邵忠衛(wèi)，李國(guó)良，劉文偉

（1.山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045200;2.晉能電力集團(tuán)，山西 太原 030001）

火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻技術(shù)的研究與應(yīng)用

邵忠衛(wèi)1，李國(guó)良2，劉文偉1

（1.山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045200;2.晉能電力集團(tuán)，山西 太原 030001）

指出了先進(jìn)大規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有毫秒級(jí)精確控制充放電功率的能力，應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻有著常規(guī)火電機(jī)組無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)；火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻技術(shù)的應(yīng)用將改善電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性及安全性，對(duì)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)型智能電網(wǎng)并改善電網(wǎng)對(duì)可再生能源的接納能力具有重要意義。結(jié)合北京睿能世紀(jì)科技有限公司電池儲(chǔ)能與山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻的工程實(shí)踐，闡述了“火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻”的原理、協(xié)調(diào)控制策略、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全生產(chǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

電池儲(chǔ)能；火電機(jī)組；聯(lián)合調(diào)頻；安全生產(chǎn)

1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能調(diào)頻應(yīng)用基本概況

目前，大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制AGC（automation generator control）調(diào)頻領(lǐng)域。在美國(guó)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際運(yùn)行論證，現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模采用。紐約州電力系統(tǒng)運(yùn)行情況表明，9 MW的儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)雖然只占其電網(wǎng)總體調(diào)頻容量的3.3%，其完成的調(diào)頻任務(wù)量卻占總體調(diào)頻任務(wù)量的23.8%，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效降低電網(wǎng)調(diào)頻容量。韓國(guó)已有300 MW儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)投運(yùn)，在未來(lái)3 a還將部署500 MW的儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)。德國(guó)有100 MW儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)正在建設(shè)。印度中央電力監(jiān)管委員會(huì)目前正在制定引進(jìn)輔助服務(wù)市場(chǎng)的政策框架，要求2%～3%的發(fā)電容量用于調(diào)頻，將帶來(lái)4～5 GW的調(diào)頻市場(chǎng)潛力[1]。中國(guó)國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了一些應(yīng)用儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)削峰填谷的示范應(yīng)用工程。

我國(guó)北部地區(qū)電源結(jié)構(gòu)還是以大型火電機(jī)組為主，調(diào)頻電源主要依靠火電機(jī)組，機(jī)組功率調(diào)節(jié)任務(wù)繁重?；痣姍C(jī)組長(zhǎng)期承擔(dān)繁重的調(diào)節(jié)任務(wù)，會(huì)造成發(fā)電機(jī)組設(shè)備磨損嚴(yán)重，超凈排放目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)等一系列負(fù)面影響，嚴(yán)重考驗(yàn)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。山西省科技廳曾在2015年山西省低碳創(chuàng)新重大專項(xiàng)煤電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈中指出要重點(diǎn)研究提升省內(nèi)發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻性能。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)頻效果遠(yuǎn)好于任何常規(guī)發(fā)電技術(shù)，引入相對(duì)少量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，就能夠迅速有效地提高區(qū)域電網(wǎng)應(yīng)對(duì)新能源接入的挑戰(zhàn)。因此，如何應(yīng)用儲(chǔ)能來(lái)改善火力發(fā)電廠的調(diào)頻性能得到廣泛關(guān)注。

2 電網(wǎng)的高性能調(diào)頻需求

根據(jù)國(guó)家能源局山西監(jiān)督辦公室統(tǒng)計(jì)口徑，截至2017年5月底，山西全省發(fā)電裝機(jī)容量76 849.1 MW。其中火電63 197.3 MW，占比82%；風(fēng)電8 035.3 MW，占比10%；水電2 441.5 MW，占比3%；太陽(yáng)能發(fā)電3 175 MW，占比4%。2017年1月—5月全省發(fā)電量完成1 057.95億kW·h。其中，火電953.25億kW·h；風(fēng)電69.29億kW·h；水電16.22億kW·h；尤其是太陽(yáng)能發(fā)電19.20億kW·h，發(fā)電量增速達(dá)到187%。

