对于海外电池储能项目，不同地区有不同的开发逻辑，对于参与电力市场交易也需要采用实时更新的交易策略，核心还是快速和精确地提供电网需要的灵活性。
1. 电池储能交易的背景和挑战
在当今电力系统正在由化石能源为主向可再生能源转型过渡。新能源的发电间歇性变大，短期电力交易市场对于供应电网灵活性，增强电网稳定性以及帮助电网实现平衡管理的重要性日益增加。电池储能系统无疑是电网运营商应对电力系统转型挑战的一个解决方案，前景是广阔的原因是其可实现快速响应又可以降低电网对于化石能源灵活性资源的依赖。
在这个背景下，电池储能的行业焦点从最初的电网接入，峰谷套利过渡到在不同市场不同时间段如何利用不同的交易策略，实现叠加频率响应，容量储备等不同收入流。在欧洲电池储能运营方通常通过FCR获利，但随着FCR价格的下降，运营方必须考虑其他收入来源，在这其中最引人注目的是平衡管理市场。
在荷兰平衡管理市场交易面临着独特的挑战。当输电系统运营商（TSO）为了稳定电网而在同一程序时间单位（PTU）内同时启动上行和下行调节量时，短期交易者必须应对这种特殊的调节状态也称为双重定价。2024年1月24日的价格分布就是这一规定影响的一个显著例子。在这个特殊的日子里，平衡市场的价格达到了创纪录的2500欧元。许多采用被动不变，朴实无华交易策略的电池储能资产运营在短短几个小时内损失惨重，但也有一些电池储能资产运营从中获益颇丰。
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在本文中我们一起探讨荷兰短期电池交易的市场行为，明确双重定价机制相关的挑战，最后提出了降低风险和提升收入的策略。
2. 电池储能交易的背景和挑战
在过去几年中，有三种主要变动为电池储能在平衡管理市场上的交易带来了巨大的机遇：价格下降中的FCR、不平衡价格上涨以及平衡管理成本波动性增大。接下来我们以荷兰为重点，研究这些市场发展背后的原因。
价格下降中的FCR
如下图所示，在经历了2022年能源危机期间的能源价格飙升之后，燃料价格开始恢复并下降。值得注意的是2023 年底出现了一个异常值。11月2日，由于可用容量有限，招标接受的四小时区块价格高达77,777欧元。荷兰金融市场管理局（AFM）正在对这一偶发情况进行调查，并可能会对其进行追溯调整。
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FCR总体下降趋势背后有两个驱动因素。首先随着更多的电池储能投入运行，频率控制储备服务的灵活性增加，从而对价格产生下行压力。其次，频率控制储备价格往往与日前天然气价格相关，而后者也呈下降趋势。
不平衡价格上涨
根据 FCR 的经验，短期交易者可能会认为，随着越来越多的参与者转向不平衡管理，平衡管理市场将趋于饱和。然而从数据来看，情况并非如此。在过去两年中，每周产生的最高不平衡价格一直在上涨，这表明平衡市场具有持续增长的潜力。
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这种趋势的原因是不平衡成本是由燃料价格、碳价格和可再生能源的间歇性这几个因素综合在一起所驱动的。
平衡管理价格波动加剧
平衡管理价格本价格不仅增加了，而且变得更加波动。自 2020 年以来，失衡价格的上下波动加剧，预示着波动性正朝着更高的方向转变。
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2023年这种波动趋势的两个方面变得非常明显：欧洲大部分地区同时依赖风电和光伏，加之欧洲能源市场的持续协调，这两个方面的发展都值得关注。电池储能交易与波动之间的关系尤为重要。不平衡市场上的电池储能交易依赖于波峰和波谷，因为这些波峰和波谷允许以低价充电并以高价放电。因此日内波动的增加有助于制定更有利可图的交易策略，但前提是可以灵活调整相关策略。总体而言，不断增加的不平衡价差为荷兰电力市场的电池储能系统交易带来了巨大的发展前景。但是机遇出现的同时也是需要注意风险。为了保证平衡管理成本，荷兰电力公司定义了双重定价，这使荷兰平衡市场的交易变得非常困难。