张建府 陆泽宇

中国华能集团香港有限公司

(资料图)

英国作为全球最早进行电力体制改革的国家之一，近年来针对新型电池储能项目推出了DC、DM和DR调频辅助服务机制，有力促进了电池储能的发展，支持新能源消纳，可再生能源发电占比由2010年的6.9%提升至2020年的47%。本文梳理了英国电力市场交易机制，重点介绍了新增的三个调频辅助服务机制，并基于电池储能电站案例，分析了项目参与市场的收益情况，在此基础上总结了英国经验对国内电力市场的启示。

01、英国电力市场概况

英国于1990年建立了电力池交易模式的批发市场，成为国际电力市场化改革的先行者。在之后的几十年时间里，先后经历了多次电力机制调整。2001年实施了新的电力交易制度（NETA），采用了双边合同的模式，同时建立了自愿的平衡市场机制，以解决电力实时平衡及市场备用问题。2005年4月以实施英国电力贸易和传输协议（BETTA）为标志，NETA双边合同模式推广至全英国电力系统。为鼓励发展可再生能源，英国政府于2002年引入了可再生能源配额制度，要求零售商按售电总量购买相应比例的可再生能源电量，2014年之后开始实施差价合约，可再生能源配额制度逐渐向差价合约过渡。此外，英国政府于2014年引入了容量市场，通过市场竞拍方式确定容量价格来引导电源投资，避免发电装机容量的周期性过度过剩与短缺循环，以经济有效的市场方式保证安全稳定的电力供应。

能量市场

英国电力交易为分散式交易模式，发用电双方可通过双边合同、电力交易所实现中长期和日前电力交易，此类交易电量约占到全部用电量的95%。按照市场组织形式可分为场外交易（OTC）和交易所内交易。

（1）场外交易。由交易双方通过自由谈判签订双边合同，约90%的电量交易由场外交易形式完成。电力中间商，如投资银行、能源咨询机构等，也可作为代理机构，参与场外交易。

（2）交易所内交易。电量交易主要是通过APX和N2EX两个电力市场进行交易，主要提供几个月至半小时前的电量交易，约占10%的份额。

平衡机制

英国电网的实时平衡，是通过电网调度机构组织实时平衡交易实现的。平衡市场由英国国家电网有限公司负责运营，目的是用市场化手段解决合同电量和实际电力之间偏差电量，保证电力系统的实时平衡。目前平衡机制交易的电量占全部用电量的2%—5%。

除上述交易类型外，英国电力市场还包括面向新能源的差价合约和容量市场交易等。

02、新增快速调频辅助服务市场

随着新能源发电的快速增长，为解决电网电压、频率调节面临的压力，英国新出台了多个调频服务市场规则，主要包括DC服务、DM和DR服务。

DC调频服务

DC调频服务为Dynamic Containment（动态遏制），是英国国家电网于2020年10月新出台的一种快速调频服务。当电网频率出现偏离（±0.5Hz）后，电网调度参与该项服务的机组快速响应，从而维持电网频率。与原有的固定频率响应服务相比，DC服务技术要求更为严格，进一步提升了服务机组频率响应时间，由10秒内达到满功率提升至0.5—1秒内实现满功率。目前英国电力市场上能够提供DC服务的机组均为电池储能项目，截至2022年底约有200万kW（231万kW·h）的电池储能项目满足该要求。

DC调频服务交易机制：

竞拍时间：DC服务市场采用每日竞拍机制，所有通过性能测试的机组可在EPEX交易所进行日前报价，即实际服务合同由前一天竞拍产生。每次竞拍的报价截止时间为D-1日的下午2:30，下午3:00即公布竞拍结果。

竞拍规则：竞拍最小单位容量为1MW，服务区块最小单位为4小时时段，全天24小时分为6个区块，竞拍价格区间为0—999英镑，单位为英镑/MW/h，每个服务区块出清价格取决于边际机组报价。

结算规则：电网公司将根据机组实际响应曲线计算出误差程度，若误差度小于3%则支付全部服务费用；误差度大于7%则不支付服务费用；误差度在3%—7%区间，则根据线性递减关系支付服务费用。

DM和DR市场

2022年4月，英国国家电网又推出了两项新的类似DC的辅助服务市场DR服务（Dynamic Regulation）和DM服务（Dynamic Moderation）。DC、DR和DM服务市场同时竞拍，同时出清。同一机组无法同时提供这三个服务，但可在不同时段申报不同服务类型。

根据英国国家电网对频率控制的规定，电网频率偏差±0.2Hz以内属于可控范围内，偏差±0.5Hz以内属于警戒状态，超过±0.5Hz为严重故障状态。目前，根据电网相关技术要求，DR/DM主要负责0.2Hz以内调频服务，DC负责是超过0.2Hz以后的调频服务。DR服务响应时间为10秒，幅度为±0.2Hz。DM服务响应时间为1秒，幅度为±0.2Hz；DC响应时间为1秒，幅度为±0.5Hz。具体调节措施如下。

