储能市场化应用该如何推广?监管局发布的《实施细则》存在问题?

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用户侧储能电站参与辅助服务若干问题探讨

1、储能方案

《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则(试行)》

第一条:鼓励发电企业、售电企业、电力用户、储能企业或其他市场主体投资建设储能设施,促进储能电站为电力系统运行提供调频、调峰、调压、黑启动等辅助服务。

第二条:电化学储能电站是指采用电化学电池作为储能元件,可进行电能存储、转换及释放的并网电站(以下简称“储能电站”)。

第三条:本细则适用于南方区域地市级及以上电力调度机构直接调度的并与电力调度机构签订并网调度协议的容量为2MW/0.5小时及以上的储能电站,其他类型储能电站参照执行,也就是说2MW/1MWh的储能电站就可以参加电力辅助服务市场。

储能市场化应用该如何推广?监管局发布的《实施细则》存在问题?

方案一 低压接入分布式,单机400kw

上图系统设计中采用的是10KV的进线,低压接入分布式,单机400kw,说明:

储能单元并接在变压器低压侧400V母线上,电池充电状态相当于用电负荷,选择变压器轻载及电价低谷时充电,这跟平时削峰填谷的策略一样,不同之处在于,根据调度需要充电的时候也是要进行充电的;

储能系统放电状态,相当于发电机,放电功率一般为变压器负载的20%-80%,放电时,还是需要使用部分电网电量;

储能系统逆变器属于电力电子设备,充放电时,能自动跟踪电网系统频率及电压,通过抬高或降低储能系统电压来实现充电或者放电,属于在线式工作,跟传统柴油发电机等有区别,不存在切换电源问题,比传统发电机响应速度更快,更为直接。

由于储能单元(单机400kw/500kwh )并网接入点为变压器低压侧母线,故不占用报装容量,目前也没有明确的规定需要向供电局申报。

由于需要考虑与用户变压器负载配合,选择用户范围少,比较困难。

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方案二 中压接入集中式,单机500kw -1000kw

方案二中的储能系统直接接入到10KV的母线上,说明:

储能单元通过变压器并接在开关站10kV母线上,电池充电状态相当于用电负荷,放电状态相当于电源。

直挂10kV母线上,故储能单元充放电,不受单台用户变压器负载的限制。

由于储能单元并网接入点为10kV母线上,按照目前政策要占用容量,需要交纳基本电费,这跟低压侧接入有所区别,按照供电局的规定,低压侧这边是利用用户现有的变压器容量来装机,如果要接入10KV母线,就需要增加变压器,就要向供电局申报,缴纳基本电费。

由于不需要考虑单台变压器负载情况,故受限少,可选用户范围广。

2、储能电站方案存在的问题

问题一:

储能电站规模 最小值2MW/1MWH,以上分布式、集中式是否都符合?目前没有明确的表示。

集中式直挂10kV母线,是否需要交纳基本电费(容量电费)?目前我们在为电网提供辅助服务,按照诉求应该是不需要缴纳基本电费的,因为现在是为电网提供服务,但并无相关的条文支撑。按照目前增加变压器容量后,需要缴纳基本电费,其经济性需要重新评估。

节假日,用户负荷可能小于储能电站放电功率,是否可以反送电到系统?目前在执行的过程中,供电局对用户反送电有严格的考核。1)如无法向电网反送电,自身负荷无法消耗储能电站的电量,储能电站的收益降低。而为了参与辅助服务而增加储能电站的容量和PCS功率,增加投资成本,延长投资回收期。2)如可以实施反送电,功率是否有限?如果不能,那是否免考核?

解决方案:

集中式选择110kV专业用户,分布式选择10kV供电的大用户,年用电量2000万千瓦时以上。

选择用户负荷曲线跟统调吻合的用户(完全自我消纳)。

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以上选取的园区的负荷曲线基本跟广东省的负荷曲线一致。

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从广东电力系统运行的特点可以看出:

上午7:45 - 9:00及下午13:15-14:00这两个时间段负荷急剧攀升;

上午11:30-12:15,17:15-18:00 负荷急剧下降,负荷变化超过1000万千瓦。

上午9:00-11:00,14:00-17:00 ,18:00-22:00变化缓慢,此时间段是储能电站参与调峰的主要时间段。

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调峰时间段:每天三个峰谷时段

图中绿色的部分是AGC调令充电的真实负荷曲线,去掉黄色部分后,是AGC调令放电的负荷曲线。

从图中可以看到,接受AGC调令充电之后负荷曲线发生了比较大的变化,用户的用电最大功率原来的6200kW增长到最高峰的8200kW。

无论在什么时间,只要接受到调度令,需要响应进行充放电,这样一来就无法利用原来的峰谷差价套利的方式来获得储能电站的收益。增加了辅助服务的收益是否比原来增加?

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以东莞市10kV用户侧储能电站的对一天收到三次AGC调令的收益进行简单测算。

模式1是在电价最低的时候收到调度令,这时候的收益就是最低的,举例说在7:30-8:00收到调度令,这个时间段东莞市处于电价谷段,无价差,仅有AGC调度补贴收益。8:00-9:00出于电价平段时间,同样接到AGC调度,其整体的收益就会有所降低。

东莞市的高峰电价是从9:00开始的,模式1接受AGC调令后在高峰电价前电量已经完全放掉了,高峰时段就无电可放,即无峰谷差价收益。

模式3完全是在高峰时段收到AGC调令进行放电,这时候的收益是最高的。

而在11:00-12:00是东莞市的高峰电价时间,这个时间段进行充电,而在下午12:30开始放电,该段时间为东莞市的平段电价时间,即便对充电补贴5毛钱/度电的补贴,其价差收益也较低。

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调峰时间段:每天两个峰谷时段,即7:45-18:00

上图有两个AGC调令的调峰时间段,即早上7:45~9:00、12:30~14:00两次放电和11:00~12:00、17:00~18:00两次充电调令。

储能市场化应用该如何推广?监管局发布的《实施细则》存在问题?

如果每天只是收到两个充放电的调令。则当地第二个电价峰段时间进行削峰填谷获得收益。

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用户侧销售电价峰段时间:

广州中山惠州:14:00-17:00,19:00-22:00

佛山东莞珠海江门:9:00-12:00,19:00-22:00

深圳:9:00-11:30,14:00-16:30,19:00-21:00

广东省内有3峰3谷,其中每个城市的峰谷电价的时间是不一样的,只有深圳是完全按照3峰3谷实施的峰谷电价。

广州、中山、惠州执行的是第二和第三个峰,而佛山、珠海、东莞、江门执行的是第一和第三个峰,所以不同地区的对应的储能控制策略是不尽相同的。

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