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“动态遏制”服务对于英国的电池储能行业意味着什么?

来源:UPS应用网 作者:Harris编辑 更新时间:2020/10/15 8:02:45

摘要:英国能源转型厂商Modo Energy公司首席数据科学家及市场分析师Alex Done指出,事实表明,冠状病毒疫情已经严重影响了电力系统供需的动态平衡,但这并不是英国电力系统运营商推出一项名为“动态遏制”新服务的唯一原因。那么为什么采用动态遏制?为什么英国采用动态遏制取代其固定的频率响应(FFR)和其他辅助服务?

   英国能源转型厂商Modo Energy公司首席数据科学家及市场分析师Alex Done指出,事实表明,冠状病毒疫情已经严重影响了电力系统供需的动态平衡,但这并不是英国电力系统运营商推出一项名为“动态遏制”新服务的唯一原因。那么为什么采用动态遏制?为什么英国采用动态遏制取代其固定的频率响应(FFR)和其他辅助服务?
  
  为了迅速降低平衡电网高昂成本,英国电力系统运营商为此迅速推出“动态遏制”,例如可选的向下灵活性管理(ODFM),该技术可为商业规模的可再生能源发电企业提供关闭服务,以及解决电压、惯性和频率问题,英国电力系统运营商National Grid ESO(NGESO)公司在夏季面临着许多供电挑战,而解决这些挑战预示着未来的低碳世界即将到来。
  
  随着电力系统向低碳系统过渡,可再生能源发电设施将取代大型火力发电设施,电力系统的惯性将下降,而较低的电力系统惯性导致电力系统频率偏离50Hz正常频率的速度比以前快得多(频率变化率),NGESO公司需要须用新的工具来有效地工作,并最终保持正常运行。
  
  作为这一转变的一部分,现有的服务(如频率响应FFR)将被更新、更快的产品所取代,最新的服务就是是动态遏制(DC)。动态遏制是一套新的辅助服务的旗舰产品(见下表),也是NGESO公司计划在2020年10月发布的首款产品。
  
  表1 NGESO公司的新产品套件包括“动态遏制”旗舰产品

    
  
  以下将探索:
  
  •新的动态遏制(DC)产品
  
  •将如何启动服务
  
  •对电池储能资产的影响
  
  动态遏制(DC)提供“故障后”的电网频率响应,即在电网频率超出特定的上限/下限之后,在这些限值内需要一个较小的响应。将动态遏制(DC)与现有频率响应(FFR)产品进行比较,动态遏制(DC)的响应配置文件有效地扩展了率响应(FFR)的边界,同时减少了资产所需的响应时间(有关响应曲线的比较,请参见图1)。
  
  图1 固定频率响应(FFR)和动态遏制(DC)的频率响应曲线比较
  
  拍卖使新的500MW容量更接近实时采购
  
  由于发生疫情而被推迟,动态遏制服务将作为“软启动”的一部分于2020年10月1日开始推出,预计于2021年全面推出该服务。那么,人们为此有什么期待?
  
  在启动时,与固定频率响应(FFR)的提前一周和提前一个月的采购相比,动态遏制(DC)将提前一天进行采购。这表明NGESO公司致力于进一步接近辅助服务的实时采购。NGESO公司最初只是采购低频响应服务,并最终引入高频响应服务。
  
  首先,NGESO公司将采购高达500MW的动态遏制(DC)服务。由于动态遏制(DC)和固定频率响应(FFR)市场之间的相似之处,以及最终将固定频率响应(FFR)替换为动态遏制(DC),关于固定频率响应(FFR)市场(每周和每月)的交易量是否会减少来存在疑问。NGESO公司已确认固定频率响应(FFR)采购目标最初不会受到动态遏制(DC)采购的影响。
  
  实际上,最近的月度拍卖从9月到10月增加了100MW。
  
  下表是NGESO公司发布的详细信息,并与现有的固定频率响应(FFR)服务和动态遏制(DC)的全面发布(预计在2021年)进行了比较。
  
  表2 除了完整的产品交付和现有的固定频率响应(FFR)拍卖之外,动态遏制(DC)的软启动详细信息

      
  
  动态遏制(DC)无疑将与每周和每月固定频率响应(FFR)的拍卖互动,并在动态遏制(DC)的采购中发挥重要作用。现在,通过选择三种频率响应拍卖,进入哪个市场资产的问题变得更加复杂。在每周固定频率响应(FFR)拍卖中,较短的合同期限为参与者提供了更多的选择权,并允许电力资产在较短的通知期内进入动态遏制(DC)。考虑到这一点,可能会看到参加每周固定频率响应(FFR)拍卖的资产数量增加,有可能导致价格进一步下跌。
  
  此外,动态遏制(DC)的装机容量为500MW,固定频率响应(FFR)的采购目标为550MW。如果要完全补充500MW,动态遏制(DC)的稀缺性定价将会生效。尽管在每月招标中似乎有足够的能力来吸收额外的100MW需求,但是对于增加500MW的动态遏制(DC)来说,则情况并非如此。
  
  尽管其市场规模为100MW,但第一周只有60MW的资产获得了合同,每周市场大约需要5个月才能达到饱和(见图2)。如果这表示资产所有者在改变收入流方面的谨慎态度,则可能是动态遏制(DC)的采用面临着同样的情况。此外,考虑到新的采购时间表,资产所有者/运营商在参与辅助服务拍卖时需要更加活跃,这可能会导致能源厂商将停留在每周/每月固定频率响应(FFR)拍卖中更为熟悉的领域。
  
  图2 每周拍卖的采购产能表示市场参与者对产能的吸收比较缓慢。
  
  动态遏制(DC)对电池循环、电池退化和损耗的影响
  
  研究的内容之一是对电力系统频率如何影响频率响应产品的交付进行建模。
  
  •动态遏制(DC)的交付量(MWh)比固定频率响应(FFR)低90%,导致动态遏制(DC)中储能系统充放电时间比固定频率响应(FFR)少10倍左右。
  
  •仅在0.04%的时间内需要超过合同规定数量5%的响应。
  
  •由于效率而导致的充电状态(SoC)损耗,可以连续45天(从完全充电开始)而无需进行SoC管理。
  
  由于每月进行多达36次的频率响应拍卖,随着商家和辅助服务收入模型之间的界限开始模糊,电池储能系统的应用无疑面临着新的挑战。而随着新服务的日益成熟,市场的平衡以及参与者对新服务的适应,如今对于储能行业来说是一个充满挑战的时期。
  
  编辑:Harris
  
  

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