可以看出，山西省電源結(jié)構(gòu)還是以大型火電機(jī)組為主，調(diào)頻電源幾乎全部為火電機(jī)組。由于火電機(jī)組區(qū)域控制偏差A(yù)CE（area control error）調(diào)節(jié)能力較弱，因此山西電網(wǎng)整體ACE調(diào)頻能力有限。特別在冬季，風(fēng)電發(fā)電量增大，而大部分火電機(jī)組進(jìn)入供熱期，調(diào)節(jié)能力進(jìn)一步下降，造成電網(wǎng)整體的調(diào)節(jié)能力進(jìn)一步下降，電網(wǎng)運(yùn)行安全存在潛在隱患。要提高電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性，就必須提高區(qū)域的AGC控制性能，即提高機(jī)組對(duì)AGC信號(hào)的響應(yīng)能力，包括響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)速率和調(diào)節(jié)精度等指標(biāo)。

火電機(jī)組作為調(diào)頻電源的主力軍，其缺點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)滯長(zhǎng)、機(jī)組爬坡速率低，不能準(zhǔn)確跟蹤自動(dòng)發(fā)電控制AGC指令，有時(shí)甚至?xí)斐蓪?duì)區(qū)域控制誤差的反方向調(diào)節(jié)。由于一次調(diào)頻死區(qū)等非線性環(huán)節(jié)的存在，傳統(tǒng)的AGC線性模型控制方式不能實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能，火電機(jī)組性能不同則其響應(yīng)速率不同，造成調(diào)節(jié)效果千差萬(wàn)別。

為加強(qiáng)并網(wǎng)發(fā)電廠考核和輔助服務(wù)管理工作，提高電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，華北電監(jiān)局針對(duì)華北區(qū)域電力系統(tǒng)的實(shí)際狀況制定了輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則，使得AGC成為了有償輔助服務(wù)。華北電網(wǎng)中，山西電網(wǎng)是國(guó)內(nèi)實(shí)施兩個(gè)細(xì)則規(guī)范化最高的區(qū)域電網(wǎng)，到2017年3月補(bǔ)償總額已接近4 000萬(wàn)元。

根據(jù)山西電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則，電網(wǎng)AGC考核采用式（1） 計(jì)算。

式中：BAGC——考核收益，元；

SAGC——有效考核深度，MW；

YAGC——調(diào)節(jié)性能補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，取15元/MW；

Kp——綜合性能。

式（1） 中Kp綜合性能按照式（2） 計(jì)算。

式中：K1——調(diào)節(jié)速率；

K2——調(diào)節(jié)精度；

K3——響應(yīng)時(shí)間。

從式（1）可見(jiàn)，電廠想要獲得考核收益，必須提高Kp值及SAGC值。如果Kp＜e-1，那么日補(bǔ)償費(fèi)用記為0元。機(jī)組效益的增加主要來(lái)自兩方面：一是提高機(jī)組ACE考核的性能指標(biāo)Kp，從而提高系統(tǒng)ACE考核收益；二是提高機(jī)組出力響應(yīng)速度，從而捕捉到更多ACE調(diào)節(jié)深度。兩個(gè)細(xì)則實(shí)施后，雖出現(xiàn)了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)較好的機(jī)組，但很多機(jī)組與兩個(gè)細(xì)則規(guī)定的AGC的調(diào)節(jié)指標(biāo)還有不小的差距。

3 山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻

山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司有裝機(jī)容量為4×320 MW的抽汽供熱機(jī)組， ACE調(diào)節(jié)性能較差，平時(shí)不參加在ACE工況運(yùn)行調(diào)節(jié)。為此，火電廠技術(shù)人員開(kāi)展了很多研究，對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)采取了多項(xiàng)措施，但效果并不如人意，迫切需要改善機(jī)組現(xiàn)有ACE調(diào)頻性能。

