中國儲能網(wǎng)訊：德國亞琛工業(yè)大學(xué)（深度電廠的本碩母校）ISEA研究所正在與enspired GmbH公司共同開發(fā)德國儲能電池的收益指數(shù)，旨在展示大規(guī)模儲能系統(tǒng)在電力現(xiàn)貨市場與電網(wǎng)輔助服務(wù)方面的收益潛力，為投資者、項目開發(fā)者和交易者提供一個參考標(biāo)準，以便他們更好地評估潛在收益。該指數(shù)由Jonas Brucksch和Jonas van Ouwerkerk開發(fā)。該指數(shù)考慮了現(xiàn)貨市場（日前拍賣、日內(nèi)拍賣、日內(nèi)持續(xù)交易）以及調(diào)頻市場（FCR、aFRR）收益。
首先來了解德國儲能在各個單一市場上的收益方式。
現(xiàn)貨市場
儲能在德國參與的現(xiàn)貨市場包括日前市場（DA）、日內(nèi)拍賣市場（IDA1）和日內(nèi)連續(xù)市場（ID1）。日前市場和日內(nèi)拍賣市場在交割的前一天關(guān)閉交易窗口，指數(shù)中的價格可以實際進行交易。ID1指數(shù)是指合約在日內(nèi)持續(xù)市場中最后一個交易小時內(nèi)所有持續(xù)交易的加權(quán)平均價格。ID1指數(shù)旨在簡化日內(nèi)持續(xù)交易的過程，其中買賣報價為按秒匹配。
DA、IDA1和ID1指數(shù)數(shù)據(jù)源來自以下三個市場：
在計算儲能在現(xiàn)貨市場上的收益時，需要考慮單次交易收益能否覆蓋交易電量對應(yīng)的電池衰減成本、電池SOC范圍、電池DOD、電池容量與最大充放電功率等因素。
調(diào)頻儲備市場（FCR）
FCR stands for Frequency Containment Reserve.
在計算FCR收益時，需要從日常拍賣結(jié)果中獲取6個價格（每個4小時時段對應(yīng)一個價格），然后將這些價格與電池在FCR市場的可用功率相乘。
拍賣采用按出清價格支付機制，因此市場區(qū)域內(nèi)只有一個統(tǒng)一的價格。每個參與者都提供直接的、并行的FCR服務(wù)，因此每個時段只有一個價格。
在執(zhí)行FCR服務(wù)時，電池系統(tǒng)的可交易功率限制為其額定功率的80%。除此之外，電池運營商需要保留25%的額定電池功率用于SOC管理。
自動調(diào)頻儲備市場（aFRR）
aFRR stands for Automatic Frequency Restoration Reserve.
在aFRR市場中，電池系統(tǒng)可以同時活躍于容量(MW)市場和能量(MWh)市場。在容量市場中，電池儲備用于調(diào)頻的功率。在能量市場中，電池通過充放電來直接參與調(diào)頻，以使電力系統(tǒng)頻率在偏差時恢復(fù)至50Hz。目前，電池收益指數(shù)僅考慮容量市場，但電池收益指數(shù)后續(xù)的開發(fā)階段會將能量市場納入考量。
假設(shè)電池運營商在正向和負向容量市場中進行對稱競價（SOC = 50%）。假設(shè)電池儲備1h的調(diào)頻功率，且暫時忽略1MW的入市門檻，則1MWh的2小時電池系統(tǒng)可以在充放電兩個方向各儲備0.5MW，1小時電池系統(tǒng)則儲備0.25MW。
aFRR容量市場拍賣采用按出價支付機制，因此同一市場區(qū)域內(nèi)存在多個價格。價格按照每MW和每4h區(qū)塊給出，價格需要乘以4得到每MWh的價格。由于參與者可以在充放電兩個方向上進行并行競價，為此，收益計算基于這12個價格（每個方向6個）與aFRR的可用功率相乘。如果電池系統(tǒng)配備能夠通過批發(fā)交易（現(xiàn)貨、中長期等）提供4小時aFRR服務(wù)的能量管理系統(tǒng)（EMS），則電池系統(tǒng)運營商僅需儲備1小時的功率交付。如果電池系統(tǒng)沒有這些SOC管理操作，電池系統(tǒng)將需要通過預(yù)留容量來保證完整的4小時功率交付。在這種情況下，電池系統(tǒng)在理論上可以在沒有任何批發(fā)交易的情況下提供4小時的aFRR服務(wù)。電池收益指數(shù)建模將2小時功率儲備作為有無EMS情形的折中方案。由于電池收益指數(shù)考慮電池系統(tǒng)在充放電兩個方向上都提供aFRR服務(wù)，為此，每個方向最多只能提供電池容量的一半。
基于上述各單一市場的收益模式，儲能電池可以在一天內(nèi)參與多個市場交易，即跨市場交易。
跨市場交易
跨市場交易將并行提供雙向aFRR容量的收益與現(xiàn)貨市場的收益相結(jié)合。對于現(xiàn)貨交易，電池收益指數(shù)假設(shè)首先在日前市場進行交易，然后根據(jù)日前拍賣的結(jié)果，在日內(nèi)市場上交易剩余的容量。
日前交易的電力份額被限制為50%，因為剩余部分用于aFRR容量。由于有2小時的aFRR功率儲備，SOC限制發(fā)生了變化，最低值從0%變?yōu)?5%，最高值從100%變?yōu)?5%。電池收益指數(shù)還將aFRR的可用容量限制調(diào)整為可用容量的40%（低于上述單一aFRR市場中的50%），以留出可用于日內(nèi)交易的容量。
在跨市場交易中，日內(nèi)交易必須要考慮到日前市場的交易結(jié)果。為了考慮這一點，電池收益指數(shù)在計算日內(nèi)交易收益時，基于來自日前市場的SOC曲線。
電池在各SOC區(qū)間對應(yīng)的市場交易如下圖（ID1：日內(nèi)持續(xù)交易）：
此外，電池收益指數(shù)在跨市場交易中還引入了金融交易，即同時在多個現(xiàn)貨市場進行交易，產(chǎn)生收益。通過在兩個市場中同時開設(shè)不同方向的倉位，不存在實際電力交付義務(wù)。下圖展示了如何利用日前市場（DA）和日內(nèi)市場（ID1）的價差來評估金融交易的潛力。
在12:00到12:30期間，電池運營商通過同時在日前市場高價出售電能，在日內(nèi)市場低價購買電能來獲取收益。
在12:30到13:00期間，電池運營商通過同時在日前市場低價購買電能，在日內(nèi)市場高價出售電能來獲取收益。
金融交易需要提前一天知道日前市場和日內(nèi)市場的價格。由于日前市場和日內(nèi)市場之間的時間差可以長達36小時，因此提前預(yù)測價格非常困難。
下面展示一個2h兩充兩放的電池系統(tǒng)分別在各單一市場和跨市場交易上的潛在年收益情況（IDA1：日內(nèi)拍賣，ID1：日內(nèi)持續(xù)交易，F(xiàn)T：金融交易）
收益單位為 千歐/MW/年
最近半年每月的潛在年收益情況：
近一年來每天的潛在年收益情況：
最近半年每月的潛在跨市場交易年收益中，各交易品種貢獻的收益份額：