做好应对这些情况的准备是成功交易周期的关键。接下来，我们一起理解双重定价背后的机制，并评估其对电池储能交易结果的影响，最后找出缓解交易风险的方法和建议。我们首先简要介绍一下荷兰TSO的典型运行方式。在供不应求的情况下，TenneT启动上调机制。当供过于求时，就会启动下调机制。当需要上调和下调调节量时，就会出现双重定价同时进行即15分钟为一个 PTU。在下面突出显示的TPU中，在前几分钟启动了向下的交易量。但是在该PTU末却需要上行调节的交易量。从根本上说在这段时间内，系统失衡从供过于求转为供不应求，这反映在PTU价格的负值和正值上。![]()
TenneT引入双重定价就是为防止出现这种"超调 "情况。通过激活这一措施，结算失衡价格将被分割，以惩罚正失衡和负失衡。与往常一样，只有在PTU结束时才能知道结算价格。
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最近在2024年3月8日，我们甚至目睹了长时间的双重定价。这种情况是由于电力供过于求引发的：大风加上光伏发电量突然增加，在下午达到峰值。大多数发电厂都跟随TenneT的信号，试图通过在削减发电量和生产量之间来回快速切换来从负定价中获利。这导致了PTU内部正负失衡盈利和损失之间的切换。在所有PTU中，约有15%出现过双重定价的情况，在能源危机期间出现了高峰。尽管这种情况并不常见，但正如我们将要说明的，它对交易获利的结果影响是巨大的。电池储能在平衡市场上交易时，常见的策略是低价充电，高价放电。但是，当双重定价启动时，交易者会经历反转的情况发生：充电和放电与双重定价不匹配，就会导致亏损。损失有多惨重？如下图所示，双重定价期间的价差大幅增加，预计还会进一步扩大。例如，如果计划以-300 欧元的价格为电池充电，但价格却翻到了2,500欧元，那么损失就是2,800欧元乘以系统充电的兆瓦时，这可能的损失空间是相当可观的。回到一月份的实际情况。在下图中请注意上午6点到9点之间的价格上涨。许多关注TenneT分钟信号的交易者将其视为获得诱人利润的机会。
然而由于双重定价的启动，这种天真的策略导致收益下降超过 40%（假设1MW的电池储能）。
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考虑到双重定价的影响，最实际的最优电池交易策略是避免在双重定价启动时进入平衡市场。此外还必须了解双重定价是否会在PTU的前几分钟内出现，以便在不出现时抓住有利时机。因此，预测双重定价--并且在PTU的早期预测--对于获取利润和避免损失至关重要。我们将简要说明如何做到这一点，并概述潜在的结果。– 根据荷兰平衡市场的不平衡价格、市场条件、天气模式以及其他相关变量的历史数据和分钟数据进行的价格预测；– 逐步优化模型可实时更新策略，从而实现对市场动态做出快速反应。由此建立的模型应根据电池储能交易的具体参数进一步优化。在1月24日的例子中，让我们以更复杂的策略再次回顾不平衡价格。在下图中，我们突出显示了单一定价的情况，即进价和出价重叠的情况。预测模型会发出信号，表明这些是有交易的PTU，也就是交易者应该充放电以捕捉低价和高价的时刻。然而正如我们所看到的，在双重定价区间内PTU内的价格是分裂的。当预测到这些时刻（如下图紫色框所示）时，信号就是避免交易或者对自身系统把控能力超强可以将充放电颗粒度再降低。。为了解该模型本应带来的结果，下图比较了朴实无华策略（即遵循TenneT信号）和 规避双重定价优化解决方案的一部分所提供的信号。请注意，由于我们的模型在PTU早期预测到了双重定价，因此避免了从早上9点左右开始的收入下降。随着时间的推移，这一策略还能更早地预见到有吸引力的机会，从而获得更多收入。这一指导策略在一整年中会如何演变？以1MW/2MWh的电池储能；每天工作循环少于两次；往返效率为85%；允许的充电状态范围在15%到 95% 之间。利用最朴实无华的策略可以获得14万欧元。而采用规避双重电价的更为复杂的设置则能带来25万欧元的收益，增幅高达 80%。