2016年9月在山西陽(yáng)光發(fā)電有限責(zé)任公司2號(hào)機(jī)組實(shí)施了“聯(lián)合儲(chǔ)能輔助AGC調(diào)頻裝置改造”，2016年底完成工程建設(shè)，之后又完成了對(duì)1號(hào)機(jī)組與3號(hào)機(jī)組的接入工作。2017年5月23日儲(chǔ)能設(shè)備并網(wǎng)投入試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的AGC/ACE工況運(yùn)行考驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了“儲(chǔ)能與火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻”，圓滿完成了山西電網(wǎng)下達(dá)的AGC調(diào)頻任務(wù)、為電廠創(chuàng)造了可觀的收益，達(dá)到并超出了項(xiàng)目預(yù)期目的。

4 儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)組成與控制

4.1 系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)

聯(lián)合調(diào)頻基本原理是：在傳統(tǒng)火電機(jī)組中，增加儲(chǔ)能設(shè)備，以火電機(jī)組作為響應(yīng)AGC調(diào)頻指令的基礎(chǔ)單元，而以儲(chǔ)能系統(tǒng)作為補(bǔ)充的快速響應(yīng)單元。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)輸出功率的能力，達(dá)到改善機(jī)組AGC響應(yīng)速度和精度、緩解機(jī)組設(shè)備磨損并降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的目的。儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行不接入電廠機(jī)組生產(chǎn)控制邏輯，以對(duì)機(jī)組控制系統(tǒng)DCS（distributed control system） 最小變更為原則，避免改造帶來(lái)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)接入火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻前，通過(guò)理論分析和數(shù)值仿真對(duì)儲(chǔ)能裝置接入電廠后的安全性問(wèn)題進(jìn)行了研究，在充分考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)容量選擇、接入風(fēng)險(xiǎn)、安裝場(chǎng)地限制、施工周期與成本、機(jī)組檢修計(jì)劃等因素后，確定9 MW儲(chǔ)能系統(tǒng)將通過(guò)雙繞組變壓器接入6.3 kV廠用電系統(tǒng)[2]。儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電廠示意圖如圖1所示。該接入方案具有施工周期短，工程造價(jià)低，對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行影響小等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電廠示意圖

儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由儲(chǔ)能單元、功率變換裝置PCS（power converter system）、通信與控制單元構(gòu)成，系統(tǒng)包括MW級(jí)儲(chǔ)能單元，接入MVA級(jí)雙向功率變換裝置，通過(guò)升壓變壓器接入6.3 kV廠用電高壓回路。儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助用電由電廠380 V廠用電提供。

儲(chǔ)能系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)化的3 MW電池儲(chǔ)能單元設(shè)計(jì)，通過(guò)并聯(lián)獲得更大的功率容量，包括3 MW儲(chǔ)能單元，3 MVA雙向功率變換裝置[3]，通過(guò)升壓變壓器升壓到6.3 kV。儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助用電接入電廠380 V用電回路，提供儲(chǔ)能系統(tǒng)照明、冷卻和控制系統(tǒng)用電，同時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)置UPS保障在輔助供電中斷情況下系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

4.2 協(xié)調(diào)控制策略

儲(chǔ)能系統(tǒng)接入山西陽(yáng)光發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組機(jī)端后，電廠儲(chǔ)能控制系統(tǒng)通過(guò)與2號(hào)機(jī)DCS控制系統(tǒng)和電廠遠(yuǎn)動(dòng)終端單元RTU(remote terminal unit)系統(tǒng)的通訊連接，獲取2號(hào)機(jī)組的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，判斷機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀，并結(jié)合電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的調(diào)度要求，經(jīng)過(guò)內(nèi)置算法分析處理，計(jì)算出優(yōu)化數(shù)據(jù)，下發(fā)給儲(chǔ)能系統(tǒng)功率裝置執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)2號(hào)機(jī)組生產(chǎn)的優(yōu)化性干預(yù)，達(dá)到大幅度提升2號(hào)機(jī)組生產(chǎn)性能指標(biāo)的目的。

