3月19日，有著93年建廠史的京能石景山燃煤熱電廠正式退出歷史舞臺。與此同時，投運一年半的石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調頻系統也停止運轉。

　　近兩年來，這個電廠背后的儲能電力調頻系統幾乎不為人所知。其實，儲能參與電網調頻服務在美國、日本等國家已運行成熟，在我國卻仍是新鮮事物。石景山熱電廠2MW鋰離子電池儲能電力調頻系統由睿能世紀提供，這是我國第一個以提供電網調頻服務為主的兆瓦級儲能系統示范項目，也是全球第一個將儲能系統與火電機組捆綁，聯合響應電網調頻指令的項目。　　

　　“聯姻”電廠

　　睿能世紀和石熱的合作可以追溯到2011年。

　　2011年夏天，剛剛成立的睿能世紀偶然了解到，京能集團下屬的北京源深節能技術公司十分關注儲能行業，并認可儲能技術的發展趨勢。隨后，雙方很快就在京能集團內部選擇電廠建設儲能調頻示范項目達成共識。

　　“儲能參與電力調頻系統僅在國外有過運營經驗，受制于國內外電力市場機制的差異，我國之前沒有任何可比的項目建設和運行經驗。”睿能世紀首席執行官牟镠峰告訴《中國能源報》記者，“因此，幾方開始了長達7個月的反復論證，前后組織4次大型專家論證會，參與者包括國家能源局、電力設計院、電科院、電網企業及發電集團在內的涵蓋電力設計、電力運行、電網安全、電廠生產、電力市場監管及儲能技術等領域的專家。大家的問題主要集中在電廠安全、電力市場監管、儲能技術經濟性及并網合規性方面。”

　　“最初我們的顧慮集中于機組安全性和電能質量方面。事實證明，儲能參與電力調頻在技術和安全方面都是可行的。”京能集團安科環部主任梅東升對本報記者說。

　　然而，項目卻近乎幾度陷入僵局。最終國家能源局及華北能監局等相關部門多次組織相關方召開協調會，最終促使各方于2012年7月達成項目合作協議。

　　據國家能源局市場監管司人士向本報記者介紹，該司會同華北能監局共同對多個已投運儲能調頻項目運行情況進行了調研，同時對國外相關情況進行了研究，重點研究了美國聯邦能源監管委員會（FERC）發布的890法案和755法案相關內容，分析了PJM調頻市場規則，并初步判斷儲能技術應用于電力輔助服務在技術上可行且有成功的國際經驗，有助于提高電力系統運行效率的安全性，對解決可再生能源快速發展帶來的調頻壓力上升有一定幫助。

　　“一個2MW的儲能系統，體量比電廠的機組小得多。但儲能既不是發電系統，也不是用電設備，在現行的電力體制下，現有的政策法規對儲能如何進入電力系統都沒有明確說法。”牟镠峰告訴記者，“我們希望通過試點項目能夠推動相關工作。”

　　一位長期關注此項目的國家電網華北電力調控分中心人士告訴本報記者，常規電源及抽水蓄能電站進入電力系統時，有可研、審批、建設、根據標準規程并網運行的成熟流程，同時還有配套的電價機制，因此可以作為獨立調度對象運行。而儲能系統不是傳統意義上的電源，本身不提供額外電力，只是能量的靈活吞吐與轉移，現階段缺乏專門的并網運行規范和電價機制，如果按常規電源對待，并網程序又不完全適用，因此很難作為獨立調度對象運行。

　　無論如何，石熱儲能調頻項目最終于2013年初開始土建，并于當年6月實現掛網，9月正式運行。

　　難免“折騰”但效果喜人

　　“儲能系統和石熱3號機組聯合調頻運行，兩者聯合調度需要避免劣勢，尋找最佳工況。除了試運行期間出現的水冷系統故障導致停運，停機之前儲能系統一直很穩定，且無人值守，僅需定期巡檢。石熱本身對儲能系統無需調控，儲能可自動調控，但算法和程序邏輯需優化到最佳。”石熱生產技術部副經理郭永紅向本報記者介紹。

　　郭永紅進一步對記者說：“對此，在儲能設備投運之前，我們與高校聯合做了大量仿真計算和特性試驗。必須明確儲能故障對電力系統、發電機組、升壓變系統的影響，也必須了解系統故障對儲能的影響。所有電池和裝置設備選型都把安全性放在首要位置，而這一切都沒有可參照的標準、規程。”

