研究背景
随着环境问题日益严峻，化石能源日渐短缺，传统能源不能满足全球经济的快速发展，新能源发电技术作为能源革命的标志性产物，已经成为世界各国应对全球能源和气候双重挑战的重要手段。然而可再生能源发电的大规模并网，给电力系统的带来调峰容量不足的问题。分布式储能作为优质的调峰调度资源，其装机规模在近几年持续保持高速增长，据中关村储能产业技术联盟估计，到2020年我国储能设备容量将达到41.99GW，其中电化学储能容量达1.78GW。另一方面，新一轮电力体制改革全面启动，电力市场化建设加速进行，这也给分布式储能如何在电力市场环境下参与电网调峰带来新的问题。
创新点及解决的问题
电网利用储能装置实施削峰填谷，参与需求响应，可以减少电网调峰压力，提高电网运行效率。然而分布式储能的应用特性决定了其在空间上的接入点布局呈分散性，且其容量较小，难以为电网直接调度利用。因此本文将在分布式储能聚合商(distributed energy storage aggregation provider，DESAP)的管理下对分布式储能规模化聚合，进而参与电网调峰。提出了分布式储能聚合参与电网调度的架构以及市场环境下参与调峰的途径，然后建立了分布式储能聚合商在电力市场化环境下参与电网调峰的策略。
重点内容导读
1、DESAP通过与分布式储能业主签订合同获得其代理权，由DESAP负责在分布式储能侧安装信息采集和控制设备，分布式储能与DESAP之间的数据传递和设备控制都以自动化方式进行。考虑到各个分布式储能在参与调峰过程的贡献差异，DESAP向分布式储能支付费用时应基于分布式储能的调峰效果支付电量费用，包括充电电量费用和放电电量费用。DESAP根据所辖区域内分布式储能充放电行为的历史数据，预测未来一段时间的闲置容量，并将其聚合，根据聚合的可控容量制定报价策略，以独立的市场主体向电力交易中心提交出力和报价信息；按照市场规则出清各市场主体的中标电量，电力交易中心将中标情况交给调度中心进行安全校核及阻塞管理，确定最终的中标电量；调度中心将中标电量以充放电指令反馈给DESAP，再由DESAP下达至区域内分布式储能执行。在这个过程中，DESAP充当中间商，传递信息流，分布式储能执行指令，通过电网实现能量流的传递。
2、DESAP参与深度调峰辅助服务，不同于调峰机组在深度调峰交易市场上申报的是深度调峰电量和申报价格，DESAP上报负荷需求调峰电量和申报价格，其中负荷需求调峰电量是指深度调峰辅助服务市场开启时段，DESAP主动申请增加负荷需求的电量。为了避免DESAP在深度调峰资源匮乏的地区哄抬报价获取暴利，对申报价格设置上限约束。电力交易中心对调峰机组和DESAP的申报电量统一对待，按照统一边际成本结算深度调峰补偿费用。DESAP在深度调峰交易市场上竞标成功后，电网按照中标电量对其充电，DESAP需向电网支付充电费用，充电费用按同时段能量市场实时电价结算。另一方面，DESAP参与需求侧竞价以削减电网的尖峰负荷，DESAP在需求侧行使发电商的职能，向电力交易中心提供出力和期望价格。与发电商相比，DESAP位于需求侧，直接向负荷供电降低社会成本；与可中断负荷用户相比，DESAP不需要考虑缺电引起的停电损失。电力交易中心按照统一边际成本结算DESAP和可中断负荷用户的中标电量与补偿价格。DESAP按照调度中心的放电指令向负荷供电，电网需向DESAP支付放电费用，放电费用按同时段能量市场实时电价结算。
3、DESAP参与市场环境下的调峰调度分为电力交易中心日前优化调度以及DESAP实时优化调度。在日前调度中，电力交易中心首先公布次日需要深度调峰、削峰的时段以及各时段的深度调峰电量或削峰电量，DESAP采用阶梯报价策略参与日前竞标市场，电力交易中心按照统一边际成本出清聚合商的中标电量。在实时调度中，DESAP在深度调峰、削峰时段按照日前中标电量执行充放电行为。当实际的聚合可控容量存在预测偏差时，DESAP对日前调度的执行结果小于中标电量，需要对其进行罚款，以降低电网调度成本。DESAP除了参与深度调峰和削峰获取补偿费用，还可以在其余时段出力，利用能量市场的价格差获利，同时降低因预测偏差带来的罚款。
结论
DESAP参与日前调度后显著降低电力交易中心的调峰调度成本；DESAP实时调度可以在深度调峰时段和削峰时段实现削峰填谷的效果，且在其余时段的出力不会引起新的负荷尖峰或低谷，有助于缓解区域电力资源短缺问题。随着分布式储能资源在电网的增加以及电力市场改革的不断推进，DESAP作为市场主体的产品类型将更加市场化，参与方式将更加多元化。
