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摘 要

随着对电网系统的峰值和频率调节的需求增加，关于如何改善电力辅助服务市场机制的讨论越来越多，并且由于储能电池技术的不断发展和储能系统本身的优势，储能参与辅助服务的可行性成为了关注的焦点。论文从电力辅助服务的类型和需求调研出发，总结归纳我国辅助服务的管理模式、交易模式及价格机制；重点分析储能参与电力辅助服务面临的技术经济性；并结合我国电力市场现状，以电池储能为例，建立经济性分析模型，提出具体的补偿机制为储能参与辅助服务可行性提供参考。

关键词：储能；辅助服务市场；电力市场；补偿机制

Abstract

The demand for peak and frequency modulation in the power grid system is constantly expanding, and the sound of reforming the electric power auxiliary service market is getting louder and louder. The battery energy storage technology is gradually maturing. In addition to the advantages of the energy storage system itself, people have a strong interest in how energy storage can participate in the auxiliary service. Starting from the type and demand research of electric power auxiliary service, this paper summarizes the management mode, transaction mode and price mechanism of auxiliary service in China. Under the background of China's electricity market, the technical economy of energy storage participating in auxiliary services is emphatically analyzed. Taking battery energy storage as an example, the economic analysis model is established, and the specific compensation mechanism is proposed to provide a reference for the feasibility of energy storage participating in auxiliary services.

Keywords: energy；storage；auxiliary；service；market；power；market；compensation；mechanism

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 储能参与辅助服务的应用现状 1

1.3 本课题研究意义 3

第二章 国内外辅助服务现状调研及市场模式分析 4

2.1 辅助服务定义及发展现状 4

2.1.1 定义及种类 4

2.1.2 我国辅助服务管理模式 6

2.2辅助服务的定价机制 6

2.3交易机制 7

2.4我国电力辅助服务补偿机制 8

2.4.1 利益主体 8

2.4.2 辅助服务补偿费用来源 9

2.4.3 辅助服务补偿方式 9

2.5小结 10

第三章 储能技术在电力辅助服务中的作用及市场机制 11

3.1、国内外储能发展的相关政策 11

3.1.1美国 11

3.1.2欧盟 11

3.1.3日本 11

3.1.4中国 12

3.2储能参与辅助服务对电力市场的影响分析 12

3.3储能参与电力辅助服务的典型示范工程介绍 13

3.4我国电力辅助服务市场对储能的需求分析 14

3.5我国电力市场机制下储能发展面临的问题 14

第四章 电池储能参与调频辅助服务的可行性分析 16

4.1电池储能技术特性 16

4.2与其他调频电源的技术对比分析 18

4.3我国储能参与辅助服务市场经济性分析 19

4.3.1 成本分析 19

4.3.2效益分析 20

4.3.3 算例 21

4.4未来现货市场中储能参与辅助服务的市场模式探讨 23

4.5小结 24

第五章 总结与展望 25

参考文献 26

致谢 29

第一章 绪论

1.1 研究背景

从广义上来说，辅助服务包括一切在电力系统中让电能安全可靠地从电源输送到负荷端，同时又能提高电能质量的辅助措施。辅助服务是电力市场中的特殊存在，它对于维持电力系统的稳定运行有着极大作用。辅助服务是由发电企业和电网经营企业对电网用户提供的服务，这种服务不光是为了维持电网的正常运转，同时也会在电能的生产、运输甚至在使用中出现。

目前电网中难度越来越大的调频服务、备用需求量越来越多，这些辅助服务的缺少量与逐渐扩大的可再生能源并网规模不无关系。为提高系统安全运行水平，对系统的辅助服务质量提出了更高的要求，仅依靠常规机组提供辅助服务，已经难以平抑间歇性新能源并网后系统负荷的波动，电网调峰和备用容量、调频等问题日益严重。

储能技术优势明显，例如功率特性比起其他电源技术好、运行寿命也比大部分电源技术长、运行可靠、功率响应精准等，可在电力系统中提供一系列的辅助服务。现阶段，限制储能发展的关键原因在于建设储能系统的成本过高、收益回报率过低。除此之外，储能市场制度还未完善、储能应用收益衡量困难、储能政策尚存在很多不足成为目前阻碍储能产业继续向前发展的主要原因。

目前储能在调频市场获取了许多回报，但储能技术应用相关的政策还不够丰富和不明朗的市场化环境，所以，在系统的建设和运行方面仍然面临着挑战，储能系统应用在电力辅助服务领域还面临着问题与挑战。因此，研究现阶段储能在我国电力系统中所能发挥的作用，分析其能提供的辅助服务模式，制定相关储能系统的经济补偿机制和未来参与辅助服务市场的一系列机制，为促进储能技术的发展，推动电力市场的深化改革等具有很重要的现实意义。

1.2 储能参与辅助服务的应用现状

储能形式主要分为两种：抽水蓄能和电化学储能，二者可以联合应用在智能电网中，用以提高系统的稳定和可靠性。电化学储能与抽水蓄能相比较，具有响应速度快，容量相对小的特点，可以补偿系统中的高额功率波动，并由于灵活、响应速度快等特点，其市场占有率逐渐升高。

国外电力辅助服务市场起步较早，澳洲电力市场可分为两类，一类是全国电力市场，另一类是批发电力市场，其中，频率调控、网络支持调控和黑启动属于全国电力辅助服务范围。其他服务如旋转备用、再激活服务、负荷处理备用、负荷跟踪、调控支持属于电力批发市场的辅助服务。美国的能源辅助服务市场也有两种模式，一种是PJM市场，另一种是德克萨斯州的能源市场。PJM电力市场是个集中调控的竞价型电力批发市场，主要有黑启动、无功电压调控、调频、无功备用和不平衡电量五种辅助服务。德州电力市场与PJM市场不同的地方在于，有个专门的机构去负责和管理德州电力市场，,主要产品有调频、黑启动、备用服务、电压调控以及保障运行服务,黑启动、电压调控以及保障运行服务并不直接进入辅助服务市场，利用长期合同才能得到。北欧辅助服务市场同样分为两类，一种服务自成一类：平衡辅助服务产品，还有一种是其他辅助服务。平衡服务产品包括待机频率控制、待机频率恢复备用和替代备用，待机频率控制备用又有干扰和普通两种，待机频率恢复备用也可被分为自动与手动两种。第二类辅助服务产品包括电源控制、黑启动等。

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