　　據睿能世紀統計，石熱儲能項目投運以來，需要每天24小時不間斷運行，以滿足電網AGC（自動發電控制）調頻的要求，平均每兩分鐘左右就需要完成一次調節任務，充放電次數累計達到40萬次以上。儲能系統大部分時間運行在淺充淺放狀態，超過10%放電深度的調節任務僅占比1.5%，保障了儲能系統的運行壽命。儲能系統總體充放電效率達到85%以上，其中電池的充放電效率達到94%以上，變壓器、逆變器、線損、輔助供電的損耗約占10%左右。

　　此外，儲能系統可用率達到98%以上。從2014年4月到2015年3月的12個月時間內，扣除計劃停運約47天時間，儲能系統故障停機時間共計5.01天，系統可用率達98.4%。

　　“以1.5兆瓦的調頻指令為例，常規機組要幾分鐘才能跟上，儲能的響應速度能達到秒級。”郭永紅對本報記者說，“一開始，電廠的運行人員對儲能系統并不‘感冒’，甚至持懷疑態度，但很顯然，和儲能系統聯合調頻之后的機組性能讓所有人轉變了觀念。”

　　“在石熱儲能調頻系統中，儲能系統從正2MW到負2MW的充放電轉換時間為2.5秒左右，其中電池的充放電轉換時間低于300毫秒，通訊延遲占2秒左右。足以滿足AGC調頻應用。”牟镠峰介紹。

　　沒有輔助服務市場，好在有兩個細則

　　沒有電力市場、沒有調頻電價、沒有相關并網準入規程、沒有儲能電價，也就意味著儲能系統只能是電廠身后的“幕后英雄”。如前述華北電力調控分中心人士所言，電網“看不見”石熱3號機背后的儲能系統，只能看見3號機組的調頻性能有了大幅提升。

　　在現行體制下，原電監會制定的“兩個細則”（《發電廠并網運行管理實施細則》和《并網發電廠輔助服務管理實施細則》），在很大程度上起到了輔助服務市場的作用，為未來新電改體制下的輔助服務市場建設，特別是為多元化輔助服務參與主體積累了實踐經驗并奠定了基礎。

　　根據華北區域的“兩個細則”，并網發電廠要根據電力調度指令提供輔助服務，并執行輔助服務考核和補償。其中，對發電機組提供AGC服務屬于有償輔助服務，按可用時間及AGC服務貢獻分別補償，這使得石熱儲能電力調頻系統能夠從中獲得補償，電廠和睿能世紀共享收益。據牟镠峰透露，項目投運后5-6年能收回成本。

　　華北電網提供的數據顯示，儲能系統的進入使石熱3號機組的調頻性能有了顯著提高，kp值（調節性能月度平均值）由3.6上升至4.6。在2014年4月石熱機組AGC調節性能優化之后，3號機與儲能系統的配合效果大幅提升，穩居華北電網區域調頻性能最優地位，機組調頻收益最高日增5倍。

　　“在電監會‘兩個細則’的試行階段，華北電網就成為全國首批試點。石景山熱電廠是20萬千瓦機組中第一個參與AGC調節性能考核的。華北電網排名前20名的機組，按照BLR模式（即按照電網實時潮流、周波、頻率調節運行，對機組性能要求更高）運行，而非BLO模式（按電網調度曲線運行），因而獲得更多的補償收益。”梅東升向記者介紹。

　　“‘兩個細則’是在國內現有電力體制下推動電力輔助服務逐漸市場化的有效方式。從最近幾年的實施效果看，我國輔助服務市場建設取得了顯著成效，實現了輔助服務‘可計量、可監管、可交易’。尤其是在京津唐電網AGC調頻服務市場，通過設計‘按效果’補償公式，引入AGC有償服務和初步市場競爭機制，2010年以來發電機組平均AGC調頻能力提高了80%以上，極大保障了區域供電質量。雖然我國還沒有建立電力輔助服務市場，但目前在華北區域實行的‘兩個細則’在一定程度上與美國755法案中按照調頻效果付費的思路異曲同工。”國家能源局市場監管司人士向本報記者介紹。

