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睿能世纪:开创储能火电联合调频商业新模式

淘储能网讯:2010年,储能在国内几乎还没有市场的时候,俞振华和牟镠峰就打算筹备一个专攻储能商业化的公司。

当时他们已经在储能技术领域上探索多年,有一定的创业经验,从美国归来的王澍后来也加入进来,在创业之初充当了外脑的角色。在比较了当时储能可以应用的用户侧或风场等几种应用场景后,他们发现在那个时候调频辅助服务是非常赚钱的,于是在2011年成立了北京睿能世纪科技有限公司(以下简称睿能世纪)切入进来。

开创储能火电联合调频商业模式

调频作为电网辅助服务的一种,是为保证电力系统安全、稳定运行和电能质量所提供的一种服务。2009年,我国华北区域出台政策开始对辅助服务进行补偿,而这以往是由发电企业义务承担的责任。不过当时这个政策文件中并没有直接体现储能的应用机会。

在确定商业模式前,睿能世纪仔细研究过美国的储能调频模式,发现美国是允许储能电站直接接到变电站里面,由电网调度机构直接控制的,这就意味着储能拥有被电网结算的这么一个市场主体的身份地位,而这在当时的中国是不存在的。

不过通过为发电企业算的一笔账,睿能世纪发现当时作为我国辅助服务主体的发电企业存在一定的调频技术改造需求。

王澍在接受能见EKnower采访时表示,发电机组单独进行调频,类似驾驶汽车过程中经常启动刹车与平稳运行存在油耗差异,机组调频的煤耗成本是上升的。以国外文献的测算,火电机组调频和不调频相比,供电煤耗差异约1%,30万千瓦的机组煤耗310克每度电,按一吨煤700块的价格计算,如果机组进行调频,即频繁变功率的工况运行,一天增加煤耗的成本就能够到一两万块钱,如果煤价再高一点,或煤耗上浮至2%,成本即为4、5万块钱。而且,更严重是,经常听到发电企业的人员提到由于调频导致调门损坏,进而停机的情况,这个对于发电企业的来讲会导致更高的经济损失,大幅超过调频服务获得的补偿。

为达到同样的调频效果,如果发电机组和储能进行联合调频,机组可以慢下来,从而减少煤耗,同时机组设备的疲劳和磨损也更低一点。

同时储能调频启动更快、响应精度更高,能得到电网更多的调用。以华北电网的补偿规则,调频收益等于调频性能乘以调频里程乘以价格,应用储能后,电厂的调频收益会上涨的比较明显。同时调频性能改善后,对于调节性能较差的机组还能减少被考核的支出。

因此,睿能世纪在当时提出了与发电厂联合进行调频的储能商业模式创新,“这就相当于储能安装在发电厂的表后,辅助服务主体还是发电厂”,王澍表示这样就解决了储能参与辅助服务的身份地位的问题。

首个项目即将发电厂调频收入扭亏为盈

2013年,睿能世纪的首个电厂调频项目上线,储能功率为2MW。这是睿能世纪作为运营商投资和建设的第一个项目。睿能世纪可以从发电厂增加的辅助服务补偿里获得收入。

王澍坦言,当时的电池储能成本还很贵,因此规模还比较小。尽管多配置储能能保证调频效果,但作为投资运营商,他们需要找到性价比最高的配置。这也是与设备厂商不同的一点,王澍表示,设备厂商一般是通过卖货收钱。

从流程上来说,设备的选型、配置、调试和运维他们都亲力亲为,睿能世纪并不生产设备,如何优化这些设备的配置就成为了关键。

王澍表示,不同于调峰对储能的技术需求,不同的电网控制区,储能调频一天充放电要几百次乃至上千次,对电池的特性、电池的寿命以及储能系统级别的设计要求比较高。除了严格要求供货商,围绕着在保证储能寿命的情况下,最大化补偿收入这一目标,睿能世纪还进行了储能控制系统的自主开发,目前已有30余项发明专利。王澍认为,调频储能系统的大脑的就是控制系统。

睿能世纪首个尝试的项目取得了不错的运行效果。在投运磨合了一段时间之后,这个加储能机组的调频性能排到了京津唐电网的第一名,电厂AGC调频考核补偿扭亏为盈。

在之后的2015年和2017年,他们通过仿真找到了新的投资回报平衡点,将储能配置规模扩大到了9MW,在山西投运了两个项目。

今年上半年,山西能监办发文对三个AGC储能辅助调频系统试点项目进行了肯定,“目前各项目开展良好,不仅改善了电厂调频供应质量,保障了山西电网的稳定运行,也获得良好的辅助服务补偿收益。”而睿能世纪的两个项目都在其中。

王澍介绍到,这两个项目中,储能对发电机组的调频性能有明显的改善,山西的京玉电厂加装储能之后,当时机组的调频性能排到了山西电网的第一名。与山西晋能集团合作的阳光电厂项目调节性能则达到了5.8,而在山西近5000万千瓦火电机组里面大概只有15台左右的机组的性能是超过3.0的。

调频辅助服务市场仍是一片蓝海

从2011年睿能世纪成立至今,关于支持储能参与电力系统辅助服务的政策有不少。其中比较核心的有2016年出台的《关于促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿(市场)机制试点工作的通知》,开始确定了储能参与调峰调频辅助服务的主体地位,提出在按效果补偿原则下,加快调整储能参与调峰调频辅助服务的计量公式,提高补偿力度。这也进而验证了当时睿能世纪走的这条路前景更加清晰。

王澍认为,从技术需求上来讲,储能调频的市场也在扩大。

对比美国的储能市场,他们发现,在美国PJM电力市场里面已经投运了约250兆瓦到300兆瓦规模的储能调频的商业化项目,最早在2012年的时候就有一套32兆瓦的储能调频系统在PJM市场投运了。

“PJM还没有太多的风电光伏。我们一般在说储能配比的时候,都会考虑系统现有的电源结构。如果风电光伏多了,系统的调频需求就涨上来了。另一方面,如果有很好的电源,比如水电、燃机,调的快的就能够更好的满足这个需求。一个电力系统中,如果都是火电的话,调频能力的供给就相对较差了,相比PJM有很多燃气机组资源的情况下,PJM仿真结论是,在调频容量中,储能和常规机组的优化配比在15%:85%~30%:70%的范围。而在中国我认为储能调频的配比其实应该更大一些。”

如今,除了存在实施项目的京津唐、山西和蒙西电网外,睿能世纪还重点关注广东、山东等调频市场,这些市场于今年刚刚进行了市场化改革,也即辅助服务的补偿价格会根据供需而定,王澍表示,一旦补偿价格合适,储能调频市场将进一步扩大。他还在采访中表示,不同于用户侧等其它应用场景,这个领域在锂电池成本快速下降的助推下,已经实现商业化。

截至如今,睿能世纪先后投运了20MW火电联合储能频项目、42MW在建项目,预计2018年项目总合同容量将达到100MW。睿能世纪表示,随着市场竞争的加大,依托于他们的软件和集成技术,他们也可以随时切换到集成商的角色。

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