機(jī)組AGC工況運(yùn)行下，電網(wǎng)通過(guò)機(jī)端RTU設(shè)備直接采集機(jī)組出力，并用于AGC考核計(jì)算。在儲(chǔ)能系統(tǒng)加入后，對(duì)機(jī)端RTU進(jìn)行了改造，將機(jī)組出力與儲(chǔ)能系統(tǒng)出力在RTU后臺(tái)軟件進(jìn)行合并后作為系統(tǒng)出力信號(hào)送至電網(wǎng)AGC系統(tǒng)，同時(shí)將原有機(jī)組出力信號(hào)送入電廠DCS作為機(jī)組出力控制反饋信號(hào)。

5 運(yùn)行性能結(jié)果與經(jīng)濟(jì)性效果

儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目于2017年5月23日至5月27日并網(wǎng)投入試運(yùn)行，截至2017年7月，已經(jīng)歷近2個(gè)月的考驗(yàn)，期間進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)性能測(cè)試和效益測(cè)算，均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

5.1 儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

在儲(chǔ)能系統(tǒng)試運(yùn)行和正式上線運(yùn)行期間，對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)性能參數(shù)進(jìn)行了各項(xiàng)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下。

a)出力控制誤差小于30 kW，小于儲(chǔ)能系統(tǒng)額定容量的1.5%。

b)額定功率下儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)線路損耗22.7 kW，占儲(chǔ)能系統(tǒng)額定功率容量的1.1%。

c)直流側(cè)（電池側(cè)） 能量效率92.66%；交流側(cè)（含PCS損耗和并網(wǎng)線路損耗）能量效率85.56%。

d)出力對(duì)AGC調(diào)度指令平均出力響應(yīng)延遲約（含測(cè)量、控制、通訊回路延遲）3 s。

測(cè)試結(jié)果表明儲(chǔ)能系統(tǒng)出力控制精度高、響應(yīng)速度快，對(duì)電網(wǎng)AGC調(diào)頻指令的響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)精度明顯優(yōu)于火電機(jī)組。

5.2 并網(wǎng)運(yùn)行AGC指標(biāo)的改善

山西陽(yáng)光發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組帶儲(chǔ)能裝置試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)機(jī)組、儲(chǔ)能裝置出力控制精度、響應(yīng)時(shí)間，以及儲(chǔ)能裝置運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行了監(jiān)控和測(cè)量。

在整個(gè)AGC閉環(huán)運(yùn)行試驗(yàn)期間，2號(hào)機(jī)組帶儲(chǔ)能裝置進(jìn)行ACE閉環(huán)試驗(yàn)整體運(yùn)行穩(wěn)定可靠，機(jī)組AGC性能指標(biāo)得到了大幅度提升，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

a)儲(chǔ)能裝置接入后對(duì)2號(hào)機(jī)組高廠變壓器運(yùn)行穩(wěn)定性的影響。項(xiàng)目9 MW儲(chǔ)能裝置主功率回路通新增6240開(kāi)關(guān)柜接入2號(hào)機(jī)組6 kV IIB段，輔助供電回路通過(guò)新增321902接入2號(hào)機(jī)組380 V IIB段。測(cè)試運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)2號(hào)機(jī)組6 kV段和低壓段內(nèi)電壓、潮流進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)控和測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，儲(chǔ)能裝置的充放電功率相對(duì)于高壓廠用段負(fù)荷較小，儲(chǔ)能裝置的投切和運(yùn)行均未對(duì)2號(hào)機(jī)組6 kV段和低壓段內(nèi)造成不利沖擊，儲(chǔ)能裝置的2號(hào)機(jī)組與儲(chǔ)能裝置運(yùn)行平穩(wěn)。

