联盟观点
德克萨斯州储能市场简介
CNESA 宁娜
德克萨斯州是美国主要的储能市场之一，积累了较为丰富的经验，与加州、纽约州、夏威夷等一道引领美国储能发展的浪潮。
驱动因素
一方面，德州是美国南部最大的州，工业基础雄厚，电力生产和消耗位居美国各州之首，特别是电能消耗，高出加州30%，而人口却比加州少近30%，使得德州的人均电能消耗非常高。但是，德州的备用容量却一直存在长期短缺的问题，造成这种现象的部分原因是持续提升的夏季用电需求，随着这种高峰需求不断增大和备用容量长期短缺的不对等矛盾持续发酵升级后，造成了电力用户高峰电价的不断攀升（从2011年的2.5美元/kWh升至2015年的9美元/kWh），储能作为一种很好的降低高峰负荷、提升能效的手段，已经受到州政府、监管机构、公共事业公司、能源公司等的关注。
图1 德州夏季高峰需求及备用容量预测（2013-2018年）
图片来源：Brattle集团和德克萨斯能源基金会
另一方面，德州拥有丰富风能资源，风电装机规模稳居全美各州之首，根据美国风能协会(AWEA)2016年三季度市场报告数据显示，德州风电装机总规模超过18000MW，风电发电量占美国风电总发电量的25%。自2000年起，风电装机呈现出指数增长态势。在风电大规模发展的同时，近两年，德州的太阳能发电也得到了快速发展，特别是在2016年迎来了爆发式增长。高比例的可再生能源接入电网势必会对电网的安全、稳定运行带来一定冲击，而储能在促进可再生能源并网方面中的优势，更是受到相关利益方的关注。
图2：德州风电装机规模（2000-2017年）
图片来源：德州电力可靠性委员会（ERCOT）
图3：德州太阳能装机规模（2000-2017年）
图片来源：德州电力可靠性委员会（ERCOT）
与储能相关的政策、法规
德州电力市场的发电、输电、配电、用电环节都是相对独立的，储能既可以作为一种发电设备，又可以作为一种负荷，还能提供多种服务。德州电力市场的现行规则是：
• 容量≥10MW，并入ERCOT的储能项目，需要签署一份互联协议（Interconnection Agreement，IA），由ERCOT设立。合作社及市级公共事业公司可以不遵循ERCOT的IA协议，但必须遵守公共事业委员会（PUC）关于分布式发电资源的规则。
• 容量<10MW的储能项目，如果需要并入公共事业公司的电网，储能供应商必须与公共事业公司签署一份IA。
此外，PUC还曾颁布过一些利于储能发展的政策、法规，如下表所示。
此外，为了响应FERC 755法令，ERCOT还实施了快速响应管理服务试点（FRRS）。该试点是ERCOT整合储能资源的一大重点，目的是为了将独立系统运营商的收益最大化。NREL研究表示，储能的很多价值都被电网所有，很难用货币衡量，并且不容易被独立的储能设施所有者获得。因此，FRRS试点项目希望可以促成相关政策或机制，为其他电力市场提供借鉴。
另外，ERCOT在促成相关法规、政策方面也做了很多努力与工作。今年，ERCOT基本完成了储能相关法案的起草工作，并未对某一种或几种储能技术表现出明显的倾向性。同时，还开展了对快速调频辅助服务进行评估、开展多种辅助服务、推进与分布式储能相关规则的建立、评估储能作为未来替代老旧电站的可行性等工作。
相关监管机构、公共事业公司
德克萨斯州公共事业委员会（PUCT），该机构在德州电力市场中具有立法权，并且对州内的输配电市场具有调节和监管职能。对于储能参与德州电力市场，PUCT正面临着一个最主要的问题，到底建立一种什么样的条件，输配电监管公司才可以拥有并运行储能系统（含投资成本）。也正是因为这个问题，近两年，PUCT通过政策法规，积极通过示范项目的经验数据寻求最佳答案。
德州电力可靠性委员会（ERCOT），即德州的独立系统运营商，主要负责管辖区域内电网运行，管理竞争性电力批发市场。ERCOT所辖区域覆盖德州75%的土地面积和90%的负荷，拥有2400多万用户。与美国其它ISO不同的是，ERCOT由PUCT和德州议会监管，并不受联邦能源监管委员会（FERC）的监管，它所管辖的电网相对独立，与其他州没有交流互联，只通过5条直流联络线与本国东西部以及墨西哥电网相连。储能项目并入ERCOT管辖网络既可以参与调频辅助服务市场，提供快速响应服务，又可以帮助ERCOT更好地管理电网运行。
