15.+李建林储能调频ppt-3-1（太原3-21日精简版）-solarbe文库

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储能系统参与电网调频的关键技术解析中国电力科学研究院李建林 2018年3月20日调频政策解读 1 典型案例 3 山西重点研发计划进展 4 储能调频应用现状 2 结论 5 ①“三北”地区各省原则上可选取不超过5个电储能设施参与电力调峰调频辅助服务补偿（市场）机制试点，已有工作经验地区的地区可以适当提高试点数量。 ②在发电侧建设的储能设备，可与机组联合参与调峰调频，或作为独立主体参与辅助服务市场交易。 ③在用户侧建设一定规模电储能设施，可作为独立市场主体或与发电企业联合参与调频、深度调峰和启停调峰等辅助服务。国家宏观层面调频政策解读 2017年11月发布完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案，强调全面实施跨省跨区电力辅助服务补偿。 2016年6月国家能源局发文关于促进电储能参与”三北”地区电力辅助服务补偿市场机制试点工作的通知，首次明确了储能在辅助服务市场主体地位。 ①强调实现电力辅助服务补偿项目全覆盖； ②提出按需扩大电力辅助服务提供主体，鼓励储能设备、需求侧资源参与提供电力辅助服务，允许第三方参与提供电力辅助服务。 ③强调部分地区自动发电控制、调峰等服务未进行补偿的，要补充完善区域并网发电厂辅助服务管理实施细则相关规则条款，并切实落实到生产运行中。调频政策解读 1、可用率补偿 AGC服务补偿 -西北电网“两个细则” 月可用率达到98以上，每提高1补偿0.5分/万千瓦； 2、调节容量补偿按日统计AGC机组的实际最大出力和最小出力，计算调节容量，按0.02分/万千瓦时补偿； 3、贡献电量补偿 AGC每次下发调整指令期间贡献电量累积值为正时，火电机组按3分/万千瓦时补偿，水电机组按0.5分/万千瓦时补偿。西北“两个细则” 实行打分制，按照分值计算相应补偿费用辅助服务补偿总费用，每分对应金额1000元。调频政策解读 1、标准调节速率 AGC调节指标 -华北电网“两个细则” a火电机组按机组类型不同，在（14）*P N 范围； b 水电机组10*P N 2、调节精度允许偏差量为1*P N 3、响应时间 EMS系统发出指令后，机组出力在原出力点的基础上，可靠地跨出与调节方向一致的调节死区所用的时间。 a 火电机组应小于60秒 b 水电机组应小于20秒华北“两个细则” P 2 P P GN P t t1 t6t5t4t3t2t0 t7 P 3 P 1 P d Gmin P Gmax AGC调节过程调节性能Kp指标是调节速率K1、调节精度K2、响应时间K3的综合体现。 K1衡量机组响应设点指令的速率，可分为上升速率和下降速率。其值等于机组实际调节速率与标准调节速率的比值。 K2衡量机组每次调节偏差量的大小。 K3响应时间与机组标准响应时间的比值。 p 1 2 3 K K K K   调频政策解读-华北电网“两个细则” 该规则按AGC调频效果来进行补偿，对电网AGC控制贡献大的，获得AGC补偿相应就越高。 AGC补偿标准 C DK P Y AGC 日补偿费用日调节深度MW 当日调节性能补偿价格火电机组15元/MW 水电机组10元/MW 调频政策解读-华北电网“两个细则” 山西电力市场建设及辅助服务动态自国家发改委和国家能源局批复同意山西省开展电力体制改革综合试点以来，山西省制订下发山西省电力体制改革综合试点实施方案，方案明确指出，“探索建立市场化的辅助服务分担机制。在中长期市场开展可中断负荷、调压等辅助服务交易，在现货市场开展备用、调频等辅助服务交易”。 2017年下半年，先后印发山西省售电侧改革实施方案和山西省电力市场建设试点方案，明确了辅助服务市场化建设的阶段性任务；明确电力市场主体包括独立辅助服务提供者；在山西省放开发用电计划实施方案中，明确为满足调峰调频需要的发电为一类优先保障的发电计划等。山西动态调频政策解读-山西电网辅助服务政策调频政策解读山西电力市场建设及辅助服务动态 2017年11月，国家能源局山西监管办公室下发关于鼓励电储能参与山西省调峰调频辅助服务有关事项的通知，明确了电储能作为参与辅助服务主体地位。