电力系统必须时刻维持需求与供给一致,否则频率将紊乱,最坏情况导致大规模停电。辅助服务市场(日本称「需给调整市场」)正是交易填补此「落差」的调整力的市场。
买方为一般输配电业者(东北电力Network、东京电力PowerGrid 等 TSO),卖方为发电业者或储能业者。卖方因「在指定时段、以指定出力、随时保持可动作的待命状态」而获得报酬。
2024 年 4 月全部商品开始交易。辅助服务市场共有 5 项商品:一次调整力、二次调整力①、二次调整力②、三次调整力①、三次调整力②。商品间的差异由「反应多快」与「持续多久」两轴决定。此外,将一次〜三次①四项商品捆绑的「复合商品」投标方式,可在一次投标中同时报名多项商品。一次调整力另有在线(专线连接)与脱机(简易指令系统)两种参与方式。
| 商品 | 反应时间 | 持续时间 | 对应的系统现象 | 储能适性 |
|---|---|---|---|---|
| 一次调整力 在线 | 10 秒以内 | 5 分以上 | 瞬时频率变动(GF:自动回应) | ◎ 最擅长 |
| 一次调整力 脱机 | 10 秒以内(监视时 30 秒以内) | 5 分以上(监视时无设置) | 瞬时频率变动(GF:简易指令) | ◎ |
| 二次调整力① | 5 分以内 | 30 分 | 短周期需供变动(LFC:中央控制) | ◎ |
| 二次调整力② | 5 分以内 | 30 分 | 经济性出力配分(EDC:高速回应型) | ○ |
| 三次调整力① | 15 分以内 | 30 分 | 经济性出力配分(EDC:低速回应型) | ○ |
| 三次调整力② | 60 分以内 | 30 分 | 因应再生能源预测误差(GC 后的需供调整) | △ |
表中的略语,是维持电力系统频率的控制功能,以及市场的时间切点。储能业者要理解各商品的定位,需先掌握这些概念。
GF(Governor Free,调速器自由)是发电机侦测频率变动后自动调整出力的功能,不经人为判断、由机械瞬时反应。电力系统频率应恒保 50Hz(东日本)或 60Hz(西日本),需供一旦瞬间失衡频率即上下波动。GF 是自动吸收此「秒级落差」的第一道防线,对应一次调整力。
LFC(Load Frequency Control,负载频率控制)是中央给电指令所监视频率偏差、对发电机下达增减出力指令的功能,因应 GF 无法吸收的「分钟级变动」。若 GF 是自动的个别回应,LFC 即是调度中枢综观全局的调整,对应二次调整力①。
EDC(Economic Dispatch Control,经济调度控制)是将多部发电机的出力配分优化、使成本最低的功能。相对于 GF、LFC 以「守住频率」为最优先,EDC 在维持稳定供给之余,也纳入「尽量使用便宜电源」的经济性。其负责较长时间轴(数十分〜数小时)的需供调整,分为二次调整力②(高速回应型 EDC-H)与三次调整力①(低速回应型 EDC-L)。
GC(Gate Close,关门时刻)指电力交易的「截止时刻」。GF・LFC・EDC 为发电控制功能,GC 则是市场的时间切点,性质不同。GC 设于实际供需的 1 小时前,此后发电业者・零售电业者不得变更发电计划・需求计划。GC 后残留的「预测与实绩落差」由输配电业者以调整力填补。三次调整力② 即为因应 GC 后再生能源发电量预测误差等而设的商品。
储能在物理上可「以毫秒级改变出力」,故在反应速度快的一次(GF)・二次①(LFC)具压倒性优势。火力发电与燃气轮机难以在 10 秒内回应,储能因此拥有结构性的竞争优势。
一次调整力有「在线」与「脱机」两种参与方式。这直接牵动储能的设备构成与成本,市场实绩上也出现显著差距。二次调整力以后皆以在线连接为前提。
与输配电业者以专用通信线路连接,即时接收指令并回应,侦测频率变动自动调整出力。专线敷设需数千万日圆级成本,但能在所有时段(48 个 30 分时段)投标。
