中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十五屆儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES2025”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)模化工程應(yīng)用。
在3月23日下午進(jìn)行的數(shù)智化新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案專場(chǎng)(上）中，許繼電氣股份有限公司教授級(jí)高級(jí)工程師雍明超做了題為《數(shù)智化混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻技術(shù)解決方案及實(shí)踐》的主題報(bào)告演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)發(fā)言整理提煉，僅供參考。
各位領(lǐng)導(dǎo)專家下午好！我是來自許繼電氣科學(xué)技術(shù)研究院的雍明超，下面由我來給各位專家匯報(bào)一下許繼電氣在數(shù)智化混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻方面的創(chuàng)新實(shí)踐，主要從三個(gè)方面進(jìn)行介紹。
混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻是以多元儲(chǔ)能作為一個(gè)并網(wǎng)主體參與電力的調(diào)頻輔助服務(wù)，主要有兩種應(yīng)用場(chǎng)景，一是混合共享儲(chǔ)能調(diào)頻調(diào)峰電站，比如山西省今年出臺(tái)了新的兩個(gè)細(xì)則，正式可以開展一次調(diào)頻的輔助服務(wù)。另一個(gè)主要的應(yīng)用是火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻站，以儲(chǔ)能的快速響應(yīng)彌補(bǔ)火電機(jī)組的不足?？傮w而言，最終目的是通過參與電力輔助服務(wù)獲取最大化的收益。電網(wǎng)公司為什么要通過各種政策支撐這個(gè)事情，混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻需求的本質(zhì)還是為了應(yīng)對(duì)雙高新型電力系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，尤其是電網(wǎng)頻率的波動(dòng)，這也是電網(wǎng)公司推動(dòng)發(fā)電廠、儲(chǔ)能商參與聯(lián)合調(diào)頻的直接原因。
現(xiàn)有的調(diào)頻技術(shù)由于受各類電力并網(wǎng)主體各自約束限制，如火電等單一類型的并網(wǎng)主體單元難以滿足新型電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)頻的需求，還有可能增加考核費(fèi)用。所以，以多元儲(chǔ)能耦合、儲(chǔ)能與火電耦合成一個(gè)并網(wǎng)主體參與電網(wǎng)調(diào)頻，最大范圍的實(shí)現(xiàn)各類調(diào)頻性能的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
在政策性上剛才翟總（翟旭京 國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院主管）也介紹很多新疆的政策，現(xiàn)在從國(guó)家能源局和各個(gè)地方電監(jiān)會(huì)都一直在滾動(dòng)發(fā)布兩個(gè)細(xì)則或者是電力輔助的交易政策。整體的趨勢(shì)是考核更加嚴(yán)格罰款力度大，同時(shí)對(duì)調(diào)頻性能優(yōu)異的并網(wǎng)主體也可以獲得更多的調(diào)頻調(diào)用補(bǔ)償，是目前儲(chǔ)能的一個(gè)投資的重要領(lǐng)域方向，比如山西省在今年的共享儲(chǔ)能調(diào)頻調(diào)峰電站的建設(shè)明顯加快。
從行業(yè)痛點(diǎn)上看，相對(duì)于常規(guī)儲(chǔ)能電站，混合調(diào)頻電站由于需要耦合的環(huán)節(jié)較多，存在數(shù)據(jù)接口、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的問題，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。另一點(diǎn)對(duì)調(diào)頻的容量申報(bào)等還沒有很智能化的手段，可能會(huì)造成申報(bào)的偏差導(dǎo)致收益的減少。同時(shí)混合儲(chǔ)能調(diào)頻電站建設(shè)中應(yīng)對(duì)的場(chǎng)站形態(tài)各異，造成調(diào)控策略的差異化明顯。
第二部分，介紹一下我們的技術(shù)和方案。許繼電氣是國(guó)內(nèi)最早研究?jī)?chǔ)能技術(shù)及工程化實(shí)踐的單位之一，通過構(gòu)建理論、建實(shí)證平臺(tái)、強(qiáng)裝備研制、重實(shí)踐示范應(yīng)用，形成系統(tǒng)性強(qiáng)、目標(biāo)明確的融合創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)”理論-平臺(tái)-裝備-實(shí)踐”的全過程協(xié)同。
