中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會(huì)主題是“新能源、新機(jī)遇、新高度”。
會(huì)議期間，組委會(huì)邀請(qǐng)了湖南大學(xué)馬俊杰分享主題報(bào)告《面向電網(wǎng)多運(yùn)行場(chǎng)景的規(guī)?；瘍?chǔ)能控制技術(shù)》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
馬俊杰：我國(guó)為推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)，需要大力建設(shè)新能源以替代化石能源發(fā)電。而新能源是一個(gè)不靈活的資源，為了實(shí)現(xiàn)新能源的頻率穩(wěn)定性以及靈活調(diào)度，儲(chǔ)能是一個(gè)非常好的補(bǔ)充。目前，我們?cè)趦?chǔ)能促進(jìn)新能源消納及提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，從源網(wǎng)荷三個(gè)角度進(jìn)行了研究。
首先，在發(fā)電側(cè)，我們提出了新能源電站與儲(chǔ)能的聯(lián)合運(yùn)行技術(shù)。
當(dāng)風(fēng)機(jī)或光伏和儲(chǔ)能進(jìn)行協(xié)同運(yùn)行的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)降低發(fā)電計(jì)劃的偏差、減少棄風(fēng)棄光、深度參與系統(tǒng)的調(diào)峰輔助服務(wù)、取代新能源電站傳統(tǒng)的SVG等。另外，風(fēng)電和光伏是一個(gè)低慣量或者是零慣量的系統(tǒng)，頻率穩(wěn)定性是非常差的。如果將儲(chǔ)能配置到光伏或者風(fēng)電旁邊的時(shí)候，可以將儲(chǔ)能和新能源聯(lián)合協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而提升并網(wǎng)點(diǎn)的頻率支撐能力。
在電源側(cè)新能源-儲(chǔ)能協(xié)同運(yùn)行方面，我們首先分析了儲(chǔ)能單元的參與因子，進(jìn)行了等效慣量分析，提出了風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略，實(shí)現(xiàn)了面對(duì)電網(wǎng)功率波動(dòng)導(dǎo)致頻率擾動(dòng)時(shí)的協(xié)同，以及面對(duì)風(fēng)速波動(dòng)時(shí)儲(chǔ)能抑制風(fēng)功率波動(dòng)的協(xié)同。通過(guò)仿真對(duì)比可看出，由于儲(chǔ)能有快速響應(yīng)特性，因此遭遇頻率擾動(dòng)的時(shí)候，它降低頻率波動(dòng)效果是最好的。風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)把功率波動(dòng)分配到儲(chǔ)能和風(fēng)電場(chǎng)中，通過(guò)兩者共同進(jìn)行一個(gè)控制作用，有效的抑制頻率跌落，同時(shí)根據(jù)儲(chǔ)能電池的SOC指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能本體中多個(gè)儲(chǔ)能單元之間SOC均衡。
其次，在配用電側(cè)，我們提出了交直流混合配用電系統(tǒng)的功率慣量控制技術(shù)。
目前配用電系統(tǒng)有很多的分布式光伏、風(fēng)電和儲(chǔ)能單元，形成了交直流混合的微網(wǎng)系統(tǒng)。交直流微網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠更好地利用不同分布式儲(chǔ)能的特性，提升能源的轉(zhuǎn)換率。缺點(diǎn)就在于不同子網(wǎng)之間容易形成直流斷面，功率傳輸控制比較難，分處于多個(gè)子網(wǎng)之間的儲(chǔ)能單元不能夠得到充分的利用。
