2023火電儲能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)及應(yīng)用案例

火電儲能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)及應(yīng)用案例儲能調(diào)頻政策場交易 文號政策華北電監(jiān)市場[2008]112號華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則國能監(jiān)管[2016]164號關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制試點(diǎn)工作的通知晉政辦發(fā)[2017]105號關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)山西能監(jiān)辦山西省電力輔助服務(wù)市場化建設(shè)試點(diǎn)方案的通知南方監(jiān)能市場[2017]374號關(guān)于組織開展廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場模擬運(yùn)行的通知國能發(fā)監(jiān)管[2017]67號關(guān)于印發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制工作方案》的通知發(fā)改能源[2017]1701號關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見國家政策支持AGC調(diào)頻市場，并鼓勵(lì)儲能參與電網(wǎng)AGC調(diào)頻山西、山東、廣東、華北等省份地區(qū)陸續(xù)發(fā)布實(shí)施本省電力輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則在發(fā)電側(cè)建設(shè)的電儲能設(shè)施，可與機(jī)組聯(lián)合參與調(diào)峰調(diào)頻，或作為獨(dú)立主體參與輔助服務(wù)市儲能調(diào)頻必要性電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)大我國電力資源和區(qū)域經(jīng)濟(jì)分布不均衡，電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)大機(jī)組磨損、煤耗、環(huán)保、安全問題頻繁快速調(diào)節(jié)會增加燃煤機(jī)組磨損和發(fā)電煤耗，環(huán)保參數(shù)控制困難，危及機(jī)組自身及電網(wǎng)安全新能源并網(wǎng)沖擊風(fēng)電、光伏等新能源持續(xù)增長，其具有隨機(jī)性、間歇性和不穩(wěn)定性，新能源大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性造成沖擊，電網(wǎng)調(diào)頻需求大幅增加儲能調(diào)頻效果顯著儲能具有快速、精確調(diào)節(jié)特點(diǎn)，調(diào)頻效果是傳統(tǒng)燃煤機(jī)組的20倍以上，對電網(wǎng)頻率控制和安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，提高新能源消納水平優(yōu)質(zhì)調(diào)頻電源稀缺電源結(jié)構(gòu)以火電為主，優(yōu)質(zhì)調(diào)頻電源稀缺，供熱機(jī)組比重加大，頻率控制難度升高必要性電廠側(cè)調(diào)頻-充放電模式儲能可以為系統(tǒng)提供近乎無差無延時(shí)的調(diào)頻服務(wù)，響應(yīng)性能遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)電源火電水電儲能綠色：系統(tǒng)需要藍(lán)色：實(shí)際響應(yīng)有償輔助服務(wù)補(bǔ)償所需費(fèi)用由發(fā)電廠按上網(wǎng)電費(fèi)的比例分?jǐn)偂５趇個(gè)電廠需要承擔(dān)的分?jǐn)傎M(fèi)用計(jì)算公式為：式中，R總分?jǐn)偟扔谠露瓤傒o助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用；Fi為第i個(gè)電廠月度上網(wǎng)電費(fèi)；N為當(dāng)月上網(wǎng)發(fā)電電廠的總數(shù)。iNRFi

Fii

1分?jǐn)?/p>

R總分?jǐn)?/p>

補(bǔ)償分擔(dān)調(diào)頻指標(biāo)與補(bǔ)償收益項(xiàng)目公式參數(shù)儲能作用AGC調(diào)頻性能指標(biāo)KpKp=

K1×K2×K3K1：調(diào)節(jié)速率，最大為2大幅提高調(diào)頻性能指標(biāo)Kp值，增加收益K2：調(diào)節(jié)精度，最大為2K3：響應(yīng)時(shí)間，最大為2AGC日補(bǔ)償費(fèi)用/電量山西（費(fèi)用）：D*Kp*YAGCD：調(diào)節(jié)深度（一天），單位MW大幅提高調(diào)節(jié)深度D值，增加收益YAGC：山西補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，5-10元/MW；華北補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，5元/MW；蒙西補(bǔ)償系數(shù)，火電機(jī)組取0.02小時(shí)華北（費(fèi)用）：D*（lnKp+1）*YAGCln：取自然對數(shù)蒙西（電量）：D*Kp*YAGC電廠側(cè)調(diào)頻-商業(yè)模式商業(yè)模式描述科陸投資電廠提供儲能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲能投資、EPC、運(yùn)營，AGC增量收益由電廠與科陸按比例分享第三方投資電廠提供儲能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲能系統(tǒng)設(shè)備或EPC，第三方負(fù)責(zé)出資、（建設(shè)）、運(yùn)營，AGC增量收益由電廠與第三方按比例分享項(xiàng)目公司、基金電廠提供儲能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲能系統(tǒng)EPC，賣給項(xiàng)目公司、基金，項(xiàng)目公司、基金負(fù)責(zé)出資、運(yùn)營，AGC增量收益由電廠與項(xiàng)目公司、基金按比例分享增加儲能后提升調(diào)節(jié)性能指標(biāo)、調(diào)節(jié)里程，增加AGC補(bǔ)償收益電網(wǎng)AGC調(diào)頻過程初始時(shí)刻：T0、P1、P2T1時(shí)刻出P1死區(qū)響應(yīng)延遲：T0~T1區(qū)間T2時(shí)刻進(jìn)P2死區(qū)調(diào)節(jié)速率：T1~T2區(qū)間調(diào)節(jié)精度：T2后下一次調(diào)節(jié)：

