火电联合储能调频技术的研究与应用

指出了先进大规模电池储能系统具有毫秒级精确控制充放电功率的能力,应用于电网调频有着常规火电机组无可比拟的优势;火电联合储能调频技术的应用将改善电网运行的可靠性及安全性,对构建坚强型智能电网并改善电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。结合北京睿能世纪科技有限公司电池储能与山西阳光发电有限责任公司2号机组联合调频的工程实践,阐述了"火电联合储能调频"的原理、协调控制策略、项目经济性,结合实际运行经验对储能系统的安全生产进行了总结。     

基于机组实时出力增量预测的火电–飞轮储能系统协同调频控制研究

新能源的大规模并网给电力系统的频率安全带来了严峻挑战,充分挖掘电源侧调频资源对提升电网支撑能力具有重要意义。火电机组-飞轮储能联合调频能较好解决新型电力系统带来的火电机组运行安全性和经济性等问题。作为当前电网调频主力,火电机组动态特性复杂,各动态工况下调频能力差别较大,联合调频系统的协同出力容易受到影响。因此,该文提出一种机组实时出力增量的量化预测模型,进而设计了火电-飞轮储能系统协同调频控制策略,实现了动态工况下飞轮储能出力的自适应调整。仿真验证表明,该文提出的预测模型能够准确预测动态工况下机组的调频能力,协同调频控制策略可以改善电网调频效果。相比于传统下垂控制,系统频率偏差的最大值降低32%,稳态偏差减少约30%。火电机组出力波动减少26%,有利于火电机组安全稳定运行。     

火电机组与储能系统联合自动发电控制调频技术及应用

当前火电机组与储能系统联合自动发电控制(AGC)调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文介绍了该技术的基本原理、典型方案、控制过程以及实际工程效果,探讨了储能系统接入对火电机组电气系统的影响和储能电池的选型问题,并分析了该技术工程应用的投资及收益。分析结果表明:火电机组与储能系统联合AGC调频技术效果显著,经济收益较好;储能系统的接入对火电机组的控制系统和电气系统基本无影响;磷酸铁锂电池作为储能系统电池较有优势。本文为火电机组与储能系统联合AGC调频技术的实际工程应用提供了参考。     

飞轮储能参与电网一次调频协调控制策略与容量优化配置

为充分利用飞轮储能辅助电网调频的优势并考虑运行经济性因素,对飞轮储能辅助火电机组参与电网一次调频协调控制策略和容量优化配置进行研究.首先,针对电网频率特性及机组调频特点,提出一种减少机组磨损、抑制反向调频、储能电量持续性管理的火电机组-飞轮储能协调控制策略.然后,基于一次调频积分电量考核贡献指数进行调频收益计算,并据此...     

火力发电厂储能调频电池系统设计

针对电网辅助服务市场储能调频项目缺乏成熟的电池系统设计方案,一定程度上限制了储能联合火电机组调频项目的发展,为推动国内储能系统发展的规模化、标准化,提升储能火电联合调频系统的设计水平,结合某发电公司2×350 MW储能调频项目,总结出该储能调频系统设计的电池系统关键技术,并提出电池系统设计中应注意的分选、热管理和均衡控制问题.     

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1％以下.储能联合调频能显著提高机组综合调频性能指标和调频里程,增加调频里程补偿收益,经济效益可观.     

基于SOC预测的火储联合调频控制策略

随着常规火电机组和储能系统联合参与调频在电力系统中取得规模化应用,储能系统和火电机组联合调频控制策略成为二次调频的关键问题。基于两阶段储能荷电状态(state of charge, SOC)实时预测方法,对调频系统完成跟踪自动发电控制(automatic generation control, AGC)指令后的荷电状态进行主动预测;参考预测所得SOC数据和AGC指令,得到兼顾系统调频能力及储能SOC状态的联合前馈控制指令,确定火电机组和储能系统不同状态下的出力目标,实现储能和火电机组对AGC指令跟踪的互补协调运行。同时,在储能系统内部引入基于荷电状态的储能单体均衡策略,优化储能系统SOC一致性,提升储能系统整体动作深度。在MATLAB/Simulink中构建联合调频典型场景,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略在优化AGC指令跟踪效果、提升系统综合调频指标及改善储能单体SOC状态等方面具有显著优势。     

