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蓄勢(shì)待發(fā)的儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)

作者: | 發(fā)布日期: 2017 年 08 月 16 日 11:08 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

儲(chǔ)能行業(yè)很早就存在,相對(duì)新的點(diǎn)在于未來的趨勢(shì)、空間有所變化?,F(xiàn)在移動(dòng)儲(chǔ)能已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。儲(chǔ)能業(yè)務(wù)也造就了很多公司,比如用鉛酸電池做基站的儲(chǔ)能。大家更關(guān)注現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)展快,包括電改、峰谷電價(jià)差在提高等,進(jìn)一步打開儲(chǔ)能市場(chǎng)。特斯拉布局新能源汽車最引人關(guān)注,但是同時(shí)也有發(fā)電端的Solarcity,還有儲(chǔ)能業(yè)務(wù)Powerwall是清潔能源發(fā)電和清潔用電的連接點(diǎn)。未來人的延伸可以延伸在汽車上,更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的布局是實(shí)現(xiàn)車上清潔能源發(fā)電、清潔能源儲(chǔ)電和清潔能源用電的一體化。
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我們?nèi)绾慰葱袠I(yè)
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儲(chǔ)能行業(yè)很早就存在,相對(duì)新的點(diǎn)在于未來的趨勢(shì)、空間有所變化?,F(xiàn)在移動(dòng)儲(chǔ)能已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。儲(chǔ)能業(yè)務(wù)也造就了很多公司,比如用鉛酸電池做基站的儲(chǔ)能。大家更關(guān)注現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)展快,包括電改、峰谷電價(jià)差在提高等,進(jìn)一步打開儲(chǔ)能市場(chǎng)。特斯拉布局新能源汽車最引人關(guān)注,但是同時(shí)也有發(fā)電端的Solarcity,還有儲(chǔ)能業(yè)務(wù)Powerwall是清潔能源發(fā)電和清潔用電的連接點(diǎn)。未來人的延伸可以延伸在汽車上,更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的布局是實(shí)現(xiàn)車上清潔能源發(fā)電、清潔能源儲(chǔ)電和清潔能源用電的一體化。
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我們?nèi)绾慰葱袠I(yè)
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首先,儲(chǔ)能行業(yè)是相對(duì)很新的行業(yè),但是行業(yè)很早就已存在,只是未來的趨勢(shì)、空間有所變化。我們現(xiàn)在的手機(jī)、電腦、新能源汽車等都有電池儲(chǔ)能,這是移動(dòng)的儲(chǔ)能。
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第二,儲(chǔ)能業(yè)務(wù)也造就了很多公司,如南都電源、圣陽(yáng)股份,用傳統(tǒng)的電池——鉛酸電池賣給移動(dòng)、聯(lián)通等做基站的儲(chǔ)能。雖然行業(yè)早就存在,為什么大家更關(guān)注現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)?是因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)展快,包括電改、可再生能源出力固化等,進(jìn)一步在擴(kuò)大儲(chǔ)能市場(chǎng)。
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第三點(diǎn)是大家都關(guān)注的特斯拉,特斯拉布局新能源汽車是最引人關(guān)注的事情,但是同時(shí),也有發(fā)電端的Solarcity,還有Powerwall是清潔能源發(fā)電和清潔用電的連接點(diǎn)。未來人的延伸可以延伸在汽車上,實(shí)現(xiàn)車上清潔能源發(fā)電、清潔能源儲(chǔ)電和清潔能源用電,這是更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的布局。
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儲(chǔ)能、調(diào)頻分析重點(diǎn)
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1、儲(chǔ)能
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顧名思義,儲(chǔ)能是能量的儲(chǔ)存,實(shí)際上儲(chǔ)能不僅應(yīng)用在電網(wǎng)當(dāng)中,比如儲(chǔ)氫,氫的來源是很多樣的,最后到下游的燃料電池、新能源汽車,這中間是和電網(wǎng)沒有關(guān)系的,但是儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用市場(chǎng)是最大的。我們認(rèn)為,儲(chǔ)能是有一定的需求,但是需要政策來引導(dǎo)。我們從發(fā)電、輸配電、用電等方面講儲(chǔ)能進(jìn)行了一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的劃分,簡(jiǎn)單來看發(fā)電端有六種應(yīng)用場(chǎng)景,輸配電三個(gè),用電側(cè)則分為五個(gè)部分,還有一個(gè)部分是新能源汽車,隨著未來新能源汽車的發(fā)展以及V2G的出現(xiàn),也可以實(shí)現(xiàn)新能源汽車和電網(wǎng)的聯(lián)動(dòng),此時(shí)可以將新能源汽車看成是一個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能裝置。