DR：0.015Hz内不动作，0.015—0.2Hz按照线性输出功率，超过0.2Hz满功率输出。

DM：0.015Hz内不动作，0.015—0.1Hz输出功率不超过5%，0.1—0.2Hz按照线性输出功率，超过0.2Hz满功率输出。

03、电池储能电站参与电力市场的方式

在英国电力市场，电池储能电站可参与容量市场、日前现货交易、调频服务等三大市场获得相应收益。近两年，英国现货市场、调频市场价格处于较高水平，吸引了大量社会资本进入储能领域。截至2022年底，英国电池储能项目装机容量达到200万kW，预计2023年底将超过抽水蓄能的装机容量（270万kW），大幅提升英国电网的稳定性和安全性。下面以一个10万kW·1小时容量的电池储能电站为例，对其参与市场交易情况进行分析。

参与容量市场

英国容量市场包括T-4和T-1两种市场。拟新建的机组，优先参与到T-4容量市场，即可提前4年锁定项目投产后连续15年的固定容量收入，15年到期之后，电站可以再逐年参与T-1容量市场竞拍，每次竞拍获得下一年的固定容量市场收入。2020年3月，T-4固定容量市场出清价格为15.97英镑/千瓦，电池储能电站容量折算率为20.43%，计算可得每年固定容量收入33万英镑。

参与日前现货交易

随着可再生能源发电比例不断上升，英国电力现货价格波动性也不断增加。日前市场平均电价差维持在50英镑/兆瓦时左右，平衡市场平均电价差在100英镑/兆瓦时以上。按照日前价差50英镑/兆瓦时计算，考虑充放电2个循环，则每天可获得收入约1万英镑，年均可获得收入约350万英镑。

参与调频辅助服务市场

目前，英国电力市场DC调频服务的需求量较大，约为80万千瓦，大幅高于DR和DM调频服务需求（分别约10万千瓦），且电池储能电站是满足DC调频服务技术要求的主要电源，因此现阶段参与DC调频服务，能够获得较高的辅助服务收益。假设日均出清价格为8—15英镑/兆瓦/小时，则每天能够获得的收益约1.9万英镑—3.6万英镑，按照每年运行350天计算，年收入约672万—1260万英镑。

由于在同一时段无法同时参与日前现货交易和调频辅助服务，考虑现阶段DC调频服务市场需求较高，供应相对偏紧，电池储能电站可优先提供DC调频服务，日前现货市场暂不作为主要参与的市场。但未来几年，随着电池储能项目的不断增加，DC辅助服务市场竞争将不断加剧，日前现货市场也将成为项目的重要收入来源。按照目前英国市场交易价格分析，10万kW·1小时的电池储能电站年均利润接近1000万英镑，项目的静态回收期在3至4年，具有较强的市场竞争力。

04、启示及借鉴意义

明确电池储能电站市场主体地位。鼓励集中式电池储能电站建设，作为独立市场运营主体参与电力市场交易，发挥价格机制作用引导储能项目建设。

进一步完善市场价格机制。进一步明确电池储能项目在保障“双碳”目标实现过程中的战略地位，鼓励各地区出台具体实施细则，为电池储能项目提供稳定、清晰的市场定价机制。对于现货市场建设较缓的地区，可以考虑设置容量市场机制，加大峰谷价差，与独立电池储能项目签订峰谷时段市场合约等措施，发挥电池储能移峰填谷的作用。对于现货市场推进较快的区域，建议加快完善辅助服务市场建设，设计合理的交易品种和价格机制，按照调频质量进一步细分调频服务产品，如快速频率响应服务，充分体现电池储能电站的市场价值。

合理引导独立储能站点布局，完善准入标准。根据电力市场运行情况，结合新能源建设规划，综合考虑优化独立储能电站接入节点，合理引导独立储能项目建设，与并网点周边的新能源项目形成配合；设置合理的独立储能电站最低容量要求，对不同储能容量、充放电时长进行分类，规范储能电站并网、调节质量、响应速度等标准要求，更好地发挥独立储能电站在电网中的调节作用。

提高市场信息透明度。英国电力市场信息透明度高，各种交易品种、交易规则、市场参与者中标信息都能通过交易网站、电网平台获得。国内市场应加强市场信息公开机制建设。除非保密需要，市场信息应通过网站向全社会公开，畅通信息渠道，方便市场参与者快速了解电力市场信息。市场交易机构定期组织开展专题研讨会，邀请独立储能项目运营方参与交流，收集其对于市场交易、调用、结算等方面的疑问，整理并定期发布答案或解决方案，通过经常性的信息交换，不断打通堵点，用市场的方式促进储能项目的发展。

参考文献

[1] 张建府, 国外典型电力批发市场模式比较及启示[J].中外能源, 2016(04)

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[4] 范馥麟,李军徽等，储能友好型频率响应服务市场：英国视角[J], 储能科学与技术. 2022(04): 1278-1288