基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略

随着“双碳”目标的提出,新能源装机总量不断提高,对电网频率安全提出了更大的挑战。飞轮储能凭借其响应速度快、充放电次数多等优点,在联合火电机组参与调频、提升电网频率安全方面受到广泛关注。为更加充分利用飞轮储能辅助电网调频的快速性优势,设计了一种基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略,实现了火-储联合系统的功率协同自适应调整。仿真验证表明,所提出的控制策略可以有效改善火-储联合系统的调频性能,相比传统下垂控制,系统最大动态频差和稳态频差分别减少了29.00%和25.50%,缓解了火电机组调频压力,有利于火电机组安全稳定运行。     

基于飞轮储能的火电机组一次调频研究

随着新能源在电网中的占比逐步提高,电网频率的稳定性受到了严重挑战,对电网中火电机组的调频能力提出了更高的要求。然而传统火电机组对功率的调节响应慢,难以满足一次调频的快速需求,且频繁的扰动也会对火电机组造成严重磨损,降低机组运行的安全性和经济性。飞轮储能技术凭借其快速响应功率变化的优势为解决火电机组调频问题提供了新的思路。基于MATLAB建立了飞轮储能辅助火电机组参与一次调频的两区域电网仿真模型。仿真结果表明,飞轮储能辅助火电机组参与调频能极大提高机组的调频质量,最大暂态偏差减小了29.5%,常规火电机组出力波动也明显减小,波动范围缩小了34.2%。机组出力波动小有利于机组原状态的恢复,延长机组寿命,提高电厂经济性。     

储能辅助系统在热电厂的应用

针对电网调频需求增加,对火电机组的AGC调频提出更高要求的现状,对储能辅助调频系统进行了设计,并通过改造DCS系统实现了AGC调频的应用,验证了储能辅助调频系统调频效果.机组AGC调频能力的提升,提高了机组运行的可靠性和安全性.     

参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析

配置储能系统是减少机组调峰负担、增加风电接纳空间的有效手段.该文提出一种储能辅助电网调峰的配置方案.该方案外层模型为优化配置模型,以储能系统净收益、火电机组出力标准差改善量以及新增风电接纳量指标构成多因素优化模型,采用迭代计算的方法得到配置备选集内所有方案的多因素指标,选取最优值作为兼顾技术性及经济性的储能系统配置结果.外层模型各指标依靠内层模型输出参数进行计算,内层模型为优化调度模型,综合考虑储能系统运行成本、火电机组运行成本以及弃风惩罚成本,以系统调峰运行成本最小为目标,优化系统风电接纳量,并得到储能系统充放电功率及火电机组出力.最后,基于某局部电网实测数据,验证了配置方案的有效性,并对储能系统全寿命周期内的经济性进行分析.     

基于分频原理和区域控制的风储火联合调频策略

为解决大规模风电并网带来的系统频率不稳定问题,在分析储能系统、风电机组、火电机组调频特性的基础上,提出了风储火联合调频策略。在一次调频中,以所提出的分频系统自动确定风储火的有功出力,提高了系统调频速度和调频质量。二次调频是在考虑一次调频容量的需求条件下,提出了计及机组备用大小、经济性、安全性、区域控制要求的联合调频策略,减轻了火电机组调频负担,提高了系统的频率调整速度和频率稳定性。通过仿真试验分析,结果表明所提出的联合调频策略较传统调频方式更适合于高风电渗透率的电力系统调频。     

基于随机模型预测控制的火电-储能两阶段协同调频控制模型

相比于单一类型的储能单元，混合储能在提升火电机组灵活性方面具有更优的表现，但不同资源禀赋特性的混合储能与火电机组的配合将显著增加协同调频的难度。因此，提出了一种基于随机模型预测控制的火电-储能两阶段协同调频控制模型，将整个控制周期划分为粗粒度和精粒度两种不同时间尺度。在粗粒度方面，提出了计及调频信号不确定性的火电-储能调频控制模型，通过构建储能充放电切换模型，限制能量型储能频繁切换，延长其使用寿命，同时引入非预期性约束来获得全场景可行的能量型储能运行状态方案。在精粒度方面，以最小化调频成本为目标，计及设备自身和调频偏差约束，优化求解火电-储能混合系统其余的控制方案。从调节速率、精度与响应时间三个方面，对所提调频控制模型进行调频效果评价。最后，以某地区发电机组实际数据为例进行分析，验证了所提模型调频效果的有效性与经济性。     

