电池储能系统参与调频服务回报分析

以美国为例，其调频收益包括容量收益和里程收益两部分，如式（5-17）所示：

R^total=R^cap+R^mil （5-17）

式中 R^total——电池储能系统获取的的全部调频服务收益；

R^cap——电池储能系统获取的调频容量收益；

R^mil——电池储能系统获取的调频里程收益。其中调频里程的计算方法是统

计调频系统输出功率的累计绝对变化量，即（5-18）所示：

式中　k——运行时刻；

T——统计总时长；

S^mil——调频里程总量；(www.xing528.com)

P_k^fr——k时刻的调频输出功率。

考虑到调频服务是需要调频服务提供者改变其自身输出功率以满足平衡系统发用功率平衡的目的，调频里程的这一计算方式可以量化反映调频服务提供者提供调频服务的总量。

此外，美国新英格兰ISO还首先应用了运行表现因子考核调频服务商的调频质量。调频服务商所能获取的调频收益需要在额定值上乘以相应的性能考核因子即

R^total=R^cap×Q^cap+R^mil×Q^mil （5-19）

式中　Q^cap和Q^mil——所提供调频服务的性能考核因子，取值范围为0～1。性能考核因子主要针对调频服务商响应调频输出功率指令的精度和响应时间方面进行考核。

在具体调频产品方面，美国各个独立运营商（ISO）存在着一定的差异。美国东部地区最大的电力独立运行商PJM定义的与调频相关的辅助服务包括调频、旋转备用和非旋转备用。其中，调频和备用辅助服务均是通过市场化竞标的方式确定价格和服务提供方。调频辅助服务按照服务提供方的响应时间及运行性能分为了RegA和RegD两种。对于任意的区域调频指令，PJM将其分解为RegA和RegD两部分，其中RegA部分可以认为更加适合受爬坡能力约束的传统火电机组承担；RegD部分更加适合不受爬坡能力约束的电池储能系统承担。需要注意的是，当PJM的调频控制器认为电池储能系统的剩余能量无法在某个调度周期内完全响应其控制指令时，那么其RegD部分的调频工作量将被降为0。通常情况下参与RegD部分的调频服务将能够获得最大的经济收益。由此，电池储能系统SOC控制单元需要确保电池储能系统始终具有适当的剩余能量水平用于支撑其提供向上和向下的调频服务。SOC控制单元的运行性能将直接影响到全系统的运行收入水平。

美国加利福尼亚州的CAISO有类似PJM的产品分类但细节上与PJM有一定差别，其规定中定义了向上调频产品、向下调频产品、旋转备用产品以及非旋转备用产品等四类与电池储能系统相关的辅助服务产品。具体的产品价格和服务提供商通过报价系统进行计算和选定。此外，CAISO还根据未来时段的负荷预测结果确定系统所需的向上和向下爬坡容量。但此类产品的价格和服务提供商不是通过报价系统进行选定，而是被当作系统约束在其计算程序中加以考虑。

美国MISO考核调频服务商的调频里程计算方法有其自身的特点。首先MISO根据调频服务商的历史运行数据确定其单位输出功率的调频里程因子c^mil，随后根据调频服务商被选中的调频容量P^fr计算其预计的调频工作量P^fr×c^mil。之后在系统实际运行后，根据调频服务商的表现调整其最终的调频工作量P^fr×c^mil-M^adj。当实际调频里程小于其预计的调频里程时，通过M^adj将其调整为实际里程。当其实际调频里程大于预期调频里程时，会将增加其调频里程。但如果实际调频输出与调频指令相反，MISO将会考核其工作量为负，这一规定与CAISO中考核为0的结果有一定差异。