沈 強，丁愛文，盛樹浩，霍自勇

（1.浙江普星德能然氣發(fā)電有限公司，浙江湖州 313200；2.浙江普星安吉燃機熱電有限公司，浙江湖州 313200；3.浙江普星京興然氣發(fā)電有限公司，浙江湖州 313200）

引言

由于光伏、風電等可再生能源出力具有可變性、間歇性等特點[1-3]，功率輸出變化劇烈，系統(tǒng)負荷、有功出力間的動態(tài)出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，甚至影響電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定，導致系統(tǒng)頻率差，需要通過電網(wǎng)AGC調(diào)頻，以滿足可再生能源入網(wǎng)需求，并提升可配置儲能系統(tǒng)進一步消化吸納新能源的能力。

1 電池儲能系統(tǒng)調(diào)頻的原理

從電網(wǎng)安全、區(qū)域功率等角度考慮，一次、二次調(diào)頻都非常重要，缺一不可。因電網(wǎng)結(jié)構復雜，潮流控制精度要求較高，電網(wǎng)須二次調(diào)頻功能的支持，進行無差調(diào)節(jié)，讓電網(wǎng)關鍵潮流點的功率、頻率滿足要求；系統(tǒng)發(fā)生一次情況時，須一次調(diào)頻的快速支持維持系統(tǒng)穩(wěn)定[2-4]。

接入儲能裝置后，電網(wǎng)下達AGC調(diào)節(jié)指令至電廠RTU后，儲能裝置、機組DCS接收電網(wǎng)RTU，轉(zhuǎn)發(fā)AGC指令，控制機組出力對電網(wǎng)調(diào)度指令進行跟蹤。

1.1 儲能系統(tǒng)一次調(diào)頻原理

系統(tǒng)頻率因系統(tǒng)負荷等變化時，要求電網(wǎng)頻率變化量△f、有功功率變化量△PG1滿足一定的特性關系，即功率的變化量能補償頻率的變化量。電網(wǎng)的有功功率變化可以是改變發(fā)電機的出力，也可以是利用其他設備諸如儲能系統(tǒng)的充放電來調(diào)節(jié)電網(wǎng)功率。當系統(tǒng)頻率下降時，儲能系統(tǒng)放電，釋放電能于電網(wǎng)，使電網(wǎng)的有功功率上升；當系統(tǒng)頻率上升時，儲能系統(tǒng)充電，從電網(wǎng)吸收電能，使電網(wǎng)的有功功率下降。

1.2 儲能系統(tǒng)二次調(diào)頻原理

調(diào)度控制方式下，儲能系統(tǒng)二次調(diào)頻的有功功率變化量△PG2通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)由調(diào)度自動發(fā)電控制（AGC）自動給定。給定功率變化時，通過下位機儲能系統(tǒng)向儲能系統(tǒng)的功率與容量控制系統(tǒng)發(fā)送調(diào)功指令，發(fā)出或吸收調(diào)度所指定的有功功率，以完成二次調(diào)頻的有功功率變化。

2 儲能調(diào)頻應用實例

在電力系統(tǒng)運行中，AGC實時調(diào)節(jié)調(diào)頻電源的有功出力，控制聯(lián)絡線功率、電網(wǎng)頻率，對分鐘甚至秒級短時間尺度區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的隨機特性的有功不平衡問題給予解決，電網(wǎng)的調(diào)節(jié)期望、火電機組的AGC調(diào)頻性能并未達到完美結(jié)合地步，存在調(diào)節(jié)延遲等方面不足。圖1為某燃煤電廠一臺火電機組的（未有儲能聯(lián)合調(diào)頻參與）實際跟蹤電網(wǎng)AGC指令進行功率調(diào)節(jié)過程。

圖2為同臺火電機組儲能聯(lián)合AGC調(diào)頻響應過程。相對于圖1，儲能聯(lián)合的AGC指令曲線、AGC跟蹤曲線基本重合，不會發(fā)生調(diào)節(jié)偏差等問題。儲能聯(lián)合的純火電機組不如綜合AGC調(diào)節(jié)性能。

3 存在問題及策略改進

在實際工程中，若火電機組出力、儲能系統(tǒng)出力響應配合不當，易引起其能量對沖。儲能調(diào)節(jié)受容量所限，如不配置合適容量、管理電量，易導致其工況長時間尺度下無法進行。改進的策略為：一是進一步優(yōu)化結(jié)構，指派調(diào)頻需求的低頻、高頻部分給傳統(tǒng)機組、儲能資源共同承擔；二是根據(jù)電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求的變化，在AGC機組指令優(yōu)化結(jié)構上靈活分配儲能調(diào)節(jié)指令。

4 結(jié)束語

電池儲能系統(tǒng)具有極快的響應速度，尤其適合于調(diào)頻，更快的響應自然會使頻率控制更精確和高效。聯(lián)合調(diào)頻能有效地提升以火電為主的電力系統(tǒng)的整體AGC調(diào)頻能力，讓調(diào)頻控制能夠更有效地滿足調(diào)頻的相關要求。因此在實踐中應綜合儲能成本和調(diào)節(jié)效果優(yōu)化配置儲能，不斷提高運行效果。