大规模电池储能在今天的电网中扮演何种角色？

 世界上部分地区正在以史无前例的速度布置电网规划的储能，迄今，这些储能设备对它们想解决的问题起到了哪些效果?

储能“迸发年”

“2021年是储能职业的迸发年，证明了在公用事业规划上，电池储能是一种可行的、灵敏可靠的能量来源，”三菱电力美洲公司储能解决计划高档副总裁ThomasCornell在最近的采访中表示。

美国、英国和澳大利亚等抢先的商场上现已布置了大约6500MW的并网电池储能，其间大约三分之二是在2021年投运的。

但大多数人都以为，尽管装机容量如此之高，首要支撑储能的仍然是它的功率，而不是能量。

“当今，储能首要是作为一个备用体系，”EPRI分布式能源和储能主管HareshKamath说：“现在储能有必定期望可以更多地承当起可再生能源负荷的搬运使命，但就它现在的数量而言，可以发挥的效果是有限的。”

将可再生能源宣告的电能从发电顶峰搬运到需求顶峰将是储能长期、首要的收益来源，但这种形式现在还处于初级阶段，即使是在能量时移现已开端开展的当地，例如加利福尼亚州，储能搬运的也不必定是可再生能源宣告的电能。

加州独立体系运营商CAISO

作为迄今为止最成熟的储能布置商场，CAISO电网是一个抱负的起点，因为其体系上有超过2700MW的并网储能装机。因为CPUC的一些规定，要求公用事业和其他负荷服务实体必须采购电网灵敏性资源，这儿的储能职业现已完成了起飞。

CAISO储能部门经理GabeMurtaugh表示，加州的储能设备现在定时地将多达6000MWh的电能从一天中的贱价时段搬运到高价时段，有助于抑制加州每日电力需求形成的“鸭型曲线”。

可是，Murtaugh提到，这种能量时移首要搬运的是贱价但高污染的燃气发电资源，“在一些可再生能源发电过剩的时段，储能必定吸收了一部分可再生的电能，但还需求几年，储能才能以可再生能源作为其首要的充电电能。”

CAISO最近宣告了储能在2021年7月俄勒冈州Bootleg野火产生时的效果，其时在连接各地区的三条输电线路瘫痪后，CAISO调度了大约1000MW的储能资源来帮助坚持照明。

“咱们现在常常看到一些5分钟的调度距离，这些时段内基本上所有的储能资源都被电网调度，总计将近3000MW，跟着更多的储能体系并网，这个数字在夏天还会增加，”他提到。3月份CAISO电网的峰值需求为28971MW，这意味着储能在不同的时间段将至少承当10%的负荷。

CAISO估计，到今年夏天将有大约4000MW的储能设备投运，这将进一步帮助减轻野火灾祸对电网安稳性的风险。其时在Bootleg野火产生时，只要大约1500MW储能装机容量。

德克萨斯州电力可靠性委员会ERCOT

德克萨斯州现在引领着美国可再生能源职业，装机容量到达45077MW，首要构成是风电，是第二名加利福尼亚州装机容量(22929MW)的两倍。

这为德州的储能职业发明了一个巨大的机遇，可以参加动摇的电力商场，帮助电网削峰填谷平抑动摇，解决电网不平衡问题，储能+风电形式有望在未来几年成为其商场的一个重要驱动力。

德州和加州体系集成商FlexGen的事务开展高档副总裁JasonAbiecunas说，储能的首要收入来源之前一直是调频服务，特别是呼应备用服务(ResponsiveReserveService)和固定频率呼应(FirmFrequencyResponse)。

然而在现在，英国储能投资者GoreStreetCapital的首席执行官AlexO"Cinneide说，当地储能供给调频服务坚持电网平衡与电量买卖之间的比例接近1:1。

依据电网运营商ERCOT在2021年末发布的数据，在本报告撰写时，德州或许有大约1300~1800MW的并网储能装机。

可是，Abicunas说，现在没有迹象表明调频辅佐服务商场会很快到达饱满，它仍是德州储能开展的首要驱动力。

尽管2021年2月德州的毁灭性风暴夺去了数百人的生命，但这段时期仍展现了德州电网储能的潜力。

Abiecunas说，“咱们都看到了储能在这一危殆时期可以供给的巨大价值，这是一种可以供给电网部分安稳性的资源，当电网需求时，可以依托储能来供给各种服务，以满意其时电网的需求。”