Oncor Electric Delivery Company（简称Oncor），德州最大的输配电公共事业公司，全美第六大输配电公共事业公司，拥有超过1000万的客户。Oncor是德州开展储能项目最多的公共事业公司之一。
Austin Energy，德州Austin及周边地区的电力能源服务商，全美第八大电力能源服务类公共事业公司，拥有超过44万的客户。Austin Energy是德州主要开展储能项目的公共事业公司之一，特别是在光储领域，公司获得耗资430万美元“SHINES”计划中的一个示范项目的开发权，此外，公司还在居民和商业用户侧开展过分布式能源管理平台的研究。
典型储能项目
德州的储能项目主要分为公共事业级和微网级两大类。其中，共有9个已投运的公共事业级的电池储能项目。典型公共事业级储能项目主要包括：
• 美国最大的公共事业级电池储能项目——Notrees电池储能项目，位于Goldsmith，153MWNotrees风电场中，由杜克能源运营，最初选用36MW的铅酸电池，2016年全部被三星SDI的锂电所替代。项目主要应用于平滑风电输出，同时可还参与ERCOT快速响应调节服务市场，提供快速响应服务。
• 德州首个投运的公共事业级电池储能项目，位于Presidio，2010年投运，由Oncor的子公司与AEP成立的合资公司运营。项目包含一套4MW的钠硫电池，为城镇提供备用电源，同时解决了电压波动和电力瞬时中断的问题。另外，项目还允许一旦同时出现紧急情况时，可以把电力输送到邻邦的墨西哥。
• 三星SDI/Younicos 1MW/1MWh电池储能项目，位于Lubbock，Reese Technology Center，2013年投运，由South Plains Electric Cooperative (SPEC，北部独立系统运营商下属的配电公共事业公司)所有并运营。该项目是美国ARRA法案中其中一个支持项目。储能系统提供的主要服务是，降低SPEC的夏季高峰负荷，节省需量电费。ARRA结束后，2015年，这套储能主要用来通过调节配电总线电压以缓解附近风电的波动性，旋转备用，调频。
• ERCOT快速调频辅助服务试点项目，2014-2015年度，对11套电池储能系统完成了必要的测试，并已开始提供有偿调频辅助服务。
典型的微网级储能项目主要包括：
• Oncor微网项目，位于兰卡斯特，2015年投运，是“兰卡斯特微网系统操作服务设施”计划中的一部分。这套微网系统包括：2套光伏阵列、1个微型燃气轮机、2套储能单元（共计200kW锂电）、4个发电机。项目主要是为了将储能、可再生能源与先进的硬件和软件集成在一起，展示微网如何增强Oncor客户的可靠性。
• Oncor首个社区储能项目，位于达拉斯。项目包含5套锂电系统（共计250kW），通过为学校、交通灯和一个消防站提供备用电源，保障电网弹性。值得注意的是储能系统只在“可靠性”模式下运行，也就是只在因风暴或者设备故障等问题而造成社区电力中断时，提供电能。
• Pecan Street项目，位于Austin穆勒社区，通过部署锂电系统，将1000户居民用户和75家商业用户和电动汽车集成在一起，该项目既是ARRA项目中的一部分，同时也是高科技“未来社区”计划中的一部分。项目将测试多种储能技术，包括储热、电池、超级电容、燃料电池等。
• AEP德州北部公司（TNC）配电系统储能项目建议，在Woodson和Paint Rock的配电系统中安装锂电系统，增强配电系统的可靠性。TNC正在进行建议申请，在符合德州法律的条件下，建议将储能系统认为是一种配电资源，并且建议将储能的成本包含在公司的配电服务成本中。
从技术上看，除了锂离子电池和钠硫电池外，还有很多储能技术在德州也有项目部署，具体如下表所示。
小结
德州已经成为美国储能一个比较典型的市场，一方面，储能在可再生能源并网、调频辅助服务、电力输配和用户侧等领域仍具有很大的市场空间。另一方面，州内的立法机构、监管机构、公共事业公司都非常鼓励开展储能项目，愿意尝试不同的技术，通过储能的可实现的多重价值更好地管理电网的安全运行。储能在德州的应用类型涉及应急备用电源、电网强化、减少输配电成本、分时电费管理、平衡电力波动、以及其他辅助服务。各个领域的储能项目，例如，ERCOT快速响应调频服务试点、降低夏季高峰负荷、提高电网稳定性、帮助用户节省需量电费等示范应用，不但可以为未来储能在德州的发展提供宝贵的经验和数据，同样也能为储能在美国其它州、或者有相似能源背景国家中的发展提供一定借鉴。