无需专线,经简易指令系统回应。省去专线成本、进入门槛较低。惟就储能而言,设备容量 10MW 以上(特高压连接)必须采一次调整力在线连接,能以脱机参与者仅限 10MW 未满的储能(EPRX 交易规程)。另发电机以单机容量 1MW 未满为脱机对象,阈值与储能不同。脱机额度的调度上限设为一次调整力所需量的 4%,2026 年度起招标量亦已调降(即后述改为 1σ 相当值)。
自 2024 年 4 月起,一次・二次①②・三次① 曾以「周商品」一括交易(2026 年 3 月 13 日起改为前一日交易)。复合商品是捆绑此 4 项商品的投标方式(复合得标逻辑),并非独立商品区分。
对复合商品投标,可在一次投标中同时报名多项调整力商品。例如储能投标复合商品,可能得标于一次至三次①之任一。得标依「由低到高」堆栈,自最高速商品(一次)依序充足。
另一方面,三次调整力② 以「前一日商品」于独立市场交易,不含于复合商品对象。
一次在线充足率 40.8%、一次脱机仅 3.4%,一次调整力的供给不足尤为突出。对储能而言,意味着「进场即高几率得标」的市场环境仍在持续。
储能因反应速度快,得标单价高于火力。
| 电源种别 | 一次调整力 | 二次① | 二次② | 三次① |
|---|---|---|---|---|
| 储能 | 9.6〜13.5 | 7.4〜18.7 | 8.1〜18.8 | 7.9〜18.2 |
| 火力 | 2.1〜3.4 | 2.5〜3.5 | 2.3〜3.5 | 2.2〜3.5 |
| 抽蓄(抽水蓄能) | 1.3〜2.7 | 1.1〜2.5 | 1.6〜3.4 | 1.5〜3.3 |
| VPP(需量反应等) | 19.2〜19.5 | — | — | — |
储能得标单价达火力的 3〜6 倍。VPP(需量反应等)多在上限价附近投标、单价最高,但得标量有限。储能在「量」与「价」两面,正成为辅助服务市场的主力资源。
自 2026 年 3 月 13 日交易分起,辅助服务市场实施了两大变更。
原以「周商品」一括投标一周分的一次〜三次①,改为前一日 14 时投标翌日分的「前一日交易」。交易单位亦由 3 小时区块细分为 30 分时段,全商品持续时间统一为 30 分(三次② 自 2025 年度先行变更)。
由此,业者每日须就翌日 48 个时段,逐一判断「于 JEPX(电力批发市场)出售,或于辅助服务市场待命」。因规则为「仅 JEPX 现货投标后的卖剩量」方可投标辅助服务市场,两市场的取舍更趋战略性。
| 项目 | 至 2025 年度 | 2026 年度〜 |
|---|---|---|
| 一次・二次①・复合商品 上限价 | 19.51 日圆/ΔkW·30分 | 15 日圆/ΔkW·30分 |
| 二次②・三次① 上限价 | 7.21 日圆/ΔkW·30分 | 7.21 日圆/ΔkW·30分(维持) |
| 招标量(一次・二次①) | 3σ 相当 | 1σ 相当 |
| 未来调降展望 | — | 阶段性检讨至 10 日圆 → 7.21 日圆 |
σ(sigma)为统计学的标准差。输配电业者以需求预测误差的统计离散为基准,决定应确保的调整力量。3σ 涵盖预测误差的 99.7%(≒ 备至近最坏情况之量),1σ 涵盖 68%(≒ 因应平常变动之量)。一次・二次① 的招标量由 3σ 改为 1σ,意味着市场调度的此类调整力总量大幅削减。二次②・三次① 原即以 1σ 调度。
上限价虽由原案的 7.21 日圆缓和至 15 日圆,但较原本的 19.51 日圆仍调降约 23%。若市场竞争状况未见改善,并已示明将阶段性调降至 10 日圆、7.21 日圆。
JEPX 将一日以 30 分为单位切成 48 个时段交易;辅助服务市场自 2026 年度亦转为 30 分时段。对储能而言,「48 个时段中能对市场投出几段」直接左右收益。
储能于充电中无法投标。一般运营下,于低价时段(深夜、白天太阳光过剩时段)充电、于高价时段放电。因此无法对全部 48 段投标,用于充电的段数即减少收益机会。
对此制约的技术解,在于集成商提供的高度运营算法。优化充电时点、对辅助服务市场与 JEPX 两者分配最大段数的运营,已渐成可能。集成商的选择,是同一储能设备也能在年度收益上产生显著差距的要因。