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储能如何为火电调频
近年来,火储调频已成为储能产业中率先实现商业化的领域之一。与此同时,
为保障电网经济安全运行和促进新能源消纳,全国多个省份均出台了相关文件要
求新能源场站具有调频的能力。
火储调频有哪些具体考核指标?面临的关键技术挑战是什么?是否能够给
新能源电站的调频带来一些借鉴?
K值是衡量火储调频效果的关键指标
火电厂加装储能的调频效果,主要由机组综合性能指标 K值来体现,K值越
高,说明 AGC调频效果越好,补偿收益也越好。
而 K值,主要受三个关键因素影响——响应速度 K1、调节速率 K2、调节精
度 K3。
下图是广东某实际电站安装储能前后的调频数据对比:
备注:K1、K3上限为 1,K2上限为 5
由图可以看出,火电机组加装储能后,可以缩短机组响应时间,提高调节速
率及调节精度,调频综合性能指标 K值提升明显。
所以,火电+储能系统联合调频是最有效的方式之一,对构建坚强型智能电
网并改善电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。
火储调频系统主要要求
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火储调频系统接线示意图
没有金刚钻不揽瓷器活。由于储能系统安装在火电厂内,同时为了获取更高
的 AGC收益,因此储能系统在容量设计、安全性、可靠性、高调节性能指标等关
键技术方面提出了更高的要求:
01合理容量配置,系统经济性最优
火储调频项目,通常按照机组额定出力的 3%、电池容量按照 配置。但
在实际项目中,这样的配置会出现以下问题:
调节需求多、机组性能存在差异会导致 K值无法大幅提升;的电池容
量,储能日等效循环次数多,会缩短电池使用寿命。
所以,在初始投资和收益的平衡下,储能系统采用 1h配置将是今后的容量
优化方向。
广东恒益电厂 20MW/10MWh储能 AGC调频项目
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以广东佛山恒益 60万(600MW)机组为例,阳光电源突破传统 60万机组的
发电厂配备 3%(18MW)储能系统的设计惯性,采用了最优化容量——20MW的储
能系统。
经过后期试运行和正式投运,火储的综合调频性能指标 K值提升了 倍,
带来了更高收益。
02安全要求高
储能系统安全,系统集成商需要重点对直流侧和交流涉网的安全进行全面管
理。目前,阳光电源在设计火储调频项目时,主要采用:
直流侧:采用四级电池管理、多级熔断、快速联动等保护机制
交流侧:按照综合保护+纵联差动+线路光差等设置多重保护
一句话总结就是:储能系统投切运行或出现故障的情况下,仍能保证机组安
全可靠运行。
03K值直接影响收益
由于机组调节性能和出力特性不断变换,电网 AGC大指令随季节与日期变化,
所以火储系统的 EMS控制策略需要具备自适应和自调整的功能,才能将 K值提高
发挥到极致,实现收益最大化。
04电网支撑技术
储能系统具备高低穿功能,同时还能实现一次、二次调频和快速功率控制等
多种运行模式,快速响应电网调度,支撑电网能力更强。
如今,储能参与调频已成为最优质调频资源,并在全球主要电力市场实现了
规模化应用。随着新能源渗透率提升,未来储能参与新能源的调频也必将成为电
力调频的主要手段之一,火储调频的发展,对新能源配置储能无疑起到了积极的
示范作用。