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我們根據(jù)適用場(chǎng)景的不同,將相對(duì)更加適合的場(chǎng)景和不同的技術(shù)做了一個(gè)儲(chǔ)能的連連看,但是這不是說在其他方面就不能使用某種其他的儲(chǔ)能方法。
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2、調(diào)頻
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從原理角度來看,首先是發(fā)電機(jī):包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)。我國(guó)的發(fā)電機(jī)大部分是同步發(fā)電機(jī),其中轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),定子切割磁場(chǎng)來發(fā)電,因此發(fā)電機(jī)的頻率和轉(zhuǎn)子是一致的。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化是根據(jù)原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率和發(fā)電機(jī)的電磁功率是否平衡來匹配的。如果電磁功率大于機(jī)械功率,系統(tǒng)頻率會(huì)下降。
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用戶在實(shí)際使用過程中不會(huì)去考慮電廠的頻率,從這個(gè)角度說,電力系統(tǒng)運(yùn)行的原則是發(fā)電端通過負(fù)載來調(diào)節(jié),有多少負(fù)荷,調(diào)整多少發(fā)電量,頻率才得以保持平衡。
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從能量的角度說,發(fā)電機(jī)在發(fā)電少的情況下,電力系統(tǒng)會(huì)瞬時(shí)從發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)能中汲取能量,這就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)軸的速度變慢。反之,發(fā)電多余負(fù)荷,會(huì)把多余能量轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)子的勢(shì)能上,頻率會(huì)上升。系統(tǒng)中,同步發(fā)電機(jī)有慣量,慣量越小,頻率變得越快。所以需要一定量的發(fā)電機(jī)組保持在線,來使頻率變動(dòng)不要過快。我國(guó)的頻率是50Hz,大電網(wǎng)的可容納誤差是±0.2Hz,如果負(fù)荷變化很快而超過范圍,發(fā)電機(jī)組會(huì)出現(xiàn)脫網(wǎng),發(fā)電端會(huì)因此導(dǎo)致連鎖反應(yīng),電網(wǎng)會(huì)崩潰。從這個(gè)角度看,風(fēng)電、光伏是有劣勢(shì)的,因?yàn)樗麄儾惶峁┫到y(tǒng)慣量,使得電網(wǎng)系統(tǒng)越來越容易觸發(fā)0.2Hz的標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)可靠性變?nèi)?,這也是大家棄風(fēng)棄光的主要原因。以光伏為例,現(xiàn)在采取虛擬同步發(fā)電機(jī)的技術(shù),通過電子變流器接入電網(wǎng)。電子變流器和傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)的區(qū)別包括快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、較小的過載能力、低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和低短路容量的特性,對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生難以忽視的影響。傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)有比較優(yōu)良的特性,天然有優(yōu)勢(shì),要借鑒傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逆變器電網(wǎng)的友好接入。
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對(duì)于電網(wǎng)來說,發(fā)電端的供給和用電端的需求必須保持實(shí)時(shí)平衡,由于實(shí)際過程中,用戶無序的使用以及發(fā)電端新能源發(fā)電的波動(dòng)性特征使得電網(wǎng)無法保證真正的實(shí)時(shí)平衡,通過調(diào)節(jié)供需可以使得電網(wǎng)能在較小的范圍內(nèi)波動(dòng),從而達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài)。以發(fā)電機(jī)切機(jī)導(dǎo)致頻率降低為例,目前三時(shí)間段框架是應(yīng)用較為普遍的平衡機(jī)制:在大量機(jī)組切除后的30s內(nèi),發(fā)電廠通過機(jī)組慣性和調(diào)速器響應(yīng)來控制頻率偏移,自動(dòng)抑制頻率衰減,此時(shí)是一次調(diào)頻;在30s~10min的期間內(nèi),以調(diào)頻器為代表的二次調(diào)頻設(shè)備介入調(diào)頻,此為二次調(diào)頻,二次調(diào)頻是我們說的電網(wǎng)的輔助服務(wù),是可以產(chǎn)生收益的;第三個(gè)時(shí)間段從第5min開始,資源的經(jīng)濟(jì)調(diào)度通過5min實(shí)時(shí)情況提供三級(jí)控制機(jī)制,此時(shí)進(jìn)行三次調(diào)頻。