仿真實(shí)證平臺(tái)建設(shè)方面，許繼建設(shè)了智慧儲(chǔ)能電站可視化仿真平臺(tái)，集運(yùn)行仿真和運(yùn)維仿真功能于一體，融合全數(shù)字化與硬件在環(huán)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的運(yùn)行仿真，支持直流側(cè)、交流測(cè)及全站仿真評(píng)估。運(yùn)維仿真方面：采用實(shí)時(shí)仿真技術(shù)與數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)、全站運(yùn)行狀態(tài)、全站故障點(diǎn)實(shí)時(shí)定位與可視化初檢等。同時(shí)建成大規(guī)模數(shù)字化儲(chǔ)能電站全功率實(shí)證平臺(tái)，覆蓋并網(wǎng)測(cè)試、低電壓穿越、高電壓穿越、過載能力、全功率充放電等測(cè)試項(xiàng)目。通過仿真平臺(tái)的建設(shè)，全面支撐儲(chǔ)能核心裝備研發(fā)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的涉并網(wǎng)控制策略的驗(yàn)證及數(shù)字化運(yùn)維仿真，保證了產(chǎn)品可靠性及工程運(yùn)行的穩(wěn)定性。
技術(shù)方面，針對(duì)因頻率發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)慣量控制有功功率波動(dòng)性也較大的問題，綜合考慮慣量支撐有功調(diào)節(jié)系數(shù)等因素對(duì)一次調(diào)頻有功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)增益調(diào)整，解決了頻率變化率檢測(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致的功率控制不穩(wěn)定的問題。聯(lián)合調(diào)頻優(yōu)化控制方面，針對(duì)調(diào)頻的不同時(shí)段的差異化控制目標(biāo)，采用多階時(shí)序協(xié)同、自適應(yīng)調(diào)頻特性的聯(lián)合優(yōu)化控制技術(shù)，整體調(diào)節(jié)性能實(shí)現(xiàn)了躍升。同時(shí)針對(duì)混合儲(chǔ)能調(diào)頻的響應(yīng)特性，比如超級(jí)電容+鋰電的混合調(diào)頻，則優(yōu)先以超級(jí)電容應(yīng)對(duì)快速響應(yīng)的需求，不足部分用鋰電補(bǔ)充，保障響應(yīng)的快速性的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)鋰電池的使用時(shí)間。指令合并控制策略主要是針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中單一指令高密度、多頻次下發(fā)的情況，有部分已響應(yīng)但未完成的指令，則采取多個(gè)單一指令合并為一個(gè)單個(gè)指令的方式進(jìn)行計(jì)算。構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)也是儲(chǔ)能研究與建設(shè)的重點(diǎn)，其主動(dòng)支撐的特性尤其適合調(diào)頻的應(yīng)用場(chǎng)景。許繼在2010年就開始進(jìn)行虛擬同步機(jī)控制的研究及應(yīng)用，在構(gòu)網(wǎng)技術(shù)方面，基于改進(jìn)型“虛擬同步+虛擬阻抗”技術(shù)的控制算法，實(shí)現(xiàn)慣性/阻尼、一次調(diào)頻、無功調(diào)節(jié)的主動(dòng)支撐。
解決方案方面，許繼電氣是產(chǎn)業(yè)鏈最為齊全的電氣裝備企業(yè)，許繼根據(jù)客戶的需求，從混合儲(chǔ)能調(diào)頻電站的科學(xué)配置、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制、場(chǎng)站智能高效運(yùn)維及系統(tǒng)集成方面，提供全鏈系統(tǒng)解決方案。整體架構(gòu)方面以耦合調(diào)頻系統(tǒng)作為一個(gè)整體調(diào)頻指令，在控制體系方面采用統(tǒng)一控制，控制網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)分開設(shè)置，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸與快速控制的需求。以火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻電站為例，儲(chǔ)能接入方面綜合廠用變?cè)O(shè)備容量、廠用負(fù)荷及一次系統(tǒng)現(xiàn)狀，采用兩端儲(chǔ)能母線，實(shí)現(xiàn)多種方式靈活切換的一次系統(tǒng)耦合接入方案。各類儲(chǔ)能如何配置，則需要綜合考慮輔助服務(wù)的政策性因素及儲(chǔ)能系統(tǒng)投資的經(jīng)濟(jì)性，還以火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻電站為例，儲(chǔ)能功率一般配置為機(jī)組功率2~3%即可。推薦以“超級(jí)電容器+電化學(xué)儲(chǔ)能”的混合儲(chǔ)能配置方式，電化學(xué)時(shí)長(zhǎng)可按照0.5h或者1h即可滿足火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻要求，鋰電則選用高充放電倍率的電池。相對(duì)于常規(guī)的儲(chǔ)能電站，調(diào)頻類的儲(chǔ)能電站要對(duì)采用的多元儲(chǔ)能之間、機(jī)組控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)、PMU等綜合考慮，制定一站一策、精細(xì)化、差異化的儲(chǔ)能接口方案，滿足各類信息的接入和控制。