2020大電網(wǎng)規(guī)?；瘍?chǔ)能的規(guī)劃和應(yīng)用思考

大電網(wǎng)規(guī)?；瘍?chǔ)能的規(guī)劃和應(yīng)用思考Thoughtsonplanningandapplicationoflarge-scaleenergystorageinlargepowergrids時(shí)間： 2019年4月26日

目 錄一．儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景二．儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用的現(xiàn)狀三．儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)規(guī)劃和應(yīng)用存在的主要問(wèn)題四．儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)規(guī)劃和應(yīng)用中的建議

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01儲(chǔ)能的主要應(yīng)用場(chǎng)景

達(dá)到電力供能更加清潔、綜合社會(huì)成本更低的目的，從而增強(qiáng)我國(guó)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展綠色低碳的最終目標(biāo)。通過(guò)儲(chǔ)能進(jìn)行能量的時(shí)間轉(zhuǎn)移存儲(chǔ)、發(fā)電和負(fù)荷曲線(xiàn)更優(yōu)匹配增強(qiáng)電力系統(tǒng)消納更大規(guī)模清潔能源能力提高電能質(zhì)量，降低電力系統(tǒng)綜合投資1、全社會(huì)角度

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輸電線(xiàn)輸電線(xiàn)配電線(xiàn)發(fā)輸配用1、調(diào)頻輔助服務(wù)2、供電3、削峰填谷4、其他1、節(jié)省報(bào)裝容量費(fèi)2、峰谷電價(jià)套利3、供電4、需求側(cè)響應(yīng)5、提升電能質(zhì)量6、電力市場(chǎng)7、綜合能源1、AGC2、一次調(diào)頻3、減少棄電4、平滑波動(dòng)5、跟蹤發(fā)電計(jì)劃從各應(yīng)用方的角度

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主要是進(jìn)行協(xié)助提供二次調(diào)頻輔助服務(wù)，當(dāng)參與二次調(diào)頻的火電機(jī)組受爬坡速率限制，不能精確跟蹤調(diào)度調(diào)頻指令時(shí)，由高速響應(yīng)的儲(chǔ)能根本上改善火電機(jī)組的AGC能力，從而獲得更多的AGC補(bǔ)償收益。幾乎能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻跟蹤曲線(xiàn)與指令曲線(xiàn)重合，調(diào)節(jié)反向、偏差和延遲等現(xiàn)象將不會(huì)出現(xiàn)1、發(fā)電側(cè)——傳統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)組

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????平滑風(fēng)電等新能源的波動(dòng)性跟蹤發(fā)電計(jì)劃提高新能源的調(diào)度可控性對(duì)于風(fēng)光消納外送困難時(shí)刻，減少棄光棄風(fēng)美國(guó)加州案例1、發(fā)電側(cè)——風(fēng)電、光伏等新能源廠(chǎng)站提供新能源廠(chǎng)站一次調(diào)頻能力

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1、發(fā)電側(cè)——核電？綜合效益提升調(diào)峰？調(diào)頻？減少限電？安全？電力市場(chǎng)？??系統(tǒng)總體調(diào)峰需求的增加，調(diào)峰成本在上升，核電是否需要深度參與調(diào)峰？采用多類(lèi)型儲(chǔ)能能否為核電調(diào)峰找到新的途徑？輔助服務(wù)市場(chǎng)，重點(diǎn)是二次調(diào)頻，核電不參與，僅繳費(fèi)是否可持續(xù)，是否有更好的解決方式？?大容量核電由于電網(wǎng)安全限制（通道，大機(jī)小網(wǎng)），限電，是否能采用儲(chǔ)能自己解決？??核電參與電力市場(chǎng)的途徑和靈活性？參與現(xiàn)貨市場(chǎng)？?進(jìn)一步提升核電站廠(chǎng)用電供電安全？

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經(jīng)濟(jì)效益+供電可靠性提升????1、能夠協(xié)助調(diào)節(jié)峰平谷不同電價(jià)時(shí)段的用電電量情況，節(jié)省電費(fèi)支出；2、減少報(bào)裝容量水平，節(jié)省報(bào)裝基本容量費(fèi)；3、作為分布式電源提升供電可靠性；4、響應(yīng)電網(wǎng)功率調(diào)度要求，對(duì)電網(wǎng)輸出功率，支撐電網(wǎng)電能質(zhì)量穩(wěn)定；5、電力市場(chǎng)套利：利用日前、日內(nèi)市場(chǎng)的價(jià)差獲取利潤(rùn)空間；減少偏差電量、提高負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率獲取相關(guān)回報(bào)；利用日內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)提高儲(chǔ)能調(diào)用頻次，減少儲(chǔ)能回報(bào)周期。2、用戶(hù)角度