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同步發(fā)電機(jī)組的熱能、機(jī)械能、電能的轉(zhuǎn)換過程比較緩慢,但是如果用儲(chǔ)能裝置,化學(xué)能和電能轉(zhuǎn)換時(shí)間更短,儲(chǔ)能+VSG技術(shù)結(jié)合了儲(chǔ)能的快速響應(yīng)和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組慣量的特性,會(huì)使得電網(wǎng)的頻率得到快速平衡。儲(chǔ)能(特別是電化學(xué)儲(chǔ)能)調(diào)頻速度快,容量可調(diào),因此成為非常好的調(diào)頻資源。平均來看,儲(chǔ)能調(diào)頻效果是水電機(jī)組的1.7倍,燃?xì)鈾C(jī)組的2.5倍,燃煤機(jī)組的20倍以上,理論上最好的調(diào)頻效果與最差的調(diào)頻效果之間可以相差近8000倍。實(shí)際應(yīng)用中,投入前K2和K3的平均值分別在1.4和1.5左右,投入后上升到1.5和1.6左右,Kp值從2.98上升到3.2左右,后期通過進(jìn)一步優(yōu)化使得Kp值提升到接近5,體現(xiàn)了儲(chǔ)能在調(diào)頻方面性能優(yōu)越。
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調(diào)頻市場(chǎng)空間巨大,調(diào)頻的需求大約是總裝機(jī)容量的2%左右,我們測(cè)算全國(guó)存量調(diào)頻規(guī)模大約在33GW左右,我們得出年新增調(diào)頻需求在1.5-2GW左右。
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調(diào)頻的經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)超削峰填谷:IRR可達(dá)11%,回收期在是5年左右。未來隨著新能源在電源中占比的進(jìn)一步提高,以及電力市場(chǎng)進(jìn)一步深化,開放輔助服務(wù)市場(chǎng),調(diào)頻的需求也將進(jìn)一步釋放。將同一儲(chǔ)能應(yīng)用到不同的場(chǎng)景中,通過多種場(chǎng)景疊加能夠獲得更多的收益,進(jìn)一步縮短投資回收期。
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觀點(diǎn)分享
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關(guān)注點(diǎn)1:電廠調(diào)頻的市場(chǎng)周期、市場(chǎng)空間及發(fā)展趨勢(shì)
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科陸電子:跟發(fā)電廠來推,兩三年時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)會(huì)完成,因?yàn)樗鼘?duì)電廠的影響很大,一旦第一批再有5-10個(gè)左右的電廠上,那么對(duì)其他電廠的壓力非常大,認(rèn)證的時(shí)間就會(huì)大大縮短。電廠基礎(chǔ)級(jí)別的市場(chǎng)空間是有限的,到一定程度上就要優(yōu)中選優(yōu)。一些電池儲(chǔ)能項(xiàng)目生命周期大概八年的時(shí)間。
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關(guān)注點(diǎn)2:選擇鋰電池的成本會(huì)不會(huì)降低?和鉛酸電池的區(qū)別?
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科陸電子:實(shí)質(zhì)是投資成本評(píng)估問題。各個(gè)廠家存在差異,建議以度電成本衡量每一種電池。招標(biāo)是以容量為單位,后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)就要自己承擔(dān)。若招標(biāo),承諾可用部分,企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小,沒有人對(duì)所有的電池都了解。對(duì)商業(yè)應(yīng)用,剔除不確定部分,只要求承諾可用部分,以后儲(chǔ)能更多的是賣放電的服務(wù),作為投資者顧慮比較低。
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關(guān)注點(diǎn)3:儲(chǔ)能主要用鋰電池?
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科陸電子:鉛酸也有,高原等地區(qū)還是用鉛酸電池,起步成本更低一點(diǎn)。
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關(guān)注點(diǎn)4:峰谷電價(jià)差
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科陸電子:試點(diǎn)地區(qū)電改在朝著需求側(cè)響應(yīng)方面調(diào)整,投放響應(yīng)政策時(shí),政策反應(yīng)需要過程,如果峰谷電價(jià)實(shí)時(shí)調(diào)整后會(huì)把電價(jià)打的更碎。
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猛獅科技:電網(wǎng)方面得到的觀點(diǎn)是認(rèn)為電價(jià)差會(huì)擴(kuò)大,電價(jià)不一定會(huì)上漲,隨著售電放開,有可能出現(xiàn)負(fù)電價(jià)的出現(xiàn),對(duì)用戶側(cè)來說經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)更好。
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關(guān)注點(diǎn)5:新能源汽車起量是儲(chǔ)能的一個(gè)節(jié)點(diǎn)?
