電池儲能聯合傳統電源調頻的應用探討

沈 強，丁愛文，盛樹浩，霍自勇

（1.浙江普星德能然氣發電有限公司，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，系統負荷、有功出力間的動態出現不平衡狀態，甚至影響電網的頻率穩定，導致系統頻率差，需要通過電網AGC調頻，以滿足可再生能源入網需求，并提升可配置儲能系統進一步消化吸納新能源的能力。

1 電池儲能系統調頻的原理

從電網安全、區域功率等角度考慮，一次、二次調頻都非常重要，缺一不可。因電網結構復雜，潮流控制精度要求較高，電網須二次調頻功能的支持，進行無差調節，讓電網關鍵潮流點的功率、頻率滿足要求；系統發生一次情況時，須一次調頻的快速支持維持系統穩定[2-4]。

接入儲能裝置后，電網下達AGC調節指令至電廠RTU后，儲能裝置、機組DCS接收電網RTU，轉發AGC指令，控制機組出力對電網調度指令進行跟蹤。

1.1 儲能系統一次調頻原理

系統頻率因系統負荷等變化時，要求電網頻率變化量△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。電網的有功功率變化可以是改變發電機的出力，也可以是利用其他設備諸如儲能系統的充放電來調節電網功率。當系統頻率下降時，儲能系統放電，釋放電能于電網，使電網的有功功率上升；當系統頻率上升時，儲能系統充電，從電網吸收電能，使電網的有功功率下降。

1.2 儲能系統二次調頻原理

調度控制方式下，儲能系統二次調頻的有功功率變化量△PG2通過計算機監控系統由調度自動發電控制（AGC）自動給定。給定功率變化時，通過下位機儲能系統向儲能系統的功率與容量控制系統發送調功指令，發出或吸收調度所指定的有功功率，以完成二次調頻的有功功率變化。

2 儲能調頻應用實例

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

圖2為同臺火電機組儲能聯合AGC調頻響應過程。相對于圖1，儲能聯合的AGC指令曲線、AGC跟蹤曲線基本重合，不會發生調節偏差等問題。儲能聯合的純火電機組不如綜合AGC調節性能。

3 存在問題及策略改進

在實際工程中，若火電機組出力、儲能系統出力響應配合不當，易引起其能量對沖。儲能調節受容量所限，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：一是進一步優化結構，指派調頻需求的低頻、高頻部分給傳統機組、儲能資源共同承擔；二是根據電網調節需求的變化，在AGC機組指令優化結構上靈活分配儲能調節指令。

4 結束語

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