储能部署对于电力辅助服务价格的影响-德州案例

2024-09-07 23:59   美国  

小编认为,针对大部分适合储能参与的辅助服务品种,储能的大比例装机确实拉低了辅助服务中标的价格,但是辅助服务实际价格依然由当地市场的稀缺性决定。

传统观点认为,随着更多电池储能系统上线,辅助服务价格会下降

然而,在美国德州ERCOT中的情况并非如此 - 至少乍看起来不是这样。事实上,电力市场辅助服务价格主要由电力系统稀缺性驱动 - 本质上,它们随着能源价格的涨落而波动

上图中的峰值显示了这一点,除去德州冬季风暴Uri(一个极端异常,我们在本分析中略去),过去几年中2021-2023年炎热的夏季月份带来了相应辅助服务的最高价格

影响辅助服务价格的其他因素包括:

  • 电力系统采购辅助服务总量的增加 - 例如,2021年秋季非旋转备用的采购量从约1.5 GW增加到近5 GW。

  • 引入新的辅助服务 - 例如,2023年6月的应急储备服务(ECRS)。

尽管如此,仍有迹象表明电池储能系统的普及正在影响ERCOT的辅助服务价格


相对于日前电价辅助服务价格正在下降 !

仅看辅助服务价格本身并不能说明全部情况。更有意义的是考虑它们相对于能源价格如何变化,让我们比较以下两者的六个月滚动平均值:

  • 所有辅助服务均价
  • 和日前能源价格均值


总体而言,过去几年日前能源价格和辅助服务价格之间的差距一直在扩大然而,在2021年和2023年中期有例外,由于:

  • 冬季风暴Uri之后ERCOT更保守的运营 - 包括增加辅助服务采购
  • 2023年6月引入新的辅助服务 - ERCOT的应急储备服务(ECRS)

通过将辅助服务价格与日前能源价格进行比较(通过比值),我们可以更好地衡量它们的实际价值 - 即使考虑到市场的整体波动性


当我们这样做时,一些趋势开始显现。在电池储能系统主导的市场中,辅助服务价格正在下降(相对于能源价格)

  • 在过去两年中,响应储备服务(RRS)的价格相对于日前能源价格下降了50%
  • 在过去两年中,调频上行(Reg.Up)的价格相对于能源价格下降了46%

电池的短期边际成本远低于火电资源。这意味着它们通常可以以较低的价格投标进入市场和服务。因此,随着更多电池进入电网,适合电池参与的服务的价格可能会下降

电池储能系统提供的辅助服务比例比以往任何时候都高. 自2022年初以来,ERCOT中商业运营的电池储能总额定功率从约1 GW增长到刚超过6 GW。在同一时期,电池储能系统提供的辅助服务的月平均比例几乎翻了一番 - 从约30%增加到接近60%

这个数字包括所有辅助服务 - 甚至那些不太适合电池储能系统的服务。以非旋转备用服务(或非旋转)为例

  • 它的启动时间要求比RRS和ECRS宽松,这为火电资源提供该服务带来了更多空间
  • 它有4h的持续时间要求,这意味着电池只能提供它们在满充SoC100%连续4h可以产生的容量水平。考虑到ERCOT大多数电池的持续时间不到两小时,这使储能很难参与该服务

如果我们排除非旋转备用这种辅助服务,储能参与提供的辅助服务比例上升到近70%,而两年前还不到50%。

除此之外,电池实际上为辅助服务保留的额定功率比例更小自2022年初以来,为辅助服务保留的额定功率比例已经下降 - 从超过60%降到约40%。因此,电池在辅助服务中越来越成为主导力量,同时也在执行更多的能源套利。


在某些辅助服务中,仅电池储能报价就覆盖了电力系统的采购需求!

平均而言,在4月19日至5月18日的任何给定运行小时(即ERCOT市场披露数据存在的最后30天), 电池在以下辅助服务中提供的报价超过了采购量的100%

  • 调频上行(Reg.Up)
  • 响应储备(RRS)
  • 调频下行(Reg.Down)


但其他辅助服务中有多大比例的总报价来自电池储能系统?ERCOT的电池储能系统现在在以下辅助服务中持续提供约50-70%的报价量

  • 调频上行(Reg.Up
  • 响应储备(RRS)
  • 应急储备(ECRS)


不同资源类型的报价通常如何定价?为了理解电池是否对辅助服务价格施加下行压力,我们需要考虑报价价格和以这些价格提供的报价量。

本质上,要正确比较辅助服务报价,需要进行容量加权。这意味着在给定价格下10 MW的报价比1 MW的报价具有10倍的权重。

在大多数辅助服务中,容量加权的中位数电池储能报价低于其他技术类型


一些报价被排除在这个计算之外:

  • 以5,000美元/MW上限报价的被排除,除非可能发生负荷损失事件,否则它们不会影响价格。
  • 提供RRS-UFR的报价被排除

注:UFR,或欠频继电器,是仅由负荷资源提供的独特服务。大量负荷资源以0.01美元/MW报价提供RRS-UFR,这意味着它们愿意接受任何价格。ERCOT将RRS-UFR采购上限设为总RRS量的60%。由于RRS-PFR采购有1,185 MW的强制性最低要求,RRS-UFR通常被超额认购。这意味着几乎总是采购最大数量的UFR - 这限制了其他资源可以提供的RRS


其他资源类型确实在供应端低价与电池竞争。然而,除非旋转备用服务外,其他资源的报价并不构成报价总量的重要比例。电池储能系统在所有辅助服务中(除非旋转外)始终具有较低的容量加权中位数和75百分位数报价价格


虽然其他资源的一些容量与电池储能竞争辅助服务,但储能提供了更高比例的低成本辅助服务报价。这表明,电池储能对过去两年辅助服务价格的下行趋势(相对于日前能源价格)负有很大责任。


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