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科陸電子:對(duì)于電動(dòng)汽車的發(fā)展,按照2015、2016年中石化、中石油成品油消費(fèi)來看,大約3/4用于交通。折算電動(dòng)汽車一度電跑多少公里,再將燃油表觀消費(fèi)總數(shù)折算成電,大概占全國(guó)發(fā)電量的十分之一,那么如果用峰谷來做,不用增加發(fā)電容量就可以滿足。如果按2020年達(dá)到500萬輛來算,離剛才所說的十分之一還是差的很遠(yuǎn),即使到2020年,所有充電樁換成V2G樁,對(duì)電網(wǎng)影響也不大。
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關(guān)注點(diǎn)6:風(fēng)光電的發(fā)電項(xiàng)目投資回收期較長(zhǎng),為什么一天之內(nèi)不可以多次充放電,提高設(shè)備使用率?如何降低成本?
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科陸電子:光伏白天棄光送不上去,風(fēng)電相對(duì)平一點(diǎn),但是晚上更高,輸電網(wǎng)有空隙的時(shí)候往上送,做了幾個(gè)風(fēng)電的需求模型時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)的只有一次。風(fēng)電、光伏儲(chǔ)能的真正價(jià)值在于提升比例,比例提高的話同樣的電網(wǎng)能夠多一倍的輸送能力。對(duì)當(dāng)?shù)貋碚f,風(fēng)電、光伏是沒有能力消化的,如甘肅、青海等都是送電的大省?,F(xiàn)在10%儲(chǔ)能改變光伏、風(fēng)電輸送能力只能以提升穩(wěn)定性為主。成本方面,每個(gè)企業(yè)計(jì)算方法不統(tǒng)一,現(xiàn)在度電成本在4-5毛錢左右,大家再將成本爭(zhēng)取降到3毛錢,意味著把系統(tǒng)的價(jià)格降到1.5元/Wh??梢詤⒖脊夥?,但是儲(chǔ)能的量還沒起來,成本還有下降空間。
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信達(dá)證券新能源與電力設(shè)備團(tuán)隊(duì):樂觀認(rèn)為在新能源汽車量起來,再加上建立起回收體系之后,有可能成本會(huì)超過想象。鋰電池儲(chǔ)能成本2毛多是完全可能的,3-5年能看的到。光伏效率已經(jīng)提高,包括技術(shù)變化都遠(yuǎn)超預(yù)期。
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關(guān)注點(diǎn)7:售電
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信達(dá)證券新能源與電力設(shè)備團(tuán)隊(duì):售電跟儲(chǔ)能相關(guān),在電改的推動(dòng)下,產(chǎn)生了一些新的變化。售電是一個(gè)抓手,不是途徑,只是一個(gè)動(dòng)作,不是承載硬件的環(huán)節(jié)。市場(chǎng)化節(jié)奏低于預(yù)期,售電還沒有完全落地,目前來說電改紅利釋放還大部分局限在行業(yè)內(nèi),我們預(yù)計(jì)未來各個(gè)方面都會(huì)深度參與。
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這次的重點(diǎn)是儲(chǔ)能,售電是作為服務(wù)的。這個(gè)問題涉及電改,售電方面首先電改的核心是保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,在此基礎(chǔ)上,改進(jìn)上下游,提升系統(tǒng)效率,降低電價(jià)。另外電改還需要明確的一點(diǎn)是我們到底走什么模式的現(xiàn)貨市場(chǎng),是雙邊交易市場(chǎng)還是強(qiáng)電力庫(kù)市場(chǎng)?從海外經(jīng)驗(yàn)來看,美國(guó)是雙邊交易市場(chǎng),這個(gè)市場(chǎng)下要有售電。如果是走澳大利亞的路線,由于強(qiáng)電力庫(kù)模式下只有統(tǒng)一的批發(fā)價(jià)格,那就沒有售電公司存在的必要。首先要確定現(xiàn)貨市場(chǎng)模式,才能進(jìn)一步發(fā)展。另外售電本身更應(yīng)該關(guān)注增值服務(wù),未來在需求側(cè)響應(yīng)部分才是售電側(cè)的公司更應(yīng)該努力去做好的。對(duì)于大型工業(yè)用電,能夠直接和上游談判,如果是戶用,家庭不具備談判能力,這里售電側(cè)能夠做服務(wù)。
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文章來源:新能源趨勢(shì)投資

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