b)2號(hào)機(jī)組與儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制邏輯。儲(chǔ)能裝置接入后，與原有2號(hào)機(jī)組協(xié)調(diào)響應(yīng)電網(wǎng)AGC調(diào)度指令，2號(hào)機(jī)組與儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制邏輯原理為：當(dāng)電網(wǎng)下達(dá)AGC調(diào)節(jié)指令后，2號(hào)機(jī)組DCS和儲(chǔ)能裝置同時(shí)接收電網(wǎng)指令，控制2號(hào)機(jī)組出力跟蹤電網(wǎng)調(diào)度指令；機(jī)組和儲(chǔ)能裝置會(huì)同時(shí)響應(yīng)，機(jī)組響應(yīng)較慢，儲(chǔ)能裝置會(huì)快速響應(yīng)，隨著機(jī)組的響應(yīng)，儲(chǔ)能裝置會(huì)根據(jù)指令和機(jī)組響應(yīng)情況調(diào)整輸出或者儲(chǔ)存功率，完成一次調(diào)節(jié)過(guò)程，等待下一次調(diào)節(jié)指令的到來(lái)。

c)2號(hào)機(jī)組與儲(chǔ)能裝置聯(lián)合響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令的典型曲線。2號(hào)機(jī)組帶儲(chǔ)能裝置進(jìn)行ACE閉環(huán)試驗(yàn)期間，機(jī)組與儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制邏輯運(yùn)行穩(wěn)定，總體上能夠有效可靠地響應(yīng)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)調(diào)度指令。圖2是儲(chǔ)能裝置和機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)AGC的曲線。

圖2 儲(chǔ)能裝置和機(jī)組聯(lián)合響應(yīng)AGC曲線

如圖2所示，儲(chǔ)能裝置發(fā)揮了響應(yīng)快速、調(diào)節(jié)精確可靠的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了機(jī)組性完善機(jī)組調(diào)整速度不足，很好地改善了AGC的跟蹤效果。AGC閉環(huán)運(yùn)行結(jié)果表明，2號(hào)機(jī)組與9 MW儲(chǔ)能裝置聯(lián)合響應(yīng)山西電網(wǎng)AGC調(diào)度指令，系統(tǒng)性能指標(biāo)大幅度提升，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，其中，調(diào)節(jié)速率達(dá)到19 MW/min，速率指標(biāo)達(dá)到K1=1.77；調(diào)節(jié)精度達(dá)到0.73 MW，精度指標(biāo)達(dá)到K2=1.75；響應(yīng)時(shí)間達(dá)到15.3 s，響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)達(dá)到K3=1.74；綜合指標(biāo)Kp提升至5.19。

儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)機(jī)組KP值大幅度提高，火電機(jī)組聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻的日平均Kp值達(dá)到5.0以上。山西陽(yáng)光發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能位列山西電網(wǎng)第一名。

5.3 經(jīng)濟(jì)性分析

經(jīng)濟(jì)性能主要體現(xiàn)在項(xiàng)目總投資和每年收益水平上。其中年收益水平包括：AGC補(bǔ)償費(fèi)用增加，耗電成本增高兩個(gè)方面，其中關(guān)鍵是AGC補(bǔ)償費(fèi)用增加。

2017年5月在相同工況下，做了儲(chǔ)能裝置退出和投入兩種情況的實(shí)際運(yùn)行情況的測(cè)試，具體數(shù)值見(jiàn)表1。可見(jiàn)，在可比運(yùn)行工況下，未投入儲(chǔ)能裝置補(bǔ)償額日均為9 415元；投入儲(chǔ)能裝置后補(bǔ)償日均額為7 1115元；投入后是投入前的7.5倍。

表1 儲(chǔ)能裝置投入前后AGC補(bǔ)償費(fèi)用

從表1運(yùn)行記錄來(lái)看，在機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，系統(tǒng)AGC調(diào)頻的收入能夠維持在平均每小時(shí)3 000元的水平，即每天約7萬(wàn)元調(diào)頻收益。