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02儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用的現(xiàn)狀

2、削峰填谷3、供電4、其他原因調(diào)壓，黑啟動(dòng)1、調(diào)頻輔助服務(wù)f≈50Hz3、電網(wǎng)角度

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電池儲(chǔ)能電站跟蹤負(fù)荷變化能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，控制精確，且具有雙向調(diào)節(jié)能力，具有削峰填谷的雙重功效，是不可多得的調(diào)峰電源特別是其他電源調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性不佳時(shí)（如需要?jiǎng)佑没痣娚疃日{(diào)峰甚至啟停調(diào)峰，核電參與調(diào)峰，新能源、水電等清潔能源棄電調(diào)峰）3、電網(wǎng)角度——調(diào)峰

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緩解鎮(zhèn)江地區(qū)2018年電網(wǎng)迎峰度夏供電壓力諫壁電廠(chǎng)3臺(tái)330MW機(jī)組已于2017年9月全部停運(yùn)，對(duì)整個(gè)鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)電力平衡造成影響，考慮到鎮(zhèn)江燃機(jī)因故近期無(wú)法投運(yùn)，2018年迎峰度夏期間鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)將出現(xiàn)電力缺口，預(yù)計(jì)缺口達(dá)22萬(wàn)kW，影響鎮(zhèn)江東部建山地區(qū)、丹陽(yáng)及揚(yáng)中地區(qū)用電。儲(chǔ)能電站的建設(shè)是緩解鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)供電缺口問(wèn)題的有效措施緩解電網(wǎng)供電缺口，減緩電力建設(shè)投資，包括輸電網(wǎng)、配網(wǎng)投資，變電、線(xiàn)路投資，為增加可靠性的其他投資負(fù)荷中心的負(fù)荷繼續(xù)增長(zhǎng)，部分火電機(jī)組退役，導(dǎo)致負(fù)荷中心出現(xiàn)供電較大供電缺口；新增線(xiàn)路和變電容量較為困難，或者投資代價(jià)過(guò)大3、電網(wǎng)角度——供電

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a）系統(tǒng)內(nèi)參與二次調(diào)頻的火電機(jī)組受爬坡速率限制，不能精確跟蹤調(diào)度調(diào)頻指令時(shí)，能夠更好地解決系統(tǒng)二次調(diào)頻跟蹤偏差和不經(jīng)濟(jì)問(wèn)題??2011年美國(guó)電科院(EPRI)研究報(bào)告指出，儲(chǔ)能應(yīng)用于調(diào)頻是在所有電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用中價(jià)值最高的應(yīng)用2008年美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的分析報(bào)告指出，同等規(guī)模比較下，儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)頻的效果是水電機(jī)組的1.7倍，是燃?xì)鈾C(jī)組的2.7倍，是火電機(jī)組和聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的近20倍”。3、電網(wǎng)角度——調(diào)頻輔助服務(wù)運(yùn)行

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b）系統(tǒng)內(nèi)存在較大頻率波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)（如大容量直流、大容量機(jī)組等大電源丟失風(fēng)險(xiǎn)），而系統(tǒng)相對(duì)較小或系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻能力相對(duì)不足（如大規(guī)模新能源的接入、已有機(jī)組一次調(diào)頻能力有限等），需要儲(chǔ)能等快速充放電設(shè)備協(xié)助確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。3、電網(wǎng)角度——調(diào)頻輔助服務(wù)運(yùn)行

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3、電網(wǎng)角度——調(diào)頻輔助服務(wù)運(yùn)行b）系統(tǒng)內(nèi)存在較大頻率波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)（如大容量直流、大容量機(jī)組等大電源丟失風(fēng)險(xiǎn)），而系統(tǒng)相對(duì)較小或系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組一次調(diào)頻能力相對(duì)不足（如大規(guī)模新能源的接入、已有機(jī)組一次調(diào)頻能力有限等），需要儲(chǔ)能等快速充放電設(shè)備協(xié)助確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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建山儲(chǔ)能工程電池組建設(shè)規(guī)模5MW/10MWh，SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置1×±2Mvar，保證功率因素能夠-0.95~+0.95范圍內(nèi)運(yùn)行。3、電網(wǎng)角度——調(diào)壓、黑啟動(dòng)等輔助原因

