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

火電儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)及應(yīng)用案例儲(chǔ)能調(diào)頻政策場(chǎng)交易 文號(hào)政策華北電監(jiān)市場(chǎng)[2008]112號(hào)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(guó)能監(jiān)管[2016]164號(hào)關(guān)于促進(jìn)電儲(chǔ)能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場(chǎng)）機(jī)制試點(diǎn)工作的通知晉政辦發(fā)[2017]105號(hào)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(chǎng)化建設(shè)試點(diǎn)方案的通知南方監(jiān)能市場(chǎng)[2017]374號(hào)關(guān)于組織開展廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)模擬運(yùn)行的通知國(guó)能發(fā)監(jiān)管[2017]67號(hào)關(guān)于印發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場(chǎng)）機(jī)制工作方案》的通知發(fā)改能源[2017]1701號(hào)關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見國(guó)家政策支持AGC調(diào)頻市場(chǎng)，并鼓勵(lì)儲(chǔ)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(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則在發(fā)電側(cè)建設(shè)的電儲(chǔ)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(chǔ)能調(diào)頻必要性電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)大我國(guó)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(huì)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(zhǎng)，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(duì)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(chǔ)能調(diào)頻效果顯著儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)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(chǔ)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)?。第i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(chǔ)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(duì)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(chǔ)能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲(chǔ)能投資、EPC、運(yùn)營(yíng)，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(chǔ)能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備或EPC，第三方負(fù)責(zé)出資、（建設(shè)）、運(yùn)營(yíng)，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(chǔ)能接入條件并參與AGC調(diào)頻，科陸提供儲(chǔ)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(yíng)，AGC增量收益由電廠與項(xiàng)目公司、基金按比例分享增加儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(chǔ)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(chǔ)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(hào)，控制儲(chǔ)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(zhǎng)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(chǔ)能AGC調(diào)頻系統(tǒng)方案儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能AGC調(diào)頻二次示意圖儲(chǔ)能能夠顯著改善機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電機(jī)組參與AGC調(diào)頻，儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能機(jī)組功率儲(chǔ)能功率目前儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)現(xiàn)狀政策允許儲(chǔ)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(chǎng)分布儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能PCS儲(chǔ)能BMS保護(hù)測(cè)控裝置計(jì)量裝置……能量管理響應(yīng)AGC指令，控制儲(chǔ)能出力儲(chǔ)能功率分配，響應(yīng)總出力并實(shí)現(xiàn)SOC均衡數(shù)據(jù)儲(chǔ)存對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，保存最新數(shù)據(jù)對(duì)事件告警、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，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(chǔ)能參與發(fā)電機(jī)組調(diào)頻在無儲(chǔ)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(chǔ)能儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電機(jī)組共同參與AGC調(diào)度。通過儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(tái)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(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目收資清單序號(hào)目的所需資料1收益測(cè)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(chǎng)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(tái)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(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施方案簡(jiǎn)便，儲(chǔ)能系統(tǒng)通過高廠變接入，建設(shè)周期約90天現(xiàn)場(chǎng)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(huì)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(chǎng)地要求：山西同達(dá)30萬機(jī)組