独立储能的现货电能量与调频辅助服务市场出清协调机制附Matlab代码

最新推荐文章于 2026-01-04 17:50:58 发布

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🔥 内容介绍

随着新能源在电力系统中的占比持续提升，其波动性、间歇性特征对电力系统的安全稳定运行提出了更高要求。独立储能作为具备快速充放电调节能力的灵活调节资源，同时参与现货电能量市场与调频辅助服务市场已成为提升资源利用效率、保障系统安全的重要路径。然而，两大市场在出清规则、时间尺度、价格形成机制等方面存在差异，若缺乏有效的协调机制，易引发储能资源配置冲突、市场效率低下等问题。因此，构建科学合理的现货电能量与调频辅助服务市场出清协调机制，对充分发挥独立储能的调节价值、促进电力市场健康发展具有重要意义。

一、机制构建的背景与必要性

（一）市场发展现状催生协调需求

当前，我国电力现货市场已进入规模化试点与推广阶段，电能量现货市场主要通过日前、实时出清确定电能量价格与交易量，保障电力的安全可靠供应；调频辅助服务市场则聚焦于平抑电力系统频率波动，通过对调频资源的响应速度、调节精度等指标的考核，确定调频服务提供者与服务价格。独立储能凭借其毫秒级的响应速度和双向调节能力，在调频市场中具备天然优势，同时通过在现货电能量市场中低买高卖赚取价差，可进一步提升自身盈利能力。但由于两大市场的出清周期不匹配（如日前电能量市场出清周期为1天，实时电能量市场为15分钟或5分钟，调频市场多为每15分钟或1小时考核结算）、交易品种存在资源占用冲突（储能的充放电容量无法同时满足电能量交易与调频服务需求），若缺乏协调，可能导致储能在某一市场过度承诺交易，而无法满足另一市场的服务要求，进而影响系统安全或造成市场违约。

（二）提升资源利用效率的核心诉求

独立储能的容量资源具有稀缺性，若仅参与单一市场，会导致其调节能力未得到充分利用。例如，仅参与调频市场时，储能在非调频需求高峰时段可能处于闲置状态；仅参与电能量现货市场时，又无法发挥其快速调节优势以应对系统频率波动。通过出清协调机制，可实现储能资源在两大市场的优化配置，让储能在不同时段根据市场价格信号、系统运行需求，合理分配充放电容量用于电能量交易与调频服务，最大限度提升资源利用效率，降低单位调节成本。

（三）保障系统安全稳定的重要支撑

新能源大规模并网后，系统的惯量下降、频率调节能力减弱，对调频资源的需求显著增加。同时，电能量市场的实时平衡压力也随之增大。若独立储能在两大市场的交易缺乏协调，可能出现调频服务供应不足或电能量实时平衡缺口等问题。例如，在系统频率波动较大时，若储能已将大部分容量用于电能量放电交易，无法及时响应调频指令，将加剧系统频率失稳风险；反之，若储能过度聚焦于调频服务，可能导致电能量市场的实时供电不足。因此，出清协调机制是保障电力系统安全稳定运行的重要支撑。

二、出清协调机制的核心目标

（一）资源优化配置

通过协调机制，实现独立储能容量资源在现货电能量市场与调频辅助服务市场的动态优化分配，确保储能资源能够根据市场价格、系统运行状态（如频率偏差、电能量供需平衡情况），在两大市场中合理布局，最大化提升整体资源利用效率。

（二）市场公平高效

构建统一、透明的出清协调规则，保障独立储能在参与两大市场交易时享有公平的竞争环境。同时，通过协调机制消除市场分割导致的效率损失，促进市场价格信号的真实性与有效性，引导储能资源合理投资与运营。

（三）系统安全可靠

确保协调后的储能交易方案能够满足电力系统对电能量供需平衡的要求，同时保障调频服务的充足供应，有效平抑系统频率波动，提升电力系统的安全稳定运行水平，应对新能源波动带来的各类挑战。

（四）储能合理盈利

通过协调机制优化储能的交易策略，帮助储能在两大市场中实现收益最大化，保障储能项目的投资回报，激发社会资本投资独立储能的积极性，促进储能产业的可持续发展。

三、出清协调机制的关键构成

（一）时间尺度协调：构建多周期联动出清体系

时间尺度不匹配是两大市场出清冲突的核心原因之一，需构建“日前-日内-实时”多周期联动的出清体系，实现不同时间尺度下储能资源的有序分配。

1. 日前协调出清：在日前阶段，综合考虑日前电能量市场的负荷预测、新能源出力预测、调频需求预测等信息，确定独立储能参与两大市场的初步容量分配方案。例如，通过日前出清模型，同步优化储能在日前电能量市场的充放电计划（如低谷时段充电容量、高峰时段放电容量）与调频市场的备用容量承诺，确保初步方案能够满足次日系统的基本电能量供应与调频备用需求。同时，日前出清结果为日内与实时调整提供基础依据。

2. 日内滚动协调：由于日前预测存在误差，需在日内（如每1小时或每30分钟）进行滚动出清调整。基于最新的负荷、新能源出力及系统频率偏差数据，对储能的容量分配方案进行动态修正。例如，若日内新能源出力突增导致电能量市场价格下跌，可适当增加储能的充电容量；若系统调频需求突增，则可调整储能的调频备用容量，确保方案的实时可行性。

3. 实时紧急协调：在实时阶段（如每15分钟或5分钟），针对系统出现的突发情况（如新能源出力骤降、大负荷突变、频率偏差超标等），启动紧急协调机制。优先保障系统安全，若出现频率严重偏差，可临时调整储能的电能量交易计划，将更多容量用于调频服务；若出现电能量供应缺口，则优先保障电能量的实时平衡，确保系统稳定运行。