额定功率应达到15MW及以上持续充放电时间达到15分钟以上 2017年9月，山西省人民政府办公厅印发山西省电力辅助服务市场化建设试点方案，引导新能源发电机组、电储能设备运营方、售电企业、电力用户等市场主体参与辅助服务市场，激励新兴产业与技术发展。储能设施要求第一阶段2017-2018年开展调频辅助服务市场建设，建立有偿调峰辅助服务市场，探索无功补偿、黑启动辅助服务的市场化运作机制。第二阶段2019-2021年开展备用辅助服务市场建设;制订电能、调频与备用辅助服务在现货市场中联合出清、一体优化的实施方案。  政府对于储能调频领域的重视和持续支持，储能联合发电机组参与电力辅助服务已开始兴起  预计未来5年国内储能调频装机量将保持8的年平均增长率，年调频需求在1.5～2GW 左右  储能辅助电网调频的经济性远好于削峰填谷，投资回收期IRR可达到11 随着可再生能源占比逐步提高，电力市场进一步深化，更加开放的辅助服务市场，调频的需求将进一步释放。调频政策解读-储能调频趋势地区对储能参与市场的表述交易品种东北允许电储能参与调峰实时深度调峰、火电停机备用、可中断负荷调峰、电储能调峰、火电应急启停调峰、跨省调峰、抽蓄超额使用、黑启动山西具备辅助服务供应能力的电储能设施在满足市场准入条件的前提下，可按照市场规则自主参与辅助服务市场近期调频、实时深度调峰、火电停机备用调峰、火电应急启停调峰、日前日内跨省有偿调峰、无功补偿、黑启动山东未将储能纳入市场主体有偿调峰、有偿AGC 新疆经市场准入的电储能可为电网提供调峰服务实时深度调峰、调停备用、可中断负荷交易、电储能交易广东允许第三方辅助服务提供者与发电企业（机组）联合参与调频市场调频福建允许电储能参与调峰机组深度调峰、机组启停调峰、可中断负荷调峰、电储能调峰调频政策解读 1 典型案例 3 山西重点研发计划进展 4 储能调频应用现状 2 结论 5 储能调频现状-火电调频现状火电机组的DCS 系统接收来自于AGC 调度的指令，并对本地的负荷信号和机组出力进行实时的监控和指导，通过CCS 子系统对炉机的动作进行调节，使得机组净出力跟随AGC 调度指令。电网 EMS/A GC 火电厂CCS AGC负荷指令炉机动作指令机组出力信号 AGC负荷指令/ 机组出力信号 RTU 火电机组DCS系统主变压器厂区负荷 DEH 厂用变压器火电调频示意图 13 火电调频存在的问题调频机组跟踪AGC指令响应过程储能调频现状-国内火电机组调频现状火电机组的AGC 调频性能与电网的调节期望相比尚有差距，具体表现为调节的延迟、偏差超调和欠调等现象。￭调节延迟￭调节偏差（超调，欠调）￭调节反向￭单向调节￭ AGC补偿效果差，经常被罚款化石能源机组跟踪一个AGC命令储能调频现状-火电调频现状火电调频存在的问题￭调节延迟￭调节偏差（超调，欠调）￭调节反向￭单向调节￭补偿效果差，经常被罚款调节反向调节偏差调节延迟火电机组的AGC 调频性能与电网的调节期望相比尚有差距，具体表现为调节的延迟、偏差超调和欠调等现象。电池储能系统优势机组类型发电设备爬坡能力/·min-1 电网的短时爬坡能力需求 /MW·min-1 相应发电设备总功率需求 /MW 储能功率 /MW 储能对传统电源的替代效果/ 倍水电机组 30 10 33.33 20 1.67 燃气机组 20 10 50.00 20 2.50 燃煤机组 2 10 500.00 20 25.00  具有快速和精确的响应能力,单位功率的调节效率较高  降低旋转备用的容量，约可降低20的运营费用，同时降低排放  由于调频服务的高附加值，可以降低电网储能对于成本的约束储能调频现状-电池储能调频优势大规模新能源并网 ACE 信号中高频分量增加机组AGC指令波动加剧传统燃煤机组AGC响应缺陷响应时滞长线性爬坡速率受限启停磨煤机所致断点段储能出力特点响应迅速指令跟踪精准设置灵活机组跟踪AGC指令的调节速率响应时间调节精度不理想为火电机组配置储能辅助AGC调频，弥补实时偏差量储能调频现状-火储联合调频储能调频系统跟踪AGC命令  储能调频调节精度高  储能调频调节速率快  响应速度快  双向调节能力  AGC补偿收益高储能参与 AGC调频优势快速折返精确输出瞬间调节储能调频现状-火储联合调频电池储能系统具有响应速度快，调节精度搞等优点，与火电机组联合调频，可实现AGC指令的快速跟踪。