　　示范意義有多大？

　　在目前國內沒有完整輔助服務市場的情況下，選擇在華北區域進行儲能電力調頻系統試點的主要原因在于，依托華北的“兩個細則”可提供力度較大的補償，從而可確保高成本的儲能項目具備經濟性。前述華北電力調控分中心人士進一步對本報記者分析：“一方面，相較于其他區域，華北的調頻資源比較少；另一方面，作為京津唐所在的華北區域，對電網安全要求相對較高，給予的考核補償力度也最大，這些都能促使發電機組優化性能。”

　　“石熱儲能電力調頻系統是個案，依靠的是‘兩個細則’政策，但‘兩個細則’下的獎懲是發電集團‘左兜掏給右兜’，因此這個個案難以推廣。如果效仿石熱做法的電廠多了，都用儲能參與調頻，‘兩個細則’就失去了作用。只有建立真正的輔助服務市場，明確調頻電價之后，才真正具有推廣意義，但要在我國實現這一點太困難了。”中國電科院電工與新材料研究所所長來小康對本報記者說。

　　對此，梅東升也認為，目前儲能參與調頻僅在“兩個細則”下掙錢是難以持續的。“出于對新鮮事物的追求和石熱產生的示范效應，相信會有別的電廠效仿石熱。儲能脫離電廠，作為單獨的主體進入電力系統，從技術上不難實現，問題是誰來投資？如何結算電價？我國的電價機制和電網體制都和國外不同，并不是有需求就有投資，只能是摸著石頭過河。”梅東升說。

　　前述國家能源局市場監管司人士認為，雖然當初在設計“兩個細則”時并沒有為儲能技術制定專門的條款，但客觀上為新技術的應用留出了空間。石熱電廠儲能試點項目證明了只要有技術優勢和應用需要，新技術在現有的政策下就可能獲得發展空間，同時也證明了“兩個細則”設計的包容性、開放性和先進性。

　　對此，牟镠峰認為，在石熱試點項目中，儲能系統的定位是發電機組的附屬設備，很難充分發揮儲能技術的全部優勢和潛力。風電的大規模并網使區域的火電機組更難滿足調頻要求，而儲能和火電機組綁定也不能最大化發揮儲能的作用。“這不是技術問題，而是市場條件。此外，除了明確合法身份以外，還應推動儲能在電網側的應用還面臨技術、標準和規范、審批流程等方面的障礙”。

　　“儲能單獨進入電力系統，需要國家能源局的審批并網準入，需要發改委定價，還需要運行局確認利用小時數。然而，儲能不是發電資產，只是需要的時候按照電網指令隨機運行。因此應開展儲能單獨被電網調度的試點，考察其穩定可靠性及經濟成本是否能收回。只有推動針對性的政策，給予儲能合法身份，才能打通儲能系統在發電、輸配、需求側的應用，還可以進一步集合用戶做‘虛擬電廠’等。”牟镠峰進一步說。

　　以美國為例，美國從2000年初就開始重視儲能，并著手進行了7年的跟蹤研究，發現儲能參與調頻的效率是火電機組的27倍。隨后，美國通過2007年的“890法案”要求區域電力市場允許儲能等非傳統發電電源提供AGC調頻服務；2011年推出的“755法案”解決了儲能系統參與電網AGC調頻的合理回報問題；2013年7月，“784法案”進一步解決了儲能的身份問題，并增強了輔助服務市場的競爭力和透明度；2013年11月，“792法案”為儲能開設了快速并網審批通道，進一步掃清了儲能系統的并網障礙。

　　而來小康卻認為，我國的儲能行業現階段還處于培育階段，技術還有待進一步突破，應以科研當先，在相應的數據支撐不完全的情況下，現在確定政策、補貼、商業模式等條件還不完全成熟。

　　“張北風光儲示范項目完成了技術上的示范，實現了儲能參與電力體統的各項功能，說石熱儲能電力調頻系統是儲能商業模式的雛形為時尚早。就拿儲能電池來說，從實驗室物理性質定性到批量化生產要八年的時間，抽水蓄能電站作為一種運行多年的儲能形式，積累了很多數據，但電價機制仍處于探索階段。目前，我國對儲能電池的評價還是空白，而電池儲能有壽命周期，和傳統電力設備壽命的概念不同。可以在電源側、負荷側都多做一些試點，明確電池的壽命衰減情況、安全隱患、運行維護情況、積累數據、厘清紛繁數據之間的關聯性，讓試點和政策相互促進，為今后提議調頻電價做數據支撐。”來小康對本報記者說。