（二）容量资源协调：建立容量约束下的优化分配模型

独立储能的充放电容量、SOC（State of Charge，荷电状态）是其参与两大市场交易的核心约束条件，需建立基于容量约束的优化分配模型，实现储能资源的高效利用。

1. 核心约束条件界定：明确储能参与两大市场交易的关键约束，包括：①充放电功率约束，即储能的实时充放电功率不得超过其额定功率；②SOC约束，确保储能的荷电状态维持在合理区间（如20%-80%），避免过度充放电影响电池寿命；③调频服务质量约束，参与调频服务的储能需满足响应速度（如AGC指令响应时间≤2秒）、调节精度（如调节误差≤5%）等指标要求；④电能量交易连续性约束，避免电能量交易计划的频繁突变影响系统平衡。

2. 多目标优化分配模型构建：以储能收益最大化、系统调节成本最小化为目标，构建包含上述约束条件的优化分配模型。模型的决策变量为储能在不同时段用于电能量市场的充放电功率与用于调频市场的调节功率，通过求解模型确定最优的容量分配方案。例如，在电价高峰时段，可适当增加电能量放电功率，减少调频备用容量；在调频价格较高或系统调频需求迫切时，则优先保障调频服务容量。

（三）价格机制协调：实现价格信号的有效联动

价格信号是引导储能资源配置的核心杠杆，需协调两大市场的价格形成机制，确保价格信号能够真实反映资源稀缺程度与系统运行需求，避免价格扭曲导致的资源错配。

1. 调频价格与电能量价格的联动校准：建立调频价格与电能量价格的联动机制，当电能量市场价格较高时，可适当提高调频服务的价格门槛，避免储能过度倾向于电能量交易而忽视调频服务；当系统调频需求迫切时，通过提高调频价格，引导储能将更多资源投入调频市场。同时，可将电能量市场的实时价格作为调频服务结算价格的参考依据之一，确保价格信号的一致性。

2. 辅助服务成本的合理疏导：调频辅助服务的成本最终需通过电能量市场或用户侧疏导，需建立合理的成本疏导机制。例如，将调频服务的总成本按一定比例分摊到电能量价格中，或通过设立专项辅助服务基金，保障调频服务提供者的合理收益，同时避免对用户侧电价造成过大冲击。此外，可通过价格信号引导储能在不同市场间的切换，实现收益与成本的动态平衡。

（四）出清规则协调：统一交易流程与考核标准

统一的出清规则与考核标准是保障协调机制有效运行的基础，需梳理两大市场的出清流程与考核要求，消除规则冲突。

1. 统一交易申报与出清流程：设计统一的储能交易申报平台，允许储能主体一次性申报参与两大市场的交易意愿（如充放电功率、调频备用容量、报价等），避免重复申报。在出清过程中，采用“联合出清”模式，由市场运营机构同步对电能量市场与调频市场的申报信息进行审核与出清，生成统一的交易方案，确保出清结果的协调性与一致性。

2. 完善跨市场考核机制：建立跨市场的考核标准，避免因两大市场考核要求不同导致储能违约。例如，若储能因参与调频服务而无法按时履行电能量交易计划，需明确合理的免责条款或补偿机制；若储能未达到调频服务质量要求，不仅需扣除相应的调频收益，还需评估其对电能量市场的影响，进行综合考核。同时，加强对储能SOC状态、充放电效率等关键指标的实时监测，确保储能能够同时满足两大市场的运行要求。

四、机制运行的保障措施

（一）技术支撑：构建一体化监测与调度平台

搭建独立储能参与两大市场交易的一体化监测与调度平台，实现对储能运行状态（SOC、充放电功率、响应速度等）、市场交易数据（价格、交易量）、系统运行状态（频率、负荷、新能源出力等）的实时监测与数据共享。利用大数据、人工智能等技术，对市场走势与系统运行需求进行精准预测，为出清协调决策提供技术支撑。同时，平台需具备快速指令下发与执行反馈功能，确保协调后的交易方案能够及时落地执行。

（二）政策保障：完善相关法律法规与市场规则

出台针对性的政策文件，明确独立储能参与多市场交易的主体地位、权利义务及协调机制的运行规则。完善电力市场相关法律法规，解决跨市场交易中的责任划分、违约处理、收益分配等问题。鼓励地方电力市场试点地区探索差异化的协调机制，总结可复制、可推广的经验，逐步推动全国统一协调规则的形成。

（三）市场监管：强化跨市场交易监管力度

建立健全跨市场交易监管机制，加强对独立储能交易行为的监管，严厉打击恶意串通、虚假申报、操纵市场价格等违法违规行为。市场运营机构需定期披露两大市场的交易数据、出清结果、考核情况等信息，保障市场交易的透明度。同时，建立监管部门、市场运营机构、储能主体之间的沟通协调机制，及时解决机制运行过程中出现的问题。

五、结语

独立储能参与现货电能量与调频辅助服务市场的出清协调机制，是破解市场分割、提升资源利用效率、保障系统安全稳定运行的关键举措。该机制的构建需围绕时间尺度、容量资源、价格机制、出清规则四大核心维度，通过多周期联动出清、容量约束优化、价格信号联动、统一规则考核等措施，实现储能资源在两大市场的动态优化配置。同时，需依托技术支撑、政策保障、市场监管三大保障体系，确保机制的有效运行。未来，随着电力市场的不断完善与储能技术的持续进步，出清协调机制需进一步优化升级，充分发挥独立储能的调节价值，为新能源高比例并网下的电力系统转型提供有力支撑。