提升火电机组一次调频性能的火电-储能一体化系统研究

提出了一种火电-储能一体化系统的构造方法,并设计了协同调频控制策略以改善火电机组一次调频性能。在严重有功扰动场景下,利用储能装置的快速响应能力提升了火电机组的一次调频响应速率,改善系统频率跌落深度。在负荷日常波动场景下,利用储能装置响应一次调频指令的高频分量,抑制了火电机组一次调频功能的频繁动作。此外,提出了储能能量恢复控制策略,采用火电充裕的能量恢复储能荷电状态,避免储能的过度充放。算例分析表明,所提方法可有效提升火电机组的一次调频性能,并能够有效维持运行过程中储能的荷电状态。     

发电厂AGC与储能联合调频特性及仿真

随着新能源在能源系统中占比的逐步提高,储能系统联合火电机组自动发电控制（AGC）调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文结合南方市场调频辅助服务补偿规则,研究了机组AGC与储能系统联合调频的特性;从提升机组AGC调频性能的角度,制定了储能充放电控制策略,并通过与机组原AGC联合调频仿真研究了储能功率和储能容量对AGC综合调频性能指标的影响;建立了AGC调频收益评价模型,在此基础上给出了储能容量配置的建议。仿真结果表明,合理配置储能系统可以显著提升常规机组的调频性能,并带来明显的调频收益。     

350MW级火电机组与电储能联合调频系统设计研究

随着"三北"地区新能源装机逐年增大,其消纳压力持续加大,新能源大规模并网将显著增加电网的ACE调频需求。目前"三北"地区电源结构以大型火电机组为主,ACE调频电源也几乎全部为火电机组,优质调频电源稀缺。大量的火电机组长期承担繁重的ACE调节任务,造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。电储能由于其自身特点,参与ACE调频效果明显好于火电机组,引入相对适量的储能系统,能够迅速并有效地解决区域电网调频资源不足的问题,提高电网运行的可靠性及安全性。本文以华北地区某电厂的两台350MW燃煤机组为案例,研究了火电机组与电储能联合调频系统的设计方案和性能提升效果。     

辅助火电机组AGC调频的混合储能容量配置优化

面对大规模能源转型带来的电力系统频率安全挑战，火电机组独自承担二次调频能力不足，储能技术的发展为解决频率安全问题提供了解决方案。提出由飞轮储能阵列和锂离子电池组成的混合储能系统来辅助火电机组的二次调频，以火电机组负荷和AGC指令偏差作为混合储能系统的充放电功率指令，基于改进完全集合经验模态分解方法(ICEEMDAN)将功率偏差分解后得到高低频分量，建立混合储能辅助火电机组AGC调频的经济性评估模型，以年均收益最大为目标进行求解，得到混合储能系统的最佳容量配置，验证了所提混合储能系统容量配置优化方法的有效性。     

电储能提升火电机组调频性能研究

近年来我国清洁能源发展迅猛,弃风、弃光现象突出,电网调频资源稀缺.为此,电储能被用于提升火电机组调频性能.本文以西部某火电厂为例,论述了电储能提升火电机组调频性能的工作原理,通过数据分析和理论计算,依据相关政策,得出了应用电储能提升火电机组调频性能是安全经济可行的重要结论.本文火电厂加装电池储能系统参与AGC调频,初始...     

储能联合火电机组参与调频辅助服务市场的工程应用

本文首先分析南方调频辅助服务市场最新规则中调频性能指标的构成,提高机组调频性能可以显著提升调频收益.为提高机组调频性能,提出一种燃煤机组储能系统接入方案和控制策略,该方案在广州中电荔新电力公司两台330MW机组实施,性能测试和运行结果表明,该方案显著提升了机组的调频性能,有效降低了中压抽汽亚临界机组对联合调频的影响,具有良好的经济效益.虽然在现有政策下可以预见未来调频储能的收益将逐年下降,但随着新能源大量接入,储能调频的需求将进一步增大.在广东调频辅助服务市场的激励下,储能调频依然具备回收成本乃至盈利的前景.     

电池储能提高电力系统调频性能分析

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。