T3、P3調(diào)節(jié)深度：T0~T3區(qū)間P3P1Pmin,iPNi

=Pmax,iP2PTT2T0

T1T3T4

T5科陸火電儲能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)電網(wǎng)電網(wǎng)調(diào)度中心220kV雙回路線路AGC指令A(yù)GC指令A(yù)GC指令電廠RTU1#機(jī)組

2#機(jī)組

機(jī)組DCS儲能輔助調(diào)頻控制系統(tǒng)4.478MWh磷酸鐵鋰功率型電池9MW

20kV/6kV6kV廠用電母線聯(lián)合調(diào)頻原理利用電池儲能系統(tǒng)快速、精確響應(yīng)的特點(diǎn)輔助發(fā)電機(jī)組進(jìn)行AGC方式下的負(fù)荷調(diào)整提高發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)性能不對機(jī)組自身的調(diào)節(jié)帶來擾動(dòng)聯(lián)合調(diào)頻控制原理電網(wǎng)調(diào)度發(fā)送AGC指令給到電廠RTU儲能主控單元和發(fā)電機(jī)組DCS接收RTU轉(zhuǎn)發(fā)AGC指令發(fā)電機(jī)組按常規(guī)流程響應(yīng)AGC指令儲能主控單元根據(jù)AGC指令和機(jī)組并行運(yùn)行狀態(tài)信號，控制儲能系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)組出力偏差聯(lián)合調(diào)頻價(jià)值提升電廠AGC調(diào)頻性能(Kp)，獲得更多補(bǔ)償減少機(jī)組設(shè)備磨損，延長設(shè)備壽命減少機(jī)組頻繁變化處理，降低煤耗提升機(jī)組整體的AGC調(diào)頻能力，改善機(jī)組運(yùn)行的可靠性和安全性儲能AGC調(diào)頻系統(tǒng)方案儲能系統(tǒng)通訊的接入點(diǎn)選擇RTU圖紙及設(shè)備說明書DCS圖紙及設(shè)備說明書電氣二次原理圖電氣二次接線圖（RTU、DCS）儲能系統(tǒng)與RTU、DCS建立通訊RTU與調(diào)度的通信協(xié)議、通信點(diǎn)表RTU與機(jī)組的DCS通信協(xié)議、通信點(diǎn)表儲能AGC調(diào)頻二次示意圖儲能能夠顯著改善機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能儲能系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電機(jī)組參與AGC調(diào)頻，儲能通過跟蹤AGC指令與機(jī)組出力，自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)組出力偏差，實(shí)現(xiàn)整體快速精確調(diào)節(jié)，響應(yīng)時(shí)間短，調(diào)節(jié)速率快，調(diào)節(jié)精無儲能情況下，發(fā)電機(jī)組通過自身調(diào)節(jié)去跟蹤調(diào)度中心給出的AGC指令，存在反向出力、調(diào)節(jié)延遲、爬坡速率慢、出力偏差大等問題。AGC指令機(jī)組+儲能機(jī)組功率儲能功率目前儲能調(diào)頻市場現(xiàn)狀政策允許儲能與發(fā)電機(jī)組聯(lián)合參與電網(wǎng)調(diào)頻，各區(qū)域電網(wǎng)陸續(xù)啟動(dòng)調(diào)頻市場分布儲能調(diào)頻項(xiàng)目主要集中在華北電網(wǎng)、山西電網(wǎng)、蒙西電網(wǎng)、南方電網(wǎng)燃煤機(jī)組調(diào)頻性能差，參與調(diào)頻代價(jià)高，且面臨嚴(yán)重的考電廠核和分?jǐn)傎M(fèi)用新入儲能調(diào)頻廠商眾多，水平良莠不齊，公司實(shí)力和技術(shù)水平廠商需重點(diǎn)關(guān)注科陸儲能調(diào)頻控制系統(tǒng)功能描述實(shí)時(shí)通信電廠系統(tǒng)儲能PCS儲能BMS保護(hù)測控裝置計(jì)量裝置……能量管理響應(yīng)AGC指令，控制儲能出力儲能功率分配，響應(yīng)總出力并實(shí)現(xiàn)SOC均衡數(shù)據(jù)儲存對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保存最新數(shù)據(jù)對事件告警、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，數(shù)據(jù)掉電保存人機(jī)交互就地實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的監(jiān)控、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能儲能參與發(fā)電機(jī)組調(diào)頻在無儲能的情況下，發(fā)電機(jī)組通過自身調(diào)節(jié)去跟蹤電網(wǎng)調(diào)度中心給出的AGC調(diào)度指令，存在反向出力，發(fā)電出力不精準(zhǔn)，調(diào)節(jié)延遲等問題。