然而，這種指數性增長(cháng)主要受到在美國在有組織的電力市場(chǎng)之外運營(yíng)的垂直一體化公用事業(yè)公司的影響，這些公司為美國三分之二的電力消費者提供服務(wù)。那么儲能系統將如何進(jìn)入這些市場(chǎng)，并獲取收入呢？
儲能項目可以通過(guò)三種方式在美國有組織的電力市場(chǎng)中獲取收入：平臺、產(chǎn)品、支付日。然而，不同的儲能項目將以不同的方式利用這些潛在的收入來(lái)源，投資者需要獲得那些能夠駕馭復雜且不斷變化的監管和市場(chǎng)環(huán)境的靈活的開(kāi)發(fā)人員的幫助。
特斯拉、Greensmith和AES公司在四個(gè)月內部署了超過(guò)70兆瓦的儲能系統，以防止類(lèi)似阿利索峽谷天然氣儲存設施災難時(shí)發(fā)生的電力中斷。
以下將對越來(lái)越多上線(xiàn)運營(yíng)的儲能系統如何擾亂電力市場(chǎng)進(jìn)行一下探討。但首先需要介紹儲能項目如何利用美國有組織的電力市場(chǎng)機會(huì )的三種方式。
?。?）平臺：最佳的計劃
獨立系統運營(yíng)商（ISO）將經(jīng)歷一個(gè)規劃過(guò)程，以提高可靠性或市場(chǎng)效率。同樣，需要將儲能項目視為一種可靠性資產(chǎn)，可以作為低成本、非線(xiàn)纜電力傳輸的替代方案，以提高可靠性。
例如，電網(wǎng)上相對隔離的區域在高峰需求期間可能不會(huì )獲得電網(wǎng)或本地發(fā)電機的電力。部署儲能項目并不是為增加電網(wǎng)或本地的發(fā)電能力，而是在緊急情況為本地設施或電網(wǎng)輸電。儲能項目在建成之后為服務(wù)成本為基礎的項目提供資助。
如果這個(gè)例子中儲能項目與所謂的“可靠性傳輸擴展”的輸電項目起著(zhù)相同的作用，它也應該進(jìn)行類(lèi)似于“經(jīng)濟傳輸”的模擬，將剩余電能轉移到受限區域將會(huì )為市場(chǎng)的買(mǎi)賣(mài)雙方創(chuàng )造利益。但到目前為止，只有PJM公司位于巴爾的摩附近的電網(wǎng)部署了一個(gè)這樣的項目。
獨立系統運營(yíng)商（ISO）遲遲不愿為這些項目提供資金的一個(gè)原因是，雖然這些具有“可靠性”的儲能項目與確定如何使用電網(wǎng)的緊急風(fēng)險有關(guān)，但“經(jīng)濟”的儲能系統需要獨立系統運營(yíng)商（ISO）決定何時(shí)購買(mǎi)和銷(xiāo)售電力。獨立系統運營(yíng)商（ISO）擔心這會(huì )挑戰他們的市場(chǎng)獨立性，因為他們調度儲能項目的方式總是會(huì )影響電力價(jià)格，并且可能使他們看起來(lái)像自我交易的市場(chǎng)參與者。
然而，獨立系統運營(yíng)商（ISO）已經(jīng)通過(guò)輸電線(xiàn)路調節功率，這肯定會(huì )影響電力價(jià)格。當一個(gè)新的輸電項目被提議用于緩解需求高（因此價(jià)格高）的電網(wǎng)區域的擁塞時(shí)，當地發(fā)電機的收入將會(huì )受到影響。
在這種情況下，保持獨立系統運營(yíng)商（ISO）獨立性的是透明的成本效益分析和具有金融輸電權力的安全約束經(jīng)濟調度，這是一種在輸電線(xiàn)路上公平地移動(dòng)電力，并從當地價(jià)格差異中分配收入的標準方法。
如果市場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)行更多的時(shí)段調度，他們可以根據透明優(yōu)化以相同的方式調度儲能項目，并為任何支付儲能成本的人分配財務(wù)存儲權。
?。?）產(chǎn)品：服務(wù)費用
雖然獨立系統運營(yíng)商（ISO）并不愿意被動(dòng)地將儲能項目整合到電網(wǎng)，并支付費用，但他們已經(jīng)接受儲能項目所提供的服務(wù)，如快速頻率響應、容量或監管。儲能項目可以進(jìn)行競爭，但以“技術(shù)中立”為基礎。但是，在電池和其他清潔技術(shù)（如可再生能源）改變游戲規則之前，這些服務(wù)是由市場(chǎng)定義的。
從理論上講，將儲能項目部署到這些技術(shù)中立的產(chǎn)品中應該很簡(jiǎn)單。但儲能項目的容量是有限的，需要更多的電能進(jìn)行充電，存儲之后再對外釋放，它們可能完全由電力電子設備控制。
這些差異意味著(zhù)現有的市場(chǎng)產(chǎn)品定義往往不適合采用儲能項目，雖然大多數現有參與者通常僅為其收入的一小部分提供輔助服務(wù)，專(zhuān)用于單一服務(wù)（例如法規）的儲能項目可能具有它們的特性。通過(guò)簡(jiǎn)單的規則改變顛覆了商業(yè)模式。
