近年來,火儲調頻已成為儲能產業(yè)中率先實現(xiàn)商業(yè)化的領域之一。與此同時,為保障電網(wǎng)經濟安全運行和促進新能源消納,全國多個省份均出臺了相關文件要求新能源場站具有調頻的能力。
火儲調頻有哪些具體考核指標?面臨的關鍵技術挑戰(zhàn)是什么?是否能夠給新能源電站的調頻帶來一些借鑒?戳本文了解!
K值是衡量火儲調頻效果的關鍵指標
火電廠加裝儲能的調頻效果,主要由機組綜合性能指標K值來體現(xiàn),K值越高,說明AGC調頻效果越好,補償收益也越好。
而K值,主要受三個關鍵因素影響——響應速度K1、調節(jié)速率K2、調節(jié)精度K3。
下圖是廣東某實際電站安裝儲能前后的調頻數(shù)據(jù)對比:
備注:K1、K3上限為1,K2上限為5
由圖可以看出,火電機組加裝儲能后,可以縮短機組響應時間,提高調節(jié)速率及調節(jié)精度,調頻綜合性能指標K值提升明顯。
所以,火電+儲能系統(tǒng)聯(lián)合調頻是最有效的方式之一,對構建堅強型智能電網(wǎng)并改善電網(wǎng)對可再生能源的接納能力具有重要意義。
火儲調頻系統(tǒng)主要要求
火儲調頻系統(tǒng)接線示意圖
沒有金剛鉆不攬瓷器活。由于儲能系統(tǒng)安裝在火電廠內,同時為了獲取更高的AGC收益,因此儲能系統(tǒng)在容量設計、安全性、可靠性、高調節(jié)性能指標等關鍵技術方面提出了更高的要求:
01、合理容量配置,系統(tǒng)經濟性最優(yōu)
火儲調頻項目,通常按照機組額定出力的3%、電池容量按照0.5h配置。但在實際項目中,這樣的配置會出現(xiàn)以下問題:
調節(jié)需求多、機組性能存在差異會導致K值無法大幅提升;0.5h的電池容量,儲能日等效循環(huán)次數(shù)多,會縮短電池使用壽命。
所以,在初始投資和收益的平衡下,儲能系統(tǒng)采用1h配置將是今后的容量優(yōu)化方向。
廣東恒益電廠20MW/10MWh儲能AGC調頻項目
以廣東佛山恒益60萬(600MW)機組為例,陽光電源突破傳統(tǒng)60萬機組的發(fā)電廠配備3%(18MW)儲能系統(tǒng)的設計慣性,采用了最優(yōu)化容量——20MW的儲能系統(tǒng)。
經過后期試運行和正式投運,火儲的綜合調頻性能指標K值提升了3.4倍,帶來了更高收益。
02、安全要求高
儲能系統(tǒng)安全,系統(tǒng)集成商需要重點對直流側和交流涉網(wǎng)的安全進行全面管理。目前,陽光電源在設計火儲調頻項目時,主要采用:
直流側:采用四級電池管理、多級熔斷、快速聯(lián)動等保護機制
交流側:按照綜合保護+縱聯(lián)差動+線路光差等設置多重保護
一句話總結就是:儲能系統(tǒng)投切運行或出現(xiàn)故障的情況下,仍能保證機組安全可靠運行。
03、K值直接影響收益
由于機組調節(jié)性能和出力特性不斷變換,電網(wǎng)AGC大指令隨季節(jié)與日期變化,所以火儲系統(tǒng)的EMS控制策略需要具備自適應和自調整的功能,才能將K值提高發(fā)揮到極致,實現(xiàn)收益最大化。
04、電網(wǎng)支撐技術
儲能系統(tǒng)具備高低穿功能,同時還能實現(xiàn)一次、二次調頻和快速功率控制等多種運行模式,快速響應電網(wǎng)調度,支撐電網(wǎng)能力更強。
如今,儲能參與調頻已成為最優(yōu)質調頻資源,并在全球主要電力市場實現(xiàn)了規(guī)?;瘧谩kS著新能源滲透率提升,未來儲能參與新能源的調頻也必將成為電力調頻的主要手段之一,火儲調頻的發(fā)展,對新能源配置儲能無疑起到了積極的示范作用。
火儲調頻有哪些具體考核指標?面臨的關鍵技術挑戰(zhàn)是什么?是否能夠給新能源電站的調頻帶來一些借鑒?戳本文了解!