無儲能儲能系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電機(jī)組共同參與AGC調(diào)度。通過儲能跟蹤AGC調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)快速折返，精確輸出以及瞬間調(diào)節(jié)，彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)偏差。增加儲能主要設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)-中壓變流系統(tǒng)20尺1MW：2個(gè)500kW+1個(gè)1250kVA20尺2MW:2個(gè)1000kW+1個(gè)2200kVA30尺2MW：4個(gè)500kW+1個(gè)2200kVA40尺3MW:6個(gè)500kW+1個(gè)2200kVA+1個(gè)1250kVA集裝箱運(yùn)輸及吊裝方案道路寬度要求：4m轉(zhuǎn)彎半徑：7m儲能調(diào)頻系統(tǒng)關(guān)鍵因素總體原則：合適的系統(tǒng)在合適的環(huán)境下發(fā)揮合適的功能化學(xué)電池的安全性機(jī)理體系的安全性選擇化學(xué)電池的耐用性比較系統(tǒng)的可靠性體系電廠環(huán)境安全第一，可驗(yàn)證的安全性經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)安全性、可靠性系統(tǒng)功能匹配性電廠外掛儲能特性要求系統(tǒng)高強(qiáng)度電能吞吐能力的計(jì)算匹配防止功率裕度失衡系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)能力、去極化能力自動(dòng)化、智慧管理自主電池管理能力，電池自主標(biāo)定、主動(dòng)均衡自主電網(wǎng)功率平衡，自適應(yīng)一次調(diào)頻能力無人值守，電池云平臺系統(tǒng)健康度分析壽命與性價(jià)比單位調(diào)節(jié)成本連續(xù)調(diào)節(jié)特性耐熱沖擊能力，耐壓耐流能力循環(huán)次數(shù)環(huán)境條件范圍儲能調(diào)頻項(xiàng)目收資清單序號目的所需資料1收益測算DCS導(dǎo)出AGC指令與機(jī)組出力數(shù)據(jù)，按1s間隔取值，全天24h，csv格式，每月選取兩個(gè)典型日（機(jī)組投R模式）2K1、K2、K3及綜合調(diào)頻性能指標(biāo)Kp、調(diào)節(jié)深度D、AGC補(bǔ)償和AGC考核費(fèi)用，以上選取與AGC指令信息相同運(yùn)行日，并提供電廠全年AGC補(bǔ)償與AGC考核費(fèi)用3技術(shù)方案布局圖：安裝、布線、接入?yún)^(qū)域平面布局圖和地下管線圖，提供CAD圖紙及場地描述4電氣圖：電廠主接線圖、機(jī)組高廠變一次系統(tǒng)圖，提供CAD圖紙5二次圖：RTU、DCS、AGC接口圖紙，提供CAD圖紙或說明書6數(shù)據(jù)：高壓廠用負(fù)荷計(jì)算表；滿負(fù)荷狀態(tài)下，各段6kV/10kV廠用母線電流實(shí)際運(yùn)行最大值；6kV/10kV短路電流計(jì)算表；電氣一次設(shè)備臺賬（發(fā)電機(jī)組、主變、高廠變）7其他資料公司及電廠介紹，裝機(jī)情況、機(jī)組年平均負(fù)荷、年利用小時(shí)數(shù)、年發(fā)電量、調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)延遲、調(diào)節(jié)誤差、廠用電率均值、調(diào)頻范圍、煤種及熱值、供電煤耗等8上網(wǎng)電價(jià)，機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，電廠運(yùn)行規(guī)程，一年啟停機(jī)及重大操作一覽表火電儲能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施方案簡便，儲能系統(tǒng)通過高廠變接入，建設(shè)周期約90天現(xiàn)場建設(shè)主要包括土建、電氣改造、熱工改造、遠(yuǎn)動(dòng)改造和系統(tǒng)調(diào)試建設(shè)特點(diǎn)：電氣改造工程量小，在機(jī)組檢修期間便可完成，不影響機(jī)組運(yùn)行計(jì)劃不影響機(jī)組DCS邏輯，不會影響機(jī)組運(yùn)行整體改造方案已獲得電網(wǎng)認(rèn)可，具備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)場地要求：山西同達(dá)30萬機(jī)組