《兆瓦级锂离子储能系统联合火电机组参与AGC调频的技术研究与应用》

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研究目的:中国新能源发电装机容量一直呈高速上升态势,而可再生能源发电与用电负荷需求不相适应的特征,为电力系统的可靠运行带来新的挑战,电网公司通过人工调度计划和自动发电控制(AGC)两种手段结合控制频率波动。华北电网区域内,现有AGC调频均是由火电厂通过响应指令发电来完成,煤耗增大、机组磨损严重,火电机组出力慢等问题凸显,与电网的调节需求也存在差距。先进储能系统的快速反应、精确动作等优良特性非常适用于电力调频服务,根据华北电网的AGC运行方式以及华北区域AGC辅助服务补偿规则,项目提出并研发先进储能系统以改善火电机组调频性能,该项目技术是国内首个大型储能调频系统解决方案,代表未来电力行业的重要发展方向。主要创新:项目在石热电厂建设1套2MW/0.5MWh的大功率储能系统,与火力发电机组联合协调运行,共同响应华北电网调度下发的调频任务。根据华北电网的AGC运行方式,对储能系统优化的运行控制,火电和储能的综合有功功率输出极大改善了响应电网AGC指令效果,项目应用模式和技术方案均为国内首创。应用模式创新:充分发挥储能系统的调频优势,显著改善火电机组的调频效果,提高火电机组的运行效率,降低运行费用,国内首个商业储能技术方案。方案与设计方法创新:大容量储能系统接入火电机组机端国内尚无先例,项目完成接入方案与设计方法,建立大容量储能系统通过高厂变在火电机组机端接入方式的安全性评估方法,明确该接入方式下系统设计约束和要求。设备选型系统集成方法创新:储能系统改善火电机调频性能应用中,针对具体项目的安全性、功能性和经济性要求,完成储能系统的设备选型、功能设计和系统集成,完善针对典型案例的设备选型和系统集成设计与评估方法。成果产生的价值:石热储能调频项目并网运行超过一年,系统稳定可靠,具备长期无人值守运行要求,完全满足电力生产对设备的运行稳定性和可靠性要求。项目对发电机端部振动磨损情况明显改善,炉制粉系统设备磨损程度明显好转。机组调频性能显著提升,技术指标位列华北电网第一,经济指标大大超过投运前水平,显著提升电网频率控制效率。项目施工安装灵活,占地面积小,运行维护简便且费用低,系统可靠性高。该项目在电力系统全网应用,降低可再生能源发电输出电压波动对电网所造成的负面影响,减少对火力发电厂的调频依赖,项目也为储能技术的产业化发展寻找到商业机会,有力带动国内储能产业的快速发展。

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