　　寄希望于電改？

　　中發9號文提出 ，要建立輔助服務分擔共享新機制。適應電網調峰、調頻、調壓和用戶可中斷負荷等輔助服務新要求，完善并網發電企業輔助服務考核新機制和補償機制。根據電網可靠性和服務質量，按照“誰受益、誰承擔”的原則，建立用戶參與的服務分擔共享機制。

　　在此背景下，儲能有怎樣的發展空間？牟镠峰認為，新政突破了原有的輔助服務補償和分攤都在發電企業內部流通的局限性，“誰受益、誰承擔”體現了電力市場以“公平”為基礎的精神。在我國電網運行狀況日趨復雜，電力用戶的電能質量和供電可靠性要求日趨提升的背景下，輔助服務市場必然需要更多、更優質的輔助服務提供主體，在新政逐步解決輔助服務補償資金來源的根本問題后，勢必會有更多元、更先進的技術進入市場，進而在提升市場運行效率的同時，有效保障電網的安全運行。

　　根據目前的公開報道，國內只有睿能公司在開展此項業務，預計未來更多的公司將關注儲能產業，挖掘某些細分應用領域，實現真正的商業化，而不僅限于政府扶持的項目。

　　前述華北電力調控分中心人士也認為，目前國內儲能系統沒有實現單獨參與電網調度，還沒有這方面的數據來說明儲能參與輔助服務的作用。“當然，如果儲能能夠克服單獨并網困難，作為獨立調度對象進入電力系統中參與調頻的話，相較于常規發電機組，其響應調頻指令的速度一定是最快的。這無疑對電網安全運行是有好處的，但如何平衡儲能系統與其他常規機組之間的利益、如何完善輔助服務考核補償細則，還需要在監管機構指導下進行科學合理的設計。”

　　對此，國家能源局市場監管司人士指出，輔助服務市場是電力市場體系的重要組成部分，未來包括調峰、調頻、調壓、可中斷負荷等品種在內的輔助服務都將在“誰受益、誰承擔”的原則下，實現合理的價值體現。“儲能技術可以在電力的發、輸、配、用這幾個環節發揮調峰、調頻、調壓、容量調節、備用等作用，是構建未來智能、綠色電力系統的關鍵技術。全球范圍內的儲能技術還在快速發展，成本不斷降低，可靠性不斷提高，我們相信未來儲能技術將在我國電力系統中獲得廣泛的應用空間。”

　　“我們將結合2015年輔助服務補償機制建設工作，在具備條件的地區探索研究推進儲能技術參與輔助服務試點工作，并在條件成熟的地區，通過完善‘兩個細則’相關條款，嘗試將儲能服務列入輔助服務項目中。”上述國家能源局市場監管司人士進一步對本報記者表示。

　　牟镠峰認為，儲能是可調設備，不是單純的發電設備，不能按發電設備的繁瑣準入流程審批并網。儲能更像一個耗能設備，可以將其視為一個大用戶，進行凈電量結算，即吸納的電與發出的電相減，這部分電量按大用戶電價向電網繳費。“當然，這需要進一步論證。所有人都認為現階段儲能成本太高，不具備商業價值。我相信3-5年之內，它的成本將能和抽水蓄能電站相當，并省去抽蓄電站移民、占地、建設等問題。”

　　“儲能參與調頻能夠提高電能頻率質量，提高電網運行安全水平。電網側將在政策允許的范圍內，從調節實驗、控制策略、評價指標等方面做好研究工作，為儲能獨立參與電力系統運行做好技術儲備，待未來內外部條件具備時，盡快地實現儲能安全并網運行，并最大程度地發揮好儲能的獨特作用。”前述華北電力調控分中心人士對本報記者說。

　　“未來，市場監管司一方面將積極支持包括儲能技術在內的各種先進技術穩妥進入電力輔助服務領域，促進電力系統安全性、可靠性的提高。另一方面，我們也將在電力交易市場化建設工作的總體框架下，設計合理的輔助服務補償機制，促進參與電力輔助服務的主體、技術和商業模式的多元化，提升市場活力和電力系統運行效率。”上述國家能源局市場監管司人士告訴本報記者。