針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我們提出了交直流混合配用電系統(tǒng)的功率慣量控制技術(shù)。將電壓波動(dòng)轉(zhuǎn)化為虛擬頻率的一個(gè)變化量，形成微網(wǎng)本地儲(chǔ)能單元的柔性功率的響應(yīng)值，將頻率波動(dòng)轉(zhuǎn)化成它的一個(gè)虛擬電壓的變化，生成一個(gè)柔性功率的響應(yīng)值。通過(guò)IC用于傳輸子網(wǎng)之間的一個(gè)功率的交流。方法優(yōu)點(diǎn)在于，第一它有清晰的一個(gè)物理含義；第二它通過(guò)虛擬同步控制和虛擬電容，實(shí)現(xiàn)了柔性的功率支撐，有比較好的動(dòng)態(tài)特性；此外采用了分布式設(shè)計(jì)，各個(gè)子網(wǎng)中的儲(chǔ)能有本地的控制，在本地之外可以與上級(jí)進(jìn)行通訊，不需要高帶寬通訊，可靠性比較高。
仿真結(jié)果表明，方法能夠有效減小交流子網(wǎng)的頻率變化量，抑制子網(wǎng)的電壓突變，避免負(fù)荷發(fā)生電壓超調(diào)，電能質(zhì)量也可以有比較好的改善。另一方面，當(dāng)本地的儲(chǔ)能已經(jīng)充分利用但是還不能解決本地微網(wǎng)的電源頻率和電壓的問(wèn)題時(shí)，可以由多個(gè)分布式混合的儲(chǔ)能單元分屬于不同子網(wǎng)的分布式單元，共同通過(guò)IC變流器協(xié)同完成跨區(qū)域慣量支撐，良好的跨區(qū)域的慣量支撐能力實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)全局慣量響應(yīng)能力的提升。
第三個(gè)方面是在網(wǎng)側(cè)，面向電力網(wǎng)絡(luò)彈性提升的一個(gè)儲(chǔ)能規(guī)劃與評(píng)估。
儲(chǔ)能電站建設(shè)完以后，它也可能面向著多類型的應(yīng)用場(chǎng)景，例如功率調(diào)度、頻率支撐、調(diào)峰、調(diào)壓等等。面向多類型運(yùn)行場(chǎng)景，我如何對(duì)儲(chǔ)能參與后對(duì)電網(wǎng)整體水平的提升程度進(jìn)行有效的評(píng)估，是需要考慮的問(wèn)題。例如，假設(shè)要安100MVA的儲(chǔ)能在電網(wǎng)里面，安在哪個(gè)位置可以對(duì)電網(wǎng)的整體潮流、功率頻率支撐、負(fù)荷調(diào)度等方面起到最佳的綜合效果。
在這個(gè)方面，我們進(jìn)行了含儲(chǔ)能系統(tǒng)的彈性評(píng)估，基本思路是通過(guò)分析儲(chǔ)能相對(duì)于系統(tǒng)目前所需功能提升的冗余程度，評(píng)估儲(chǔ)能對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、對(duì)電源支撐能力、對(duì)負(fù)荷側(cè)功率支撐能力的提升程度。
在IEEE-39節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)儲(chǔ)能分析的結(jié)果展示了不同節(jié)點(diǎn)安裝儲(chǔ)能以后，對(duì)系統(tǒng)的彈性都有提升水平?？梢钥闯鰞?chǔ)能時(shí)系統(tǒng)彈性大概是1100左右，安裝儲(chǔ)能后，無(wú)論其安裝在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)彈升均有所提升，安到35節(jié)點(diǎn)的時(shí)候提升最多，達(dá)到1380左右。其次是32和33，這些節(jié)點(diǎn)就可以作為儲(chǔ)能建設(shè)的備選節(jié)點(diǎn)，作為儲(chǔ)能規(guī)劃的參考。目前這個(gè)方法在湖南電網(wǎng)規(guī)劃中也得到了一定的應(yīng)用。目前現(xiàn)在彈性評(píng)估主要還是考慮其潮流調(diào)度能力，下一步會(huì)考慮儲(chǔ)能電站實(shí)際參數(shù)以及控制策略對(duì)系統(tǒng)彈性的影響。
整體而言，我們?cè)谠础⒕W(wǎng)、荷三個(gè)方面分析了規(guī)?；瘍?chǔ)能的能力，以及提出了應(yīng)對(duì)于新能源出力波動(dòng)性與間歇性、促進(jìn)新能源消納、提升電網(wǎng)慣性水平、提升復(fù)雜電網(wǎng)彈性運(yùn)行的相關(guān)算法及技術(shù)。
謝謝大家!