图3-1 储能-火电机组联合AGC调频控制结构 18 由储能以合适的补偿度水平，实时设定t 时刻储能出力指令，补偿机组出力与AGC指令的实时偏差。调频控制过程  电网调度中心发送AGC指令都电厂运动装置RTU  RTU转发AGC指令至储能主控单元和电厂DCS  储能主控单元根据AGC指令和机组运行状态信息，和机组协调出力储能调频现状-火储联合调频控制调频政策解读 1 典型案例 3 山西重点研发计划进展 4 储能调频应用现状 2 结论 5 典型案例美国9MW飞轮储能调频示范 9MW飞轮储能，占整个电网调频容量的3.3，却完成整个电网23.8的调频任务量。韩国56MW储能调频示范 16MW/5MWh24MW/9MWh16MW/6M Wh三部分，用于韩国的调频服务，是目前世界最大规模的储能调频系统。 2MW储能设备与一台200MW的机组相连，通过该机组协同作用，完成电网的调频任务，机组Kp值提高65。石景山热电2MW锂电储能调频示范山西电网若干个储能调频电站示范储能系统结构图由百w模块并联组成2MW，统一接到380V交流母线上，然后经升压器并到电网机组与储能系统配合效果良好，大幅度提高AGC性能指标，单日KP值由原来平均2.8左右提升至平均4.6左右，最高达5.0以上，补偿费用得到大幅度提升。储能系统参与调频原理示意图 21 典型案例晋能集团山西阳光热电厂9MW储能调频项目典型案例山西同达电厂9MW储能调频示范项目山西平朔电厂9MW储能调频示范项目京能山西京玉9MW储能调频项目国内某电厂总装机容量为1300MW。共4台机组，其中1，2机组350MW，3，4机组350MW，考虑机组运行情况，储能系统拟接入4机组，该机组近半年内AGC运行Kp值平均约在1.9。月份 “两则”合计补偿合计被考核项 2017年1月 -127.75 -172.31 1、负荷跟踪不良受到考核。2、3、4机一次调频正动率低于 80受到考核 2017年2月 -185.95 -216.10 1、负荷跟踪不良受到考核。2、三河电厂220KV侧全部遥信信号异常变位。3、2机调节速率K1低于一受到考核 2017年3月 129.94 94.20 负荷跟踪不良受到考核。 2017年4月 107.04 83.20 负荷跟踪不良受到考核。 2017年5月 62.40 248.85 1、负荷跟踪不良受到考核。2、全月机组夜间进行深调峰，由于负荷过低影响脱硝投入，导致深调峰不达标。 2017年6月 273.32 390.37 1、全月机组夜间进行深调峰，由于负荷过低影响脱硝投入，导致深调峰不达标。2、一次调频调节不良考核三河电厂“两个细则”考核情况典型案例-典型技术方案调频政策解读 1 典型案例 3 山西重点研发计划进展 4 储能调频应用现状 2 结论 5 10MW级锂电池储能系统关键技术及工程示范申报单位山西晋能精瑞智能电网技术有限公司协作单位中国电力科学研究院太原理工大学山西欣旺达能源互联网研究院国电山西洁能右玉风电有限公司山西恒昌元科技有限公司山西中科忻能科技有限公司项目负责人孙威首席专家李建林山西省科技重大专项项目项目工作报告项目进度 10MW级锂电池储能系统关键技术及工程示范目前一期2MWh储能系统已到达山西 10MW级锂电池储能系统关键技术及工程示范课题三10MW级集装箱式锂电池储能系统工程示范科学安全，绿色环保，集约原则设计建设周期短，促进环境友好模块化设计，易安装运输、维护和系统扩容安全可靠的系统运行储能变流器专用空调监控、电池管理单元隔离/升压变压器储能电池系统专用消防系统应用范围备用电源电压支持削峰填谷需求响应平滑输出调频集装箱储能系统 10MW级锂电池储能系统关键技术及工程示范储能系统参数序号项目描述规格参数 1 系统规格 1MW/1MWh 2 储能系统容量 1MWh 3 额定充电功率 1000kW 4 额定放电功率 1000kW 5 电芯类型磷酸铁锂 6 集装箱数量 1台 7 额定输出电压 380Vac 8 输出电压范围额定电压-20/15 9 额定输出频率 50Hz 10 频率范围 47Hz～52Hz 12 系统效率 97.5 13 总电流畸变率＜3 15 功率因数 -0.9～0.9  单个集装箱储能系统的部分参数如下表所示课题三10MW级集装箱式锂电池储能系统工程示范调频政策解读 1 典型案例 3 山西重点研发计划进展 4 储能调频应用现状 2 结论 5