根據(jù)電廠相關(guān)數(shù)據(jù)核算，以1 a為單位計(jì)算，預(yù)計(jì)AGC補(bǔ)償費(fèi)用提高約2 100萬(wàn)元，耗電成本增高60萬(wàn)元。年收益可達(dá)到2 040萬(wàn)元。項(xiàng)目總投資4 280萬(wàn)元，預(yù)計(jì)不到2.5 a即可收回投資成本，經(jīng)濟(jì)收益顯著。

6 結(jié)束語(yǔ)

高比例可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)導(dǎo)致傳統(tǒng)調(diào)頻電源面臨日益嚴(yán)重的調(diào)頻問(wèn)題，利用“火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻”技術(shù)，可以有效地改善機(jī)組的AGC調(diào)節(jié)性能。用9 MW電池儲(chǔ)能接在火電機(jī)組端部，通過(guò)協(xié)調(diào)響應(yīng)AGC指令，達(dá)到改善機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能的目的；但也存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在如果在AGC指令連續(xù)升或者降的過(guò)程中，儲(chǔ)能同樣會(huì)出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象。因此，“火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻”技術(shù)在使用前，必須對(duì)機(jī)組的基本調(diào)節(jié)性能進(jìn)行試驗(yàn)，或者優(yōu)化優(yōu)化機(jī)組得AGC調(diào)節(jié)性能后，并及時(shí)解決儲(chǔ)能的反調(diào)問(wèn)題，可以更加有效地提高AGC調(diào)節(jié)性能。

實(shí)踐表明，火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻技術(shù)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。火電聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)踐，是在改善火電機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能方面所做的有益探索，在保證安全生產(chǎn)的前提下給機(jī)組帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為火電廠以及電網(wǎng)的調(diào)頻控制拓寬了思路。

[1] 胡娟，楊水麗，侯朝勇，等.規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)典型示范應(yīng)用的現(xiàn)狀分析與啟示 [J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39(4)：879-885.

[2] 葉季蕾，薛金花，王偉，等.儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景 [J].中國(guó)電力，2015，47(3)：1-5.

[3] 郭永紅，謝小榮，王斌，等.MW級(jí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助火電機(jī)組調(diào)頻 [J].中國(guó)電力，2015，47(12)：1-5.

Research and Application of BESS-aided Thermal Power Frequency-regulation Technology

SHAO Zhongwei1,LI Guoliang2,LIU Wenwei1
（1.Shanxi Yangguang Power Generation Co.,Ltd.,Yangquan,Shanxi045200,China；2.Jinneng Electric Power Corporation,Taiyuan,Shanx i030001,China）

It is pointed out that advanced large-scale battery energy storage system can control over the power of charging and dischargingwith millisecond precision.It enjoys advantages which conventional thermal power units donot possess.The application ofjoint frequency control of thermal power and energy storage technology will improve the reliability and security of grid operation,and it will contribute to building strong and smart grid and improving grid compatibility with renewable energy.Based on the practice of joint frequency of battery energy storage of Beijing Ray Power Company and No.2 Unit in Shanxi Yangguang Power Generation Company,this paper analyzes the theoretical principles,coordination strategies and economy ofthe joint frequency project.Finally,it summarizes the safe operation ofthe storage systembased on practical operation experience.

batteryenergystorage;thermal power units;joint frequency-regulation;safe operation

TK323

A

1671-0320（2017）06-0062-05

2017-09-05，

2017-10-20

邵忠衛(wèi)（1970），男，山西永濟(jì)人，1996年畢業(yè)于東北電力大學(xué)信息工程專業(yè)，工程師，從事電廠電氣專業(yè)工作；

李國(guó)良（1971），男，山西臨猗人，1994年畢業(yè)于山西大學(xué)工程學(xué)院熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事電力管理工作；

劉文偉（1973），男，山西五臺(tái)人，1994年畢業(yè)于山西大學(xué)工程學(xué)院熱能動(dòng)力專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，從事電廠生產(chǎn)管理工作。