CTM电池储能系统参与电网调频的可行性分析

CTM电池储能系统参与电网调频的可行性分析

当时随着电网和电源快速发展，体系特性产生深刻改变。近年来相关区域事故引发的电网频率深跌、长时刻不能康复直接暴露出机组一次调频功能不满意规范的情况。火电机组频率呼应存在推迟、发电机组的爬坡速率低，不能不时跟踪电网调度调频指令，存在推迟、调理偏差等现象。研讨了电池储能体系辅助传统机组调频的和谐操控战略，提出了电池储能体系参加调频的容量操控规划，一起，在调理容量和经济性方面，将储能体系与火电机组进行比照，为储能参加电力调频的运用提供了理论依据。

关键词：调频；操控战略; 电池储能; 电力调频;

0引言

现在，在我国各大电网中，电力体系的调峰电源首要包含水电站、火力发电机组和燃气轮机组，经过不断调整调频电源出力来呼应电网频率改变。可是，它们在调频能量方面存在一定的约束与缺乏，影响电网频率的安全与质量。随着风电和光伏的大规模并网，体系调频才能缺乏的问题日益突出，迫切需要新的调频手法 。要改进电网频率的稳定性，就需要优化AGC功能目标，提高设备对AGC信号的呼应目标，包含呼应时长、速率和调理精度等重要目标。由于新动力的大规模并网且传统火电、水电等机组的局限性，电池储能技能因其快速、准确的功率呼应特点，已成为新一代调频电源的研讨热门。

1现代电网频率调理面临的问题

1.1 国内概略

大规模风电并网的迅速发展为电力体系带来了新的应战，现有的调频才能不能很好地满意体系需求。风电由于受气候等因素影响较大，产生的波动性较大，对体系地影响较大，仅仅依靠传统的火电机组承当调频使命，体系频率合格率、频率呼应速度不能够满意体系运转要求。一起，频频地调整火电机组的输出功率加剧了对机组的磨损、降低机组运用寿命，机组实践出力达不到理论值，导致发电机组功率呼应目标偏低，形成考核。

特别关于北方电网，冬天负荷峰谷差较大，为满意当地供热需求，用于供热的火电机组其出力调理才能有限。冬天枯水期间，水电机组大部分停运，此刻在体系负荷尖峰情况下，很多火电机组接近满发，导致体系中一次调频才能受限，会带来体系调频才能缺乏等问题。

1.2 现在选用手法

为处理风电规模化并网导致体系调频需求急剧增大带来的问题，现在国内选用两种手法：一是将风电和火电混合绑缚在一起输送并网；二是利用抽水蓄能，低谷用电时的风电电力负荷转化为水的势能，高峰用电时，再利用水的势能进行发电。可是，这两种方案在实践的运用中都存在坏处和障碍。“风火绑缚”模式增加了小火电机组的装机容量，违背了“上大压小”和“节能减排”的国家动力结构调整战略，一起机组固有的机械惯性，其调频呼应时刻较长，很难匹配波动性大的风力发电功率。

大规模储能体系运用于电网，辅佐传统调频技能手法来调频是一个新的研讨方向，其可行性逐渐被业界认可。近年来，欧美及中东地区一些国家正在大力研制和推广阔容量电池储能技能，经过与自动发电操控体系的有效结合，维护电力体系的频率稳定性。

2电池储能体系参加电网调频的操控战略规划

电网调频是电力体系的重要调理机制 ,是电力体系中维持电网频率稳定的重要措施，其意图是保证电网安全、经济运转。电网中调整频率的办法首要是调整发电机的功率和负荷。依照调理规模和调理才能的不同，频率调整分为一次调频、二次调频。

电池储能体系一次、二次调频的操控战略可在火电机组一次、二次调频操控战略的基础上进行恰当的修改即可。在一次调频中，火电机组操控体系捕捉到跳过死区后的频差信号后，调整发电机的调速体系，操控汽门的巨细，到达增加或减小功率的意图。电池储能体系则可在操控体系捕捉到跳过死区后的频差信号后，将频差换算成功率值，然后调整储能体系的电池充放电功率指令。

在二次调频中，调度给机组下发AGC指令，火电机组本身的操控体系经过操控调理汽门与锅炉燃料，来到达改变功率输出的意图。电池储能体系则在收到调度下发的AGC指令后，经过操控充放电功率的巨细，来到达改变输出或吸收功率。

2.1 电池储能调频操控办法

电池储能体系所独有的可用能量束缚，及电池储能体系参加体系频率操控的操控运转战略与现有的火电机组比较存在较大差异，针对经典PI操控器和现代模型猜测操控器对电池储能体系的频率操控战略进行介绍和分析。

图1 电池储能体系PI调频操控器

如图1所示，电池储能体系PI操控器包含三部分：一次调频操控、二次调频操控以及电池SOC操控。其间一次调频操控与二次调频操控器结构与传统火力发电机组相似，去除了爬坡速率限幅以及一次调频输出限幅等考虑火力发电机组物理运转约束的限幅及饱和环节，二次调频操控器增加了比例环节用于提高电池储能体系的二次频率操控动态功能。此外，考虑到电池储能体系的有限能量容量，建立了电池SOC操控回路，用于运用较小的充放电电流调理电池储能体系的SOC水平，提高电池储能体系参加体系频率操控的技能功效。