聯(lián)合一次調(diào)頻方面則以信息采集和控制實(shí)時(shí)性為首要目標(biāo)，采用頻率信息直采、機(jī)組功率信息直采、一次調(diào)頻策略及定值優(yōu)化等方式提高一次調(diào)頻響應(yīng)速度與準(zhǔn)確度。二次調(diào)頻結(jié)合電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則的要求，優(yōu)化控制策略進(jìn)行K值的優(yōu)化提升；在儲(chǔ)能調(diào)用方面，在保障調(diào)頻收益的前提下減少電芯性能的損耗，提升儲(chǔ)能全生命周期的利用率；同時(shí)采用不同儲(chǔ)能的均衡調(diào)用策略，發(fā)揮不同儲(chǔ)能的最大優(yōu)勢(shì)?？傊ㄟ^一站一策的優(yōu)化控制策略，提升輔助服務(wù)收益，延長(zhǎng)儲(chǔ)能綜合壽命。
同時(shí)許繼也是可以提供整個(gè)儲(chǔ)能站智能運(yùn)維的系統(tǒng)和解決方案，許繼除了電芯之外，所有儲(chǔ)能的配套產(chǎn)品都可以做，我們?cè)谙到y(tǒng)集成方面可以提供一站式的服務(wù)，包括勘察設(shè)計(jì)、總包、前期設(shè)備的集成，包括最核心的儲(chǔ)能4S都是現(xiàn)有的產(chǎn)品。
下面給大家介紹一下許繼的裝備研制情況，許繼最大的特色是我們儲(chǔ)能4S都是基于自己的產(chǎn)品去應(yīng)用的。一個(gè)是儲(chǔ)能調(diào)頻的控制系統(tǒng)，包括EMS系統(tǒng)和PMS系統(tǒng)，我們是國(guó)內(nèi)最早開展這項(xiàng)工作的，我們也是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的起草單位。整個(gè)系統(tǒng)具備支持鋰電池、超級(jí)電容、液流電池等多元儲(chǔ)能參與，實(shí)現(xiàn)提升調(diào)頻性能、提高儲(chǔ)能壽命、防止高廠變過載等多目標(biāo)協(xié)同的儲(chǔ)能優(yōu)化控制、參與輔助調(diào)頻服務(wù)的動(dòng)態(tài)切換等。
儲(chǔ)能的PCS，許繼電氣儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品具備多種技術(shù)路線，包括跟網(wǎng)型，構(gòu)網(wǎng)型，形式上從集中式、簇控式、高壓直掛、還有工商業(yè)儲(chǔ)能一體機(jī)等，所有的應(yīng)用場(chǎng)景PCS我們都有相應(yīng)的產(chǎn)品，也有非常豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。
在BMS方面，許繼雖然生產(chǎn)電芯，但是我們有電池電池成組設(shè)計(jì)與生產(chǎn)測(cè)試能力，開發(fā)有自有品牌儲(chǔ)能BMS，掌握電池簇獨(dú)立管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“一包一優(yōu)化、一簇一管理”的精細(xì)化管理模式，支撐儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、效率提升。
同時(shí)許繼也為客戶提供省時(shí)、省心、省錢的預(yù)制艙產(chǎn)品，預(yù)制艙是許繼電氣的核心產(chǎn)品，我們從2006年開始做，儲(chǔ)能艙也是我們的優(yōu)勢(shì)，不光給許繼電氣自己用，包括國(guó)內(nèi)很多大中型儲(chǔ)能設(shè)備集成商也會(huì)采用我們的預(yù)制艙。
最后給各位專家領(lǐng)導(dǎo)介紹兩個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用方案，一個(gè)是火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻的工程，在兩臺(tái)660兆瓦的超臨界火電機(jī)組基礎(chǔ)上配置5MW×4min的超級(jí)電容、磷酸鐵鋰15MW/7.5MWh，整體調(diào)度的情況是優(yōu)先與超容響應(yīng)調(diào)頻的需求，后面功率不足的情況下用磷酸鐵鋰去補(bǔ)充，大部分儲(chǔ)能調(diào)頻的功能都是超容完成的，磷酸鐵鋰盡可能的少調(diào)或者不調(diào)，調(diào)的過程中也盡量淺充淺放，盡可能的延緩它的壽命，最后這個(gè)曲線是今年春節(jié)某一天的具體調(diào)頻的收益，這么小的儲(chǔ)能容量當(dāng)天調(diào)頻收益率達(dá)到61.9萬，收益的經(jīng)濟(jì)性是比較可觀的。
我們也做了國(guó)內(nèi)及世界上第一各壓縮空氣+鋰電混合共享儲(chǔ)能的創(chuàng)新項(xiàng)目，按照“功能分區(qū)+多模式運(yùn)行+混合儲(chǔ)能”模式建設(shè)。這個(gè)項(xiàng)目不光是調(diào)頻項(xiàng)目，還把其他的輔助服務(wù)整體地放在一起了，部分鋰電儲(chǔ)能作為獨(dú)立共享儲(chǔ)能為新能源提供配儲(chǔ)服務(wù)，部分鋰電儲(chǔ)能與壓縮空氣儲(chǔ)能聯(lián)合為電力提供調(diào)頻輔助服務(wù)，還有部分鋰電儲(chǔ)能作為獨(dú)立儲(chǔ)能提供輔助服務(wù)。雖然規(guī)模不是很大，但是場(chǎng)景的應(yīng)用比較多。
以上就是許繼電氣在混合儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻方面的技術(shù)及實(shí)踐分享，歡迎各位交流指正！
