蘭

2021年，英國(guó)布置了約446MW的電池儲(chǔ)能，現(xiàn)在，總并網(wǎng)儲(chǔ)能裝機(jī)容量到達(dá)了1700MW。

“咱們大多數(shù)情況下需求的是電池的功率，而不是它們的能量，它們處于待機(jī)狀態(tài)，以備不時(shí)之需，因而，就它們?cè)趧?dòng)態(tài)遏止(英國(guó)的一種調(diào)頻輔佐服務(wù))等服務(wù)中充放的電能而言，電池的實(shí)踐利用率的確很低，”商場(chǎng)情報(bào)公司ModoEnergy的首席分析官RobynLucas說(shuō)。

調(diào)頻服務(wù)的總?cè)萘柯愿哂?000MW，首要是為儲(chǔ)能設(shè)計(jì)并由儲(chǔ)能主導(dǎo)。依據(jù)Modo的數(shù)據(jù)，英國(guó)的三種調(diào)頻服務(wù)，動(dòng)態(tài)遏止(DC)、固定頻率呼應(yīng)(FFR)和增強(qiáng)頻率呼應(yīng)(EFR)，在2021年占了電池儲(chǔ)能收入的90%以上，但在今年年末也開(kāi)端產(chǎn)生改動(dòng)。

“現(xiàn)在電能批發(fā)商場(chǎng)上有很多時(shí)機(jī)，因?yàn)樯虉?chǎng)價(jià)格一直很不安穩(wěn)，”O"Cinneide說(shuō)，“英國(guó)儲(chǔ)能的最佳營(yíng)收計(jì)劃仍然是供給80%~85%的電網(wǎng)平衡事務(wù)，10%的容量買賣和5%~10%的電能量買賣。”

儲(chǔ)能也正在成為英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司推出的容量商場(chǎng)拍賣中一個(gè)引人注目的人物，在最近的2025/26年的容量拍賣中，1094MW的電池在總計(jì)27632MW的招標(biāo)中勝出，占到2.5%。

盡管儲(chǔ)能現(xiàn)在在電網(wǎng)平衡機(jī)制中的效果還很小，但這是英國(guó)電網(wǎng)短期內(nèi)平衡電網(wǎng)的一個(gè)重要手段。儲(chǔ)能參加電能批發(fā)商場(chǎng)的買賣，有助于抑制電價(jià)動(dòng)搖，從體系的角度來(lái)看，這是有利的。

愛(ài)爾蘭的儲(chǔ)能布置水平則要低得多，但仍有值得注意的方面。2021年5月，當(dāng)愛(ài)爾蘭電網(wǎng)頻率跌落到正常規(guī)劃以下時(shí)，兩個(gè)共37MW的電池儲(chǔ)能體系介入，這是愛(ài)爾蘭多年來(lái)最長(zhǎng)的頻率跌落事件，電網(wǎng)超出49.9Hz-50.1Hz的規(guī)劃超過(guò)了14分鐘。

西歐

在儲(chǔ)能布置方面，西歐稍微落后于英美和澳大利亞。商場(chǎng)情報(bào)公司EnAppSys的主管Jean-PaulHarreman說(shuō)，法國(guó)有大約300MW的并網(wǎng)儲(chǔ)能裝機(jī)，德國(guó)有大約600MW，荷蘭和比利時(shí)各低于100MW。

這些儲(chǔ)能大部分用于供給頻率遏止，這是一種頻率呼應(yīng)服務(wù)，需求在頻率跌落后30秒內(nèi)啟動(dòng)。

可是，因?yàn)槲鳉W的儲(chǔ)能規(guī)劃較小，到現(xiàn)在為止還沒(méi)有儲(chǔ)能在維護(hù)電網(wǎng)安穩(wěn)方面發(fā)揮關(guān)鍵效果的事例。他說(shuō)：“需求三到五年的時(shí)間，儲(chǔ)能才會(huì)開(kāi)端顯現(xiàn)出效果。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，儲(chǔ)能有或許削減商場(chǎng)的動(dòng)搖，首先將在分布式電網(wǎng)的終端發(fā)揮效果。因?yàn)殡姵爻浞烹娭g存在必定的電價(jià)差異，儲(chǔ)能將企圖捕捉兩個(gè)最極點(diǎn)的電價(jià)。”

澳大利亞

澳大利亞電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商AEMO期望有更多的儲(chǔ)能參加到輔佐服務(wù)商場(chǎng)。但這是一個(gè)單薄的商場(chǎng)，總量只要約800~820MW，其間包含600MW的頻率調(diào)理輔佐服務(wù)(FrequencyControlAncillaryServices)，因而，布置的儲(chǔ)能越多，調(diào)頻服務(wù)的價(jià)格就會(huì)跌落。

依據(jù)澳大利亞CornwallInsight公司的管理顧問(wèn)BenCerini的說(shuō)法，現(xiàn)在大約有580MW的電網(wǎng)規(guī)劃儲(chǔ)能裝機(jī)，估計(jì)到2030年將大約有15GW(還有30GW的分布式資源，包含房頂光伏)。今天，儲(chǔ)能在頻率調(diào)理輔佐服務(wù)中占有的商場(chǎng)份額約為25%。

他說(shuō)，今天，澳大利亞電網(wǎng)規(guī)劃儲(chǔ)能的80%~90%的收入都來(lái)自頻率調(diào)理輔佐服務(wù)，只要剩余的10%~20%來(lái)自電能量買賣。儲(chǔ)能商業(yè)形式的經(jīng)濟(jì)可行性還沒(méi)有得到證明，但這種情況在未來(lái)或許會(huì)產(chǎn)生改動(dòng)。

他說(shuō)：“午間和晚頂峰之間的電價(jià)差將在未來(lái)繼續(xù)增加，特別是跟著更多的房頂光伏并入電網(wǎng)。

應(yīng)戰(zhàn)和結(jié)論

除了儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商和業(yè)主在收益方面面對(duì)的各種應(yīng)戰(zhàn)外，電網(wǎng)和配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在儲(chǔ)能容量不斷增加的情況下，也面對(duì)著一些自身的問(wèn)題。

很明顯，盡管咱們?cè)?021年看到了很多的儲(chǔ)能布置，但儲(chǔ)能離真正完成可再生能源的能量時(shí)移還有一段距離。

但正如前文所述，它經(jīng)過(guò)以頻率呼應(yīng)的方式作為備用電源的效果對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。對(duì)頻率跌落的即時(shí)呼應(yīng)、技術(shù)故障或是極點(diǎn)天氣事件，都為儲(chǔ)能的效果供給了詳細(xì)的事例。

跟著時(shí)間推移，有一個(gè)明顯的趨勢(shì)是儲(chǔ)能更多地參加電能批發(fā)買賣，逐漸開(kāi)端參加一些可再生能源的能量時(shí)移，但它現(xiàn)在還處于初級(jí)階段。跟著更多可再生能源并網(wǎng)，咱們將在未來(lái)幾年越來(lái)越多地看到儲(chǔ)能在電力體系脫碳中發(fā)揮的重要效果。CNESA

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電池儲(chǔ)能

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