储能技术应用在美国841法令中的思考

在完美的电力世界中，连接电网的储能设备是没有必要采用的。大型电力系统中成千上万的发电机和电力负载的多样性，以及固有的灵活性将为人们提供所需的电力服务，并以非常低的成本持续匹配供应和电力需求，即使可变的可再生能源主导着发电资源。

但这个世界远非完美。在现实世界中，存在许多效率低下的问题，限制电力资源提供其全部能力，并限制了新资源的采用，影响了提供电力服务，并使电网互连和参与过程非常困难。人们希望有一种标准化的方式为电力系统运营商提供广泛的能源、辅助服务和可靠性服务，但这种方式能够实现吗?

可能会。美国联邦能源管理委员会(FERC)发布了841法令(FERC Order 841)要求美国电力市场创建一个储能参与模式，允许储能系统为批发能源市场提供其全部能力。但美国联邦能源管理委员会可以通过将储能作为所有资源使用的普遍参与模式的示例，将进一步推进这一过程，从而简化未来创新资源参与市场的过程。

看上去841法令的发布对于储能系统来说是一个福音，但对于其他基于逆变器或分布式能源参与批发能源市场来说，这只是一个渐进的步骤。在实践中，这种新的储能参与模式可能有助于其他类型的资源，即使没有转向普遍参与模式。通过拥有远远超出传统发电能力的储能系统的参与，美国联邦能源管理委员会(FERC)可能无意中创造了一种新的参与模式，用于与高压直流(HVDC)传输、风能、太阳能和传统发电的创新储能组合。

储能在841法令中的思考

美国联邦能源管理委员会将储能资源定义为“能够从电网接收电能，并将其存储以供后期将电能注入电网的资源......无论其储能的介质如何”。尽管电池储能系统是一种主要的储能资源。但841法令并没有说明所有的能源必须来自电网，并返回到同一电网中。储能资源或类似的储能资源可以用作互联和参与独立系统运营商/区域传输组织(ISO/RTO)市场的一种标准化方式。

就其本质而言，电池储能系统是逆变器背后的能源。逆变器确定电网所见的电气特性——互连特性、可靠性能力、对电网扰动的响应以及资源的其他特性。当涉及到这些电性能时，不管逆变器背后的能量是来自电池、风能、太阳能、微电网还是其他来源，所有基于逆变器的资源都具有基本相同的特性。

但是在电力系统和市场体系的运作方面，能源的确很重要。为了调度基于逆变器的资源，调度员(例如ISO/RTO)必须考虑资源周围的不同参数和限制。例如，有些厂商必须处理电池的充电状态、风电场或太阳能电厂的预测和变化，或者配电系统面临的风险可能会减少分布式资源的服务。这些考虑事项很快变得相当复杂，因为如何在一个时间段内使用资源(例如电池放电)会影响未来时间段内的功能。必须有人管理这些交互和性能风险。

从历史上看，让电力系统运营商处理这些事情是很方便的。在一个以传统发电厂和被动负载为基础的世界里，资源相对简单，但并不智能。而在一个越来越拥有自己的优化算法的计算机控制资源越来越多的新世界里，包括与输配电系统上不同位置的其他能源或资源的组合和聚合，目前尚不清楚电力系统运营商是否胜任这个工作。他们可能更愿意简化事物，并使新资源看起来更像传统资源，迫使其改变。

如果电力系统运营商不采取普遍和非歧视的方式迎接智能资源的挑战，例如采用普遍参与模式，那么能源行业将会找到替代方案，以非常有创意的方式使用新技术参与模式。

储能资源应该是可以互相连接的，或许与大型电池存储系统连接，但持续放电时间有限，但为了补充电池储能系统的各种其他能源资源，并通过调整投标向市场提供产品储能参与模式的参数。作为市场参与者，这可能需要承担更多的预测、优化和性能风险，但它也具有潜在的优势。

从长远来看，使用电网作为“逆变器背后的能源”的一部分可能特别有趣。这可能是一个私有的“联络线”，将风能或太阳能电站连接到储能工厂。这些输电线路现在有时用于将远程风力发电站连接到与电网互连的点，通常使用交流传输线技术。

从概念上讲，这种方法也可以用于高压直流输电线路。点对点的高压直流输电线路连接到电网(“终端”)的终点是逆变器背后的能源，就像大型电池储能系统一样。在特定的时间点，一个终端在吸收电源(如电池充电)，另一个终端在注入电源。控制软件可以允许终端模拟电池储能系统，或者如果需要的话，可以添加一些储能设备以将终端限定为储能资源。这不太可能是构建大型高压直流输电网的理想方式，但它可以提供一种标准化的方式，通过点对点的高压直流输电线路互连和参与独立系统运营商/区域输电组织(ISO/RTO)市场系统。

对于电力系统运营商而言，高压直流输电线路的终端看起来像一个能够提供时间非常长且可能无限的持续时间的储能系统。但是由于该线路有两个端点，因此拥堵区域之间以及独立系统运营商/区域输电组织(ISO/RTO)市场接缝之间的连接机会可能会变得非常有趣。由于逆变器将能量侧与电网(两端)分离，所以两个端点甚至可以处于不同的互连中。

在一个完美的世界里，已经拥有一个强大的高压直流输电骨干输电网络。美国能源部资助的SEAM研究表明，这种骨干输电网络对社会带来的好处非常显著。在现实世界中，却没有这个网络，并且在构建它的过程中存在很多障碍，但是开发人员使用这种方法可能会以增量方式实现一些好处。

无可否认，通过841法令的参与模式，在技术和经济上实现“储能+”项目工作将涉及许多成本、风险、复杂性和运营问题。电力系统运营商近期可能无法利用现有技术实现盈利，他们可能需要创建新的市场产品来为其所需的属性提供补偿。

然而，确保841法令市场参与模式可以被推广并被其他资源使用，可以为以更便利的方式建立和连接各种各样的新能源提供一种方法。至关重要的是，所有独立系统运营商/区域输电组织(ISO/RTO)市场都应以完整和一般的方式实施841法令，以支持所有资源的创新和基于性能的、技术中立的使用。