儲能項目還具有在市場(chǎng)中并不受到重視的屬性，雖然它們具有快速地改變其輸出，減少碳排放的能力，或者可以模塊化快速部署。這些屬性提供了一些優(yōu)勢，但需要修改電力市場(chǎng)規則才能得到適當評估。電池儲能系統和天然氣發(fā)電廠(chǎng)之間的標準等效似乎需要1：4的功率比，即1兆瓦（MW）的發(fā)電和4MWh電池儲能容量。
4小時(shí)儲能系統的調度在 2011年高峰需求日對加利福尼亞凈負荷的影響
然而，以這種方式電池儲能并不一定在經(jīng)濟上有效，這是因為一些峰值需求可能持續更長(cháng)時(shí)間，還有一些可能更零散，并且電池的最高價(jià)值應用可能涉及不同的功率比。
增量峰值需求減少信用額度是加利福尼亞州儲能容量的功能
通過(guò)提供電網(wǎng)的產(chǎn)品來(lái)獲得儲能項目收入將始終取決于市場(chǎng)規則。作為大多數市場(chǎng)的新的競爭者，儲能項目（尤其是電池儲能）并不總是能夠確保規則對其進(jìn)行最佳評估。
?。?）支付日：如何獲利？
錯誤地使用儲能資源的一種方法是直接在電力市場(chǎng)上競爭。那么有什么比套利更簡(jiǎn)單：低買(mǎi)高賣(mài)？
不幸的是，如今的市場(chǎng)并沒(méi)有以這種方式提供足夠的收入。比較一下市場(chǎng)價(jià)格上漲最多的兩個(gè)獨立系統運營(yíng)商（ISO）中的每日批發(fā)電價(jià)差異，例如加利福尼亞州的CAISO和德克薩斯州的ERCOT，其中每天從低買(mǎi)高賣(mài)（假設沒(méi)有往返損失）中粗略估計的收入達到每千瓦時(shí)為10-20美元，這不足以支付這筆費用，如NV Energy公司最近宣布將增加100兆瓦電池儲能容量。
有一點(diǎn)很清楚：功率比越高，套利收入越多。例如，在2017休斯頓負載區的實(shí)時(shí)市場(chǎng)中運行功率比為4：1，并且往返損耗為20％的電池儲能系統可能會(huì )達到每年57美元/千瓦時(shí)。這使其成為一項具有吸引力的投資。
這與其他獨立系統運營(yíng)商（ISO）形成鮮明對比，并突出了能源市場(chǎng)的哪些投資具有最大價(jià)值的效率。
即使能源套利收入足以支持儲能投資，如今的儲能市場(chǎng)仍然存在一些障礙。并非所有獨立系統運營(yíng)商（ISO）都提供適當的市場(chǎng)“參與模式”。美國聯(lián)邦能源監管委員會(huì )（FERC）最近的第841號命令直接解決了這個(gè)問(wèn)題，儲能行業(yè)急切地等待新的關(guān)稅結構和參與模式作出回應。
盡管如此，市場(chǎng)必須面對儲能項目容量有限的這一事實(shí)，這就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：它們應該如何在市場(chǎng)中發(fā)揮作用？如今大多數儲能系統都以機會(huì )成本為基礎給出價(jià)格，并且會(huì )根據其充電狀態(tài)從市場(chǎng)上購買(mǎi)或出售。
基于機會(huì )成本的出價(jià)可以有效地分配電池儲能以獲得最大系統效益，但是這種方法需要電池儲能系統保留其容量的權利。隨著(zhù)越來(lái)越多的儲能項目作為邊際定價(jià)資源出現在市場(chǎng)中，從市場(chǎng)監管的角度來(lái)看，這可能成為一個(gè)問(wèn)題。
機器學(xué)習改進(jìn)的快速步伐意味著(zhù)儲能投標模式可以通過(guò)軟件來(lái)確定，而對于市場(chǎng)監控和監管機構來(lái)說(shuō)是一種無(wú)法理解的算法。
解決這些問(wèn)題的一種可能途徑是獨立系統運營(yíng)商（ISO）將在市場(chǎng)調度算法中增加對概率多周期優(yōu)化的使用。然后，獨立系統運營(yíng)商（ISO）可以采用最佳方式隨時(shí)間調度電池儲能項目，從而降低對不透明和可能存在問(wèn)題的投標模式的需求。
儲能技術(shù)已經(jīng)從清潔能源技術(shù)成為了當今的投資機會(huì )，但該行業(yè)的真正潛力尚未被挖掘出來(lái)。當投資者考慮儲能產(chǎn)品時(shí)，他們應該尋求能夠駕馭復雜且不斷變化的監管和市場(chǎng)環(huán)境的靈活項目。
隨著(zhù)越來(lái)越多的儲能項目上線(xiàn)運營(yíng)，獨立系統運營(yíng)商（ISO）需要利用新的規則和市場(chǎng)結構進(jìn)行發(fā)展，以適應技術(shù)的潛力。