今年2月，另一场风暴在美国暴虐，但电力体系坚持了平稳运转，他说：“其时电网状况良好，储能设备发挥了应有的效果，所有体系一切正常。”

英国/爱尔兰

2021年，英国布置了约446MW的电池储能，现在，总并网储能装机容量到达了1700MW。

“咱们大多数情况下需求的是电池的功率，而不是它们的能量，它们处于待机状态，以备不时之需，因而，就它们在动态遏止(英国的一种调频辅佐服务)等服务中充放的电能而言，电池的实践利用率的确很低，”商场情报公司ModoEnergy的首席分析官RobynLucas说。

调频服务的总容量略高于1000MW，首要是为储能设计并由储能主导。依据Modo的数据，英国的三种调频服务，动态遏止(DC)、固定频率呼应(FFR)和增强频率呼应(EFR)，在2021年占了电池储能收入的90%以上，但在今年年末也开端产生改动。

“现在电能批发商场上有很多时机，因为商场价格一直很不安稳，”O"Cinneide说，“英国储能的最佳营收计划仍然是供给80%~85%的电网平衡事务，10%的容量买卖和5%~10%的电能量买卖。”

储能也正在成为英国国家电网公司推出的容量商场拍卖中一个引人注目的人物，在最近的2025/26年的容量拍卖中，1094MW的电池在总计27632MW的招标中胜出，占到2.5%。

尽管储能现在在电网平衡机制中的效果还很小，但这是英国电网短期内平衡电网的一个重要手段。储能参加电能批发商场的买卖，有助于抑制电价动摇，从体系的角度来看，这是有利的。

爱尔兰的储能布置水平则要低得多，但仍有值得注意的方面。2021年5月，当爱尔兰电网频率跌落到正常规划以下时，两个共37MW的电池储能体系介入，这是爱尔兰多年来最长的频率跌落事件，电网超出49.9Hz-50.1Hz的规划超过了14分钟。

西欧

在储能布置方面，西欧稍微落后于英美和澳大利亚。商场情报公司EnAppSys的主管Jean-PaulHarreman说，法国有大约300MW的并网储能装机，德国有大约600MW，荷兰和比利时各低于100MW。

这些储能大部分用于供给频率遏止，这是一种频率呼应服务，需求在频率跌落后30秒内启动。

可是，因为西欧的储能规划较小，到现在为止还没有储能在维护电网安稳方面发挥关键效果的事例。他说：“需求三到五年的时间，储能才会开端显现出效果。从长远来看，储能有或许削减商场的动摇，首先将在分布式电网的终端发挥效果。因为电池充放电之间存在必定的电价差异，储能将企图捕捉两个最极点的电价。”

澳大利亚

澳大利亚电网运营商AEMO期望有更多的储能参加到辅佐服务商场。但这是一个单薄的商场，总量只要约800~820MW，其间包含600MW的频率调理辅佐服务(FrequencyControlAncillaryServices)，因而，布置的储能越多，调频服务的价格就会跌落。

依据澳大利亚CornwallInsight公司的管理顾问BenCerini的说法，现在大约有580MW的电网规划储能装机，估计到2030年将大约有15GW(还有30GW的分布式资源，包含房顶光伏)。今天，储能在频率调理辅佐服务中占有的商场份额约为25%。

他说，今天，澳大利亚电网规划储能的80%~90%的收入都来自频率调理辅佐服务，只要剩余的10%~20%来自电能量买卖。储能商业形式的经济可行性还没有得到证明，但这种情况在未来或许会产生改动。

他说：“午间和晚顶峰之间的电价差将在未来继续增加，特别是跟着更多的房顶光伏并入电网。

应战和结论

除了储能开发商和业主在收益方面面对的各种应战外，电网和配网运营商在储能容量不断增加的情况下，也面对着一些自身的问题。

很明显，尽管咱们在2021年看到了很多的储能布置，但储能离真正完成可再生能源的能量时移还有一段距离。

但正如前文所述，它经过以频率呼应的方式作为备用电源的效果对电网的运转非常重要。对频率跌落的即时呼应、技术故障或是极点天气事件，都为储能的效果供给了详细的事例。

跟着时间推移，有一个明显的趋势是储能更多地参加电能批发买卖，逐渐开端参加一些可再生能源的能量时移，但它现在还处于初级阶段。跟着更多可再生能源并网，咱们将在未来几年越来越多地看到储能在电力体系脱碳中发挥的重要效果。CNESA

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