儲能系統與火電機組聯合參與二次調頻的控制策略與系統

新一代信息技術

1. 痛點問題

儲能系統與發電機組聯合參與電網二次調頻是目前已商業化應用的儲能運營模式。以鋰電池為代表的儲能系統具有響應速度快、雙向功率調節精度高的優點，投資較小規模的儲能系統就可以使得火電機組的調頻性能得到明顯提升，在按性能指標計算補償費用的調頻輔助服務競爭中具有明顯優勢，可以獲得可觀的收益。為節約投資成本，通常配置儲能系統的功率僅為火電機組額定容量的3~5%，儲能按額定功率持續放電的時間不到1小時。

目前儲能系統基本采用“外掛”的形式與火電機組聯合調頻，儲能系統需根據火電機組運行情況優化自身的充放電功率。由于儲能系統能量受限，剩余電量可能處于過高或過低的狀態而影響其可用性和使用壽命。在儲能進行能量恢復的時段，無法有效跟蹤電網的調頻指令。由于電網調度發送給發電機組的調頻信號是隨機的，因此儲能系統需要有智能的自適應控制策略。

2. 解決方案

本項目技術成果針對電網調度AGC指令的特點和火電機組的運行特性，通過設計儲能系統與火電機組聯合運行方案，綜合考慮儲能系統的運行狀態和約束，實現儲能系統與火電機組聯合的優化控制。

隨著新能源發電占比的不斷提升，電力系統維持發電和用電平衡難度的隨之增大，在火電廠內安裝儲能系統以提高調頻性能有望成為參與調頻電廠的“標配”。目前，大量的火電機組尚未加裝儲能系統。本技術為火電廠與儲能系統聯合運行開發了先進的運行控制方案和軟件系統，可以更好地利用儲能資源。

1）推廣應用本技術；

2）升級所提出的儲能控制策略與所開發的儲能運行控制系統，適用于更多的儲能調頻、儲能優化運行場景。

與現有的火電廠調頻儲能電站的聯合運行方案和控制策略相比，本系統能夠在保證聯合調頻性能指標的同時，實現儲能系統SOC均衡控制、降低平均每日充放電電量，減少電池儲能系統每日的運行和壽命折舊成本。

基于本技術開發的儲能運行控制系統已應用于三個電池儲能系統與火電機組聯合調頻項目，儲能投運后火電機組調頻性能指標提升明顯，儲能系統調頻收益顯著。

發明專利