在美国,2016年安装的功放电池容量有三分之二位于两个电力市场:加州的独立系统运营商(CAISO),它覆盖了加州的大部分地区,以及PJM互连,覆盖了13个东部州和哥伦比亚特区的全部或部分地区。由于不同的原因,在这些市场上安装了实用的电池系统。加州的实用新型电池存储系统倾向于提供面向能源的应用,其容量较小,但放电时间较长。相反,PJM中的系统倾向于服务于面向电力的应用程序,其容量更大,但放电时间更短。
不像大多数的发电机,它的特点是它们的电力能力,电池的特点是两个指标:电力容量和能源容量。功率容量,以兆瓦为单位,是可以连续生产的最大瞬时功率。以百万瓦特计(MWh)测量的能量容量是电池可储存或放电的总能量。
PJM互连目前在电力和能源方面都具有最实用的电池存储容量。2012年,PJM的辅助服务市场推出了一种频率调节产品,用于补偿发电资源,这些资源可以快速调整电力输出,但在能够维持产量的时候受到限制。
从那以后,PJM的公用事业规模电池容量从2012年的38兆瓦增加到2016年的274兆瓦。该地区90%以上的电池容量都是通过频率调节来帮助维持电网的电力频率的。PJM中的实用级电池存储装置往往具有较大的功率容量,平均为12兆瓦,短放电时间,平均45分钟。
PJM在其市场体系中引入了电池使用,PJM在其频率调节市场中遇到了操作问题。当电力需求迅速增加时,电池存储系统无法维持每天的产出。在此期间,电池系统迅速切换到充电模式,加速了电力需求的增加。
为了解决这一问题,PJM于2017年1月改变了其监管信号。然而,这些新信号要求电池系统充电和放电的频率是平时的两倍,这缩短了他们的预期寿命。PJM对其监管信号的改变,是能源存储协会和两个存储项目开发商提交给联邦能源管理委员会(FERC)的未决投诉的主题。FERC是管理州际输电和批发销售电力的联邦机构。
2013年,加州公用事业委员会(CPUC)设定了一项储能任务,要求州政府监管的公用事业公司在2020年之前获得1,325兆瓦的储能能力。到2016年年底,加州已经拥有120兆瓦的实用级电池存储能力。超过一半的产能是由南加州爱迪生公司购买并于2016年12月安装的。CPUC加快了对这些装置的批准,以帮助解决因天然气供应受到限制而导致的电力可靠性风险。这是在南加州一个主要天然气储存设施发生泄漏后造成的。根据向EIA报告的初步发电机数据,加州在2017年还安装了另外42兆瓦的实用级电池存储容量。
CPUC要求生成资源提供至少4个小时的输出,以满足可靠性要求。其结果是,加州公用事业规模的电池储存装置往往具有较小的电力容量,平均5.7兆瓦,长期放电持续时间,平均不到4小时。在加州安装的应用程序比PJM的应用程序更广泛,因为许多应用程序都是通过受监管的实用程序来获得的,这些应用程序无需通过CAISO市场机制直接为每个应用程序提供直接的补偿。
——文章发布于2018年2月28日