K值是衡量火儲調頻效果的關鍵指標
火電廠加裝儲能的調頻效果,主要由機組綜合性能指標K值來體現(xiàn),K值越高,說明AGC調頻效果越好,補償收益也越好。
而K值,主要受三個關鍵因素影響——響應速度K1、調節(jié)速率K2、調節(jié)精度K3。
下圖是廣東某實際電站安裝儲能前后的調頻數(shù)據(jù)對比:
備注:K1、K3上限為1,K2上限為5
由圖可以看出,火電機組加裝儲能后,可以縮短機組響應時間,提高調節(jié)速率及調節(jié)精度,調頻綜合性能指標K值提升明顯。
所以,火電+儲能系統(tǒng)聯(lián)合調頻是最有效的方式之一,對構建堅強型智能電網(wǎng)并改善電網(wǎng)對可再生能源的接納能力具有重要意義。
火儲調頻系統(tǒng)主要要求
火儲調頻系統(tǒng)接線示意圖
沒有金剛鉆不攬瓷器活。由于儲能系統(tǒng)安裝在火電廠內,同時為了獲取更高的AGC收益,因此儲能系統(tǒng)在容量設計、安全性、可靠性、高調節(jié)性能指標等關鍵技術方面提出了更高的要求:
01、合理容量配置,系統(tǒng)經濟性最優(yōu)
火儲調頻項目,通常按照機組額定出力的3%、電池容量按照0.5h配置。但在實際項目中,這樣的配置會出現(xiàn)以下問題:
調節(jié)需求多、機組性能存在差異會導致K值無法大幅提升;0.5h的電池容量,儲能日等效循環(huán)次數(shù)多,會縮短電池使用壽命。
所以,在初始投資和收益的平衡下,儲能系統(tǒng)采用1h配置將是今后的容量優(yōu)化方向。
廣東恒益電廠20MW/10MWh儲能AGC調頻項目
以廣東佛山恒益60萬(600MW)機組為例,陽光電源突破傳統(tǒng)60萬機組的發(fā)電廠配備3%(18MW)儲能系統(tǒng)的設計慣性,采用了最優(yōu)化容量——20MW的儲能系統(tǒng)。
經過后期試運行和正式投運,火儲的綜合調頻性能指標K值提升了3.4倍,帶來了更高收益。
02、安全要求高
儲能系統(tǒng)安全,系統(tǒng)集成商需要重點對直流側和交流涉網(wǎng)的安全進行全面管理。目前,陽光電源在設計火儲調頻項目時,主要采用:
直流側:采用四級電池管理、多級熔斷、快速聯(lián)動等保護機制
交流側:按照綜合保護+縱聯(lián)差動+線路光差等設置多重保護
一句話總結就是:儲能系統(tǒng)投切運行或出現(xiàn)故障的情況下,仍能保證機組安全可靠運行。
03、K值直接影響收益
由于機組調節(jié)性能和出力特性不斷變換,電網(wǎng)AGC大指令隨季節(jié)與日期變化,所以火儲系統(tǒng)的EMS控制策略需要具備自適應和自調整的功能,才能將K值提高發(fā)揮到極致,實現(xiàn)收益最大化。
04、電網(wǎng)支撐技術
儲能系統(tǒng)具備高低穿功能,同時還能實現(xiàn)一次、二次調頻和快速功率控制等多種運行模式,快速響應電網(wǎng)調度,支撐電網(wǎng)能力更強。
如今,儲能參與調頻已成為最優(yōu)質調頻資源,并在全球主要電力市場實現(xiàn)了規(guī)?;瘧谩kS著新能源滲透率提升,未來儲能參與新能源的調頻也必將成為電力調頻的主要手段之一,火儲調頻的發(fā)展,對新能源配置儲能無疑起到了積極的示范作用。