江蘇百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站投運(yùn)一年以來(lái)，為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)提供了調(diào)峰、調(diào)頻、緊急備用等多種輔助服務(wù)，詳實(shí)的數(shù)據(jù)、可靠的運(yùn)行記錄，無(wú)不驗(yàn)證了這一城市“充電寶”的有效性，8個(gè)分散接入的儲(chǔ)能電站遙相呼應(yīng)，統(tǒng)一匯聚，為共享儲(chǔ)能的技術(shù)可行性做了有益嘗試。加以用戶側(cè)百兆瓦級(jí)別的儲(chǔ)能電站，在需求響應(yīng)這一指揮棒激勵(lì)下，儲(chǔ)能用戶積極參與主動(dòng)削減尖峰負(fù)荷的大軍中。高達(dá)40倍的電價(jià)差，極大刺激了儲(chǔ)能參與電網(wǎng)互動(dòng)的積極性，促進(jìn)了用戶自身電能精細(xì)化管理水平，既保障了企業(yè)生產(chǎn)，又確保了大電網(wǎng)安全，對(duì)優(yōu)化資源配置起到了積極作用。

近日，江蘇能源監(jiān)管辦下發(fā)《江蘇省分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易規(guī)則（征求意見稿）》和《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)新能源并網(wǎng)消納有關(guān)意見的通知》中明確指出，支持儲(chǔ)能項(xiàng)目參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源協(xié)調(diào)運(yùn)行，進(jìn)一步提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。這一系列有力措施，為低迷的儲(chǔ)能市場(chǎng)倒春寒點(diǎn)亮了一席曙光。

1

儲(chǔ)能電站基本組成與特點(diǎn)

鎮(zhèn)江百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能電站總?cè)萘?01 MW/202 MW·h，由8個(gè)分布式儲(chǔ)能電站組成，8個(gè)電站配置容量各不相同，但儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)組成、基本單元、預(yù)制艙規(guī)格以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，電站由電池艙、儲(chǔ)能變流器(PCS) 升壓艙、匯流艙、靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）艙以及總控艙等部分組成。電池艙為40呎標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙、內(nèi)部配置有1 MW/2 MW·h電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、匯流柜、消防及空調(diào)等設(shè)備設(shè)施。

2

儲(chǔ)能電站運(yùn)行模式與控制

儲(chǔ)能電站通過(guò)站控層網(wǎng)關(guān)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)連接，同省調(diào)、地調(diào)、互聯(lián)電網(wǎng)安穩(wěn)控制系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷互動(dòng)、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、一次調(diào)頻、自動(dòng)電壓控制（AVC）等功能。

2.1

源網(wǎng)荷互動(dòng)

源網(wǎng)荷切負(fù)荷互動(dòng)是儲(chǔ)能電站配合調(diào)度實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的緊急控制的功能。


源網(wǎng)荷控制架構(gòu)圖

2.2

自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）

電網(wǎng)AGC 調(diào)節(jié)的主要目標(biāo)是在保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量和區(qū)域間功率交換計(jì)劃的前提下按最優(yōu)分配的原則協(xié)調(diào)出力。


儲(chǔ)能電站AGC功能控制架構(gòu)

2.3

一次調(diào)頻

儲(chǔ)能電站參與一次調(diào)頻是當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)檢測(cè)到并網(wǎng)點(diǎn)頻率異常，主動(dòng)做出功率調(diào)整，使頻率恢復(fù)到正常范圍內(nèi)的功能。

儲(chǔ)能輔助電網(wǎng)一次調(diào)頻的控制原理如圖4所示。設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電功率為正，放電功率為負(fù)。當(dāng)負(fù)荷增加，負(fù)荷功頻特性曲線由L1(f)移至L2(f)，運(yùn)行點(diǎn)由穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)a移至b點(diǎn)，頻率從額定頻率fn下降至f1。此時(shí)，根據(jù)下垂特性曲線，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，出力為PE，運(yùn)行點(diǎn)由b點(diǎn)移至c點(diǎn)，則頻率回升至f2。


一次調(diào)頻控制原理圖


3

結(jié)論

本文以鎮(zhèn)江百兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站為例，分析了大規(guī)模電網(wǎng)側(cè)電池儲(chǔ)能電站的建設(shè)特點(diǎn)與站內(nèi)架構(gòu)，研究了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與調(diào)度的運(yùn)行模式與控制策略，并對(duì)儲(chǔ)能電站的響應(yīng)情況進(jìn)行了測(cè)試。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要實(shí)現(xiàn)的功能包括源網(wǎng)荷控制、AGC調(diào)頻、一次調(diào)頻、系統(tǒng)調(diào)壓等功能。儲(chǔ)能電站源網(wǎng)荷控制由華東協(xié)控中心下發(fā)切負(fù)荷指令，儲(chǔ)能PCS設(shè)備直接響應(yīng)調(diào)度指令并滿功率輸出，響應(yīng)時(shí)間在100 ms內(nèi)，EMS接管時(shí)間在3 s內(nèi)，響應(yīng)迅速，可滿足調(diào)度控制指標(biāo)要求。

儲(chǔ)能電站AGC控制通過(guò)省調(diào)下達(dá)有功控制指令實(shí)現(xiàn)，經(jīng)測(cè)試儲(chǔ)能系統(tǒng)AGC調(diào)節(jié)精度達(dá)1%，平均響應(yīng)時(shí)間小于1.5 s，平均調(diào)節(jié)時(shí)間1.6 s，體現(xiàn)了電池儲(chǔ)能的響應(yīng)快速精準(zhǔn)的特點(diǎn)，性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)電源。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站，顯著提高了鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)毫秒級(jí)控制能力，驗(yàn)證了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價(jià)值，為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模化應(yīng)用樹立了標(biāo)桿。

4

展望

儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)，一是與火電廠一起參與調(diào)頻輔助服務(wù)降低被考核損失，二是與新能源場(chǎng)站配合減少棄電損失；在用戶側(cè)，基本通過(guò)峰谷套利模式獲取收益；儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中可以發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻以及事故備用的作用，還可以延緩部分輸配電設(shè)備投資，甚至發(fā)電設(shè)備投資。儲(chǔ)能在技術(shù)上是剛需，只要有需求的驅(qū)動(dòng)，這個(gè)行業(yè)就勢(shì)必會(huì)健康、持續(xù)、穩(wěn)定地往前走。