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電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能小結(jié)1、安全供電永遠(yuǎn)是電網(wǎng)的核心目標(biāo)：電網(wǎng)的熱穩(wěn)，電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定（功角、電壓穩(wěn)定，以及頻率穩(wěn)定）；2、電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行需要調(diào)峰調(diào)頻，時(shí)刻滿(mǎn)足發(fā)電和負(fù)荷的平衡：純粹的交流輸電網(wǎng)理論上沒(méi)有調(diào)峰調(diào)頻能力，一切都需要通過(guò)調(diào)用電源來(lái)實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)能使得電網(wǎng)調(diào)度多了一種調(diào)峰調(diào)頻的手段。

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03儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)規(guī)劃和應(yīng)用存在的主要問(wèn)題

1、合適的電池干合適的事；2、應(yīng)用場(chǎng)景盡量加大充放電時(shí)間、頻次，加快回收；3、應(yīng)盡量挖掘儲(chǔ)能多種用途，多途徑回收投資目前電源和用戶(hù)化學(xué)儲(chǔ)能商業(yè)模式的核心思想??定位清晰；回收模式清晰

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1、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能定位和地位不清晰，功能和電源、用戶(hù)側(cè)有所重疊1）電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能安全供電場(chǎng)景較為特殊，調(diào)用頻次相對(duì)較少，經(jīng)濟(jì)性沒(méi)有充分發(fā)揮：儲(chǔ)能解決小部分電網(wǎng)安全問(wèn)題具有較好的適應(yīng)性；儲(chǔ)能由于較高的代價(jià)，作為供電的場(chǎng)景也相對(duì)較為特殊。

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1、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能定位和地位不清晰，功能和電源、用戶(hù)側(cè)有所重疊2）電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能也能發(fā)揮調(diào)峰調(diào)頻功能，功能和電源、用戶(hù)側(cè)有所重疊：用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能通過(guò)峰谷價(jià)差激勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)峰；火電廠(chǎng)配置儲(chǔ)能通過(guò)輔助服務(wù)費(fèi)用激勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能從功能上來(lái)說(shuō)，具備調(diào)峰調(diào)頻能力和功能，實(shí)際參與調(diào)峰調(diào)頻存在障礙：若參加調(diào)峰，動(dòng)力？若參與調(diào)頻，是不是直接觸動(dòng)電源利益？輸電輸電配電發(fā)輸配用

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2、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能投資回收模式不清晰電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能由于定位不清晰，功能發(fā)揮不充分、不明確，投資效益較低現(xiàn)在還未能納入輸配電成本；電網(wǎng)建設(shè)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能也不能參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)；能夠參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的主體，建設(shè)單獨(dú)的儲(chǔ)能電站接入電網(wǎng)也存在較大的回報(bào)不確定性和風(fēng)險(xiǎn)。

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3、大電網(wǎng)規(guī)?；瘍?chǔ)能的發(fā)展方向存在爭(zhēng)議若大電網(wǎng)儲(chǔ)能投資回收模式不清晰，規(guī)?；瘍?chǔ)能的規(guī)劃就難以成立。大電網(wǎng)規(guī)?；瘍?chǔ)能是走集中式大容量路線(xiàn)，還是利用先進(jìn)云儲(chǔ)能分散小容量技術(shù)；是電網(wǎng)投資為主，還是社會(huì)投資，電網(wǎng)租賃使用？

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04儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)規(guī)劃和應(yīng)用中的建議

收益固定部分供電收益安全收益變動(dòng)部分電價(jià)差收益為用戶(hù)側(cè)提供服務(wù)消納新能源、核電等清潔電源的收益延緩為滿(mǎn)足少量峰荷的負(fù)荷中心設(shè)備擴(kuò)容投資，延緩擴(kuò)容投資收益，減少峰荷限電的收益可中斷負(fù)荷，參與電網(wǎng)一二次 參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，利用電調(diào)頻，備用容量，調(diào)相調(diào)壓黑 價(jià)差啟動(dòng)等租用給電源、用戶(hù)，減少售電考核等電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能減少棄電限電，提供一次二次調(diào)頻服務(wù)可以采用固定+變動(dòng)收益模式綜合收回投資

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對(duì)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能定位和地位的建議電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能純粹為安全和供電原因建設(shè)，應(yīng)考慮電網(wǎng)自主投資，為避免過(guò)度投資風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過(guò)各方案對(duì)比，儲(chǔ)能是較為合適的，應(yīng)納入輸配電成本；應(yīng)鼓勵(lì)功能復(fù)用的接入電網(wǎng)的