WORD格式整理 電化學儲能在電力調頻系統中的應用一、發展背景隨著中國風電和光伏的發展，在積極消納清潔能源、特高壓電網加快建設、“兩個細則”全面實施的背景下，火電機組調峰調頻性能的提升是目前發電集團和電網共同關注的問題，火電機組不僅隨著中國北方風電和光伏的發展，在積極消納清潔能源、特高壓電網加快建設、“兩個細則”全面實施的背景下，火電機組調峰調頻性能的提升是目前發電集團和電網共同關注的問題。火電機組不僅承載電網的基本調峰負荷的重任，更需在調峰和調頻方面的電力市場輔助服務中具有一定的競爭力，同時也需權衡機組長期運行安全性和整體穩定性的需求。 2009 年1 月，國家電監會印發了并網發電廠輔助服務管理暫行辦法和發電廠并網運行管理規定（簡稱“兩個細則”），要求各地電監局和省電監辦結合本區特點,依照電監會兩個文件精神，制定本區域的并網發電廠輔助服務和運行管理實施細則。華北電監局及時制定了華北區域發電廠并網運行管理實施細則(試行)和華北區域并網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)，并在并網協議中規定對發電機組提供的輔助服務按效果進行處罰和獎勵。 2014 年4 月，國家能源局召開了“輔助服務補償機制深度試點工作啟動會”，明確儲能為試點工作內容。2016 年6 月，國家能源局發布國家能源局關于促進電儲能參與“三北”地區電力輔助服務補償（市場）機制試點工作的通知(國能監管2016 164 號)。上述政策不僅對不滿足一次調頻和二次調頻等要求的機組執行相應的處罰， 對提供較多較好輔助服務的機組也有一定的補償，實質上已經建立了初步的發電輔助服務市場機制。提高機組運行質量、增強機組調頻能力、減少考核處罰、爭取輔助服務收益已經成為發電企業一個新型盈利方向。 電網電源結構以大型火電機組為主，ACE 調頻電源幾乎全部為火電機組，優質調頻電源稀缺。因火電機組ACE 調頻能力較弱，故電網整體ACE 調頻能力有限。同時，隨著風電、光伏等新能源電站的大量建設和入網，風電穿透率不斷提高，風電和光伏等具有間歇性、不可控性，新能源的大規模并網將顯著增加電網的ACE調頻需求，特別是在冬季風電大發時期，由于大量火電機組進入供熱期運行，使得電網的調頻能力進一步下降，進而將對風電的開發利用形成嚴重制約，電力系統運行安全存在潛在隱患。此外，大量的火電機組長期承擔繁重的ACE調頻任務，造成了發電煤耗增高、設備磨損嚴重，機組排放超標等一系列負面影響。 目前，一些儲能技術開始逐步成規模的進入調頻市場，在過去的10年內，全球范圍內各種新型儲能技術和產品獲得了突破，在儲能產品的使用壽命、功率和容量、系統可靠性等方面都有了長足的發展，已經完全能夠滿足電網的需求。 二、電化學儲能調頻的優勢圖1：火電調頻存在的問題圖2：火儲調頻的優勢電化學儲能由于調頻速度快，容量可調，因此成為非常好的調頻資源。根據California電力市場的電源特點，平均來看，儲能調頻效果是水電機組的1.7倍，燃氣機組的2.5倍，燃煤機組的20倍以上。實際應用中，投入前K2和K3的平均值分別在1.4和1.5左右，投入后上升到1.5和1.6左右，Kp值從2.98上升到3.2左右，后期通過進一步優化使得Kp值提升到接近5，體現了儲能在調頻方面具有非常優越的性能。總體而言，儲能在調解精度、調解速率上與傳統燃煤、燃氣機組調解方式相比，調解性能大大優于后者，可使整個區域電網的調頻容量明顯下降，電網調頻效率顯著上升。電力行業已開始逐步接受并認可儲能提供調頻的優勢及效果，其作為一種有效的輔助調頻電源有望成為趨勢。三、系統組成儲能調頻系統由儲能蓄電池、雙向功率逆變裝置（PCS），以及儲能控制系統構成。儲能系統的主要設備布置在集裝箱內，并設置獨立的上位機（兼具操作站/歷史站功能），與電廠DCS操作員站或工程師站放在同一區域，以便于運行人員操作和監視。圖2：儲能調頻系統的主要設備四、運行原理獨立儲能電站調頻在技術上可行，但目前還需要解決并網、結算等多方面問題，與火電聯合調頻是把儲能作為火電廠一部分，不用修改電網調度規則，不用單獨為其制定一套辦法和準則。儲能系統總控單元的控制器，通訊卡件，IO卡件，控制電源等集成安裝在儲能系統集裝箱控制機柜內，與電廠RTU和DCS系統通訊接口/硬接線（或采用光纖通訊）等方式連接，獲得AGC調度指令，接收機組運行信息，儲能系統6.3kV接入點狀態信息，以及DCS投切操作指令等。 儲能系統總控單元根據接收到的AGC指令功率等運行數據，經過算法計算確定儲能系統出力指令，并下發至儲能系統子控制單元。 儲能系統控制子單元位于儲能系統集裝箱內，接收儲能系統總控單元指令，并實際控制儲能單元運行和出力。圖2：儲能系統控制系統結構示意圖五、投資模式經咨詢和調研，目前儲能項目有以下3種投資與運維方式： （1）自籌資金建設：這是電力系統的傳統模式，建設單位投資壓力大，政策風險大，投資回報風險高，并增加運行與維護成本與管理工作量。 （2）合資建設：按約定比例分攤投資壓力與風險，一般由建設單位承攬運行與維護成本，增加建設單位管理工作量。 （3）BOT方式：建設單位基本不承擔投資壓力與風險，建設單位在合同期內不承擔運行與維護成本，不增加管理工作量。六、投資及收益根據公司前期24MW儲能調頻項目進行計算，24MW的電化學儲能調頻項目費用約10800萬元。電網補償收益主要依靠機組AGC調節深度補償，來源于電網內部考核，其補償額度取決于電網調節規模以及電網調度部門對有償服務的獎勵意愿。 目前華北電網調度在AGC有償服務考核的規則為： 對并網機組AGC補償收益計算：AGC補償額度=AGC調節深度*ln（Kp）+1*5元/MW 華北電網下發調節深度是按照機組容量成比例下發，以已經運行的北京石景山熱電廠儲能調頻項目為例，調度每天下發的調節深度在4500MW，石景山20萬機組2MW儲能裝置每天捕獲的調節深度在20003000MW，甚至更多。 機組Kp值在3.38以上的百萬機組每天調度下發的指令調節深度在17000MW以上，投入儲能調頻系統后整體系統捕捉率為45%以上，每天調節深度可以保證在8000MW以上。 按每天調節深度為8000MW計算補償收益： AGC補償額度=8000MW*ln（3.8）+1*5元/MW93818.8元 每月AGC補償額度：93818.8元*302814566元2815萬元按建設24MW儲能系統考慮，且選用目前質量較好設備制造商的產品，估算投資約10800萬元，按年收益3000萬元計算，投資回報年限約為3.8年。根據企業發展戰略的要求，有計劃地對人力、資源進行合理配置，通過對企業中員工的招聘、培訓、使用、考核、評價、激勵、調整等一系列過程，調動員工地積極性，發揮員工地潛能，為企業創造價值，確保企業