根據(jù)KEMA的研究，電力系統(tǒng)中快速調(diào)頻資源占總調(diào)頻資源的比例與其對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響呈現(xiàn)出拋物線關(guān)系，而非直線關(guān)系。在圖2中，每條曲線都代表了當(dāng)快速調(diào)頻資源處于不同比例時對應(yīng)的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。在一定范圍內(nèi)，電力系統(tǒng)會從快速調(diào)頻資源的增加中收益，并且快速調(diào)頻資源越多，在促進(jìn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的效果越好;然而當(dāng)快速調(diào)頻資源達(dá)到飽和，這一趨勢將會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，即過量的調(diào)頻資源將會對電網(wǎng)穩(wěn)定產(chǎn)生負(fù)面影響。根據(jù)預(yù)測，快速調(diào)頻資源的飽和點(diǎn)將出現(xiàn)在其在總調(diào)頻資源中的比例達(dá)到30%的時候。
圖3：快速調(diào)頻資源在總調(diào)頻資源中的比例及其對電網(wǎng)運(yùn)行的影響來源：PJM,ScottBenner
為了實(shí)現(xiàn)快速調(diào)頻資源與常規(guī)調(diào)頻資源之間具有可比性，通常會利用“有效功率”的概念衡量快速調(diào)頻資源的規(guī)模。“有效功率”考慮了不同電力系統(tǒng)規(guī)模下常規(guī)調(diào)頻與快速調(diào)頻資源之間的替代比例和替代規(guī)模。
“邊際收益因子”則是電力系統(tǒng)最初增加1MW快速調(diào)頻資源與最后增加1MW快速調(diào)頻資源所獲得的收益的平均值，反映快速調(diào)頻資源替代常規(guī)調(diào)頻資源的比例。邊際收益因子的取值范圍在2.9~0之間，取值為1意味著單位快速調(diào)頻資源的價值與單位常規(guī)調(diào)頻資源的價值相等。
隨著競標(biāo)/排位價格不斷增加，每個快速調(diào)頻資源的收益因子將會逐漸降低。如圖3所示，當(dāng)越來越多的快速調(diào)頻資源進(jìn)入市場，PJM市場的邊際收益因數(shù)(MarginalBenefitsFactor，MBF)呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。2013年MBF的平均值為2.6，2014年下半年就已經(jīng)降低到2.2。隨著快速調(diào)頻資源逐漸趨于飽和，這一數(shù)值還將進(jìn)一步降低。
圖4：快速調(diào)頻資源處于不同比例時電力系統(tǒng)的收益因子來源：PJMTrainingManual展望
在FERC755法令要求美國電力市場ISO和RTO采用“按效果付費(fèi)”補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)替代其他調(diào)頻補(bǔ)償辦法之后，性能好、調(diào)節(jié)成本低的資源在PJM調(diào)頻市場中可以獲得很大的競爭優(yōu)勢，一方面可以頻繁被調(diào)用，另一方面可以獲得遠(yuǎn)多于其成本的市場回報。
雖然眾多儲能廠商都在關(guān)注并積極參與PJM調(diào)頻市場，但是通過上文的分析可以看出，隨著對參與項(xiàng)目的規(guī)模限制更加嚴(yán)苛和單位補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，后續(xù)參與者進(jìn)入該市場將會遭遇更高的門檻。
隨著越來越多的間歇性發(fā)電資源(風(fēng)電、太陽能發(fā)電等)將加入PJM電網(wǎng)，這將是電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力上升，從而導(dǎo)致邊際收益因子取值上升;儲能設(shè)備成本下降，導(dǎo)致邊際收益因子下降等。因此，未來儲能電站在調(diào)頻服務(wù)中的收益情況，還需要綜合考慮市場信息才能得出結(jié)論。
