从辅助服务到电能量市场：得州电池储能“进阶”

浩博电池网讯：在刚刚过去的2024年，北美两大电池储能应用市场——美国得克萨斯州电力市场（ERCOT）与加利福尼亚州电力市场（CAISO）又创下纪录。当地时间2024年10月7日18:10，CAISO电池放电创下8.35GW的市场历史纪录（见图1）。短短半个月后，当地时间10月25日18:40，ERCOT电池放电再创下4.25GW的历史新高（见图2）。

图1：2024年10月7日CASIO市场的机组出力组合情况

图片来源：Grid Status

图2：2024年10月25日ERCOT市场的机组出力组合情况

图片来源：Grid Status

随着近年来ERCOT系统中光伏发电量稳步增长（见图3），部分时段下ERCOT系统演进出了与CAISO系统类似的特征，电池储能除提供频率调节等辅助服务之外，开始越来越多地参与电能量市场套利。在市场价格的引导下，电池储能提供越来越多的晚高峰时段系统容量支撑。

图3：2022年1月—2024年10月（部分月份）ERCOT市场月度发电量组合

数据来源：ERCOT

图4：2022年9月5日CAISO市场的机组出力组合情况

图片来源：Grid Status

将时钟拨回CAISO当地时间2022年9月5日18:30（见图4），彼时为当年CAISO系统电池储能出力创纪录时刻之一。比较2024年10月25日ERCOT与2022年9月5日CAISO系统中不同资源类型的出力组合（见表1），ERCOT中，天然气机组、煤电机组与水电出力总计贡献为81.4%；CAISO中，天然气机组、联络线与大型水电机组出力总计贡献为78%。电池储能出力则分别为两个系统贡献了总容量的7.2%与6.8%。风电出力较低的时段，油气资源禀赋占优的“孤星州”ERCOT系统用更高的化石燃料机组出力弥补了其相比于CAISO系统大型水电资源及与周边地区联络的不足，两个系统电池储能资源贡献了比例接近的晚高峰峰值容量支撑。市场规则与资源禀赋存在差异的两个系统在电池储能资源配置行为上出现了趋同演进（见图5、图6）。

表1：CAISO与ERCOT市场机组出力对比

图5：2024年10月21日—27日ERCOT系统资源出力组合

来源：Grid Status

图6：2022年9月5日—11日CAISO系统资源出力组合

来源：Grid Status

在系统外部行为趋同演进之下，隐藏着ERCOT与CAISO差别巨大的市场基因。ERCOT作为典型稀缺价格驱动的单一能量市场，虽然曾讨论引入容量补偿机制，但2024年12月得克萨斯州公用事业委员会（PUCT）投票时暂时搁置，目前暂未实施。ERCOT市场里的电池储能资源的最终收入均来自完全市场化的商业收入（见图7），各电池储能资源呈现出丰富的差异化运营策略。

图7：2023年（上）和2022年（下）ERCOT市场各储能资源收入与运营策略

注：其中，DAM为日前能量市场套利，ORDC为基于运行备用需求曲线的稀缺价值，RTM为实时能量市场套利，NSPIN为非旋转备用服务，REGDN为向下调节服务，REGUP为向上调节服务，RRS为响应备用服务，ECRS为应急备用服务。

来源：Gridmatic，2022—2023 ERCOT Storage Report

ERCOT市场于2023年6月启用应急备用服务（ECRS）产品，产品一经推出便吸引了大量电池储能资源积极参与市场交易。技术规格要求为2小时持续时限的ECRS事实上部分替代了过去市场中4小时持续时限的非旋转备用服务产品（见图8）。ERCOT通过推出符合新技术规格要求的产品，发挥了电池储能技术的灵活性优势，为电池储能资源开辟了新的重要收入来源。

ERCOT根据供给端潜在技术路线的特点与市场需求变化，不断优化其市场机制设计，并通过相对公平的市场竞争识别筛选出那些可高效满足能源转型需求的优势技术路线，同时在机制设计中尽量避免采用非市场化的干预手段。

经过2021—2024年三年与传统调节及备用资源的充分竞争，ERCOT市场中的电池储能资源在向上、向下调节服务，响应备用服务与应急备用服务多个品类产品的辅助服务市场中大获全胜，资源所占市场份额逐年扩大且趋势不减（见图9）。

图8：月度平均辅助服务容量需求

来源：IMM，2023 STATE OF THE MARKET REPORT FOR THE ERCOT ELECTRICITY MARKETS

图9：2021年1月1日至2024年8月26日期间各类型辅助服务中储能资源的部署情况（其中ECRS于2023年6月启动）

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