火电联合储能调频技术的研究与应用

指出了先进大规模电池储能系统具有毫秒级精确控制充放电功率的能力,应用于电网调频有着常规火电机组无可比拟的优势;火电联合储能调频技术的应用将改善电网运行的可靠性及安全性,对构建坚强型智能电网并改善电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。结合北京睿能世纪科技有限公司电池储能与山西阳光发电有限责任公司2号机组联合调频的工程实践,阐述了"火电联合储能调频"的原理、协调控制策略、项目经济性,结合实际运行经验对储能系统的安全生产进行了总结。     

发电厂AGC与储能联合调频特性及仿真

随着新能源在能源系统中占比的逐步提高,储能系统联合火电机组自动发电控制（AGC）调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文结合南方市场调频辅助服务补偿规则,研究了机组AGC与储能系统联合调频的特性;从提升机组AGC调频性能的角度,制定了储能充放电控制策略,并通过与机组原AGC联合调频仿真研究了储能功率和储能容量对AGC综合调频性能指标的影响;建立了AGC调频收益评价模型,在此基础上给出了储能容量配置的建议。仿真结果表明,合理配置储能系统可以显著提升常规机组的调频性能,并带来明显的调频收益。     

风储联合系统调频控制策略研究

风力发电作为一种可再生能源发电在电网中的渗透率逐年升高,其具有的随机性、波动性和间歇性给电力系统的安全稳定运行带来了不利影响。与此同时,储能技术在近年来得到大力发展,其快速性和大范围吞吐性可以弥补风电机组单独运行时所带来的不利影响。首先对风电和储能系统的输出特性进行分析。其次针对风电并网发电在遇到频率波动时不具备惯性的问题,提出了应用储能补偿系统惯量,利用频率变化率作为反馈输入并调节惯量常数K,使风储联合系统作为一个整体对外提供有功功率参与电网调频,再利用Matlab/Simulink仿真验证了本文所提出控制策略补偿系统惯量的有效性。最后仿真对比风电机组单独参与电网调频与风储联合系统调频控制策略,得出风储联合系统参与电网调频的优越性。     

飞轮储能辅助火电机组自动发电控制策略研究

为应对可再生能源快速发展对电网稳定性带来的挑战,遵循节能减排的倡导,对飞轮储能辅助火电机组自动发电控制(AGC)控制策略进行研究。首先,结合火电厂电碳模型,建立了综合考虑AGC响应效果、碳排放量和飞轮寿命损耗的多目标优化的策略。然后,根据某电厂的数据,将无储能、全功率补偿策略和文中控制策略下调频指标、调节深度、调频收益和CO₂减排效果进行仿真分析对比,结果证明了所提方法可改善机组调频性能,使机组捕捉到更多的调节深度,让机组获得更多的补偿收益,减少机组CO₂排放量。     

电池储能参与发电厂AGC调频技术与经济分析

随着新能源大规模发电上网,电网要求机组自动发电控制(AGC)调频的能力加强,而传统火电机组在AGC调节方面存在的诸多问题。为此,提出电池储能参与AGC调频的改造方案,其具有响应快、精度高的优势,可使各项性能指标得到改善。并以京津冀并网发电的330 MW火电机组为例,对AGC补偿收益进行计算说明。     

火力发电厂储能调频电池系统设计

针对电网辅助服务市场储能调频项目缺乏成熟的电池系统设计方案,一定程度上限制了储能联合火电机组调频项目的发展,为推动国内储能系统发展的规模化、标准化,提升储能火电联合调频系统的设计水平,结合某发电公司2×350 MW储能调频项目,总结出该储能调频系统设计的电池系统关键技术,并提出电池系统设计中应注意的分选、热管理和均衡控...     

大规模储能系统辅助常规机组调频技术分析

由于新能源发电具有间歇性、随机性等特点,随着其装机容量的逐渐增大,电网调频备用容量不足的问题日益凸显。传统调频机组因其固有特性难以使实际出力与理论计算值相吻合,并且难以应对电力系统快速发展、新能源发电并网等引起的频率稳定问题。储能作为一种新兴技术,具有响应速度快、短时功率吞吐能力强、调节方向易改变等优点,可与常规调频技术相结合,作为电网调频的有效辅佐手段。该文立足于不同的实际电网情况进行储能容量配置研究,探索储能辅助传统机组调频的控制策略,为今后储能系统参与电网调频的工程应用提供一定的借鉴意义。     

基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估

随着新能源在电力系统中渗透率逐渐升高,电网的调频需求和对火电机组的调频要求越来越高。储能是缓解电网和机组调频压力的重要手段,但缺乏有效评价储能调频过程的方法。针对此,提出一种基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估方法。通过重构火储联合调频的性能指标体系,引入关联分析法和熵权法,从根本上解决专家经验矩阵的主观性影响,以保证权重因子分布的客观性和合理性;同时,采用模糊方式与时间尺度相适应方法构造判断矩阵,并通过主成分分析判据综合评价调节过程优劣。实验结果表明,所提方法能有效判别不同时间尺度下火储联合调频的调节性能优劣,有助于建立储能系统参与电力系统调频的新辅助补偿标准。     

350MW级火电机组与电储能联合调频系统设计研究

随着"三北"地区新能源装机逐年增大,其消纳压力持续加大,新能源大规模并网将显著增加电网的ACE调频需求。目前"三北"地区电源结构以大型火电机组为主,ACE调频电源也几乎全部为火电机组,优质调频电源稀缺。大量的火电机组长期承担繁重的ACE调节任务,造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。电储能由于其自身特点,参与ACE调频效果明显好于火电机组,引入相对适量的储能系统,能够迅速并有效地解决区域电网调频资源不足的问题,提高电网运行的可靠性及安全性。本文以华北地区某电厂的两台350MW燃煤机组为案例,研究了火电机组与电储能联合调频系统的设计方案和性能提升效果。     

浙江省火储联合调频必要性及配置研究

主要分析了浙江省火储联合调频的必要性及储能功率配置方案。增加火储联合调频后,机组的AGC调节能力显著增高,可将其K值提升至0.9～1左右,成为浙江省电网最优质的AGC调频电源之一,进而从电网获得大量的辅助服务补偿。     

火电机组一次调频性能分析及优化

介绍了电网调度对机组一次调频功能的考核方法,以此明确了机组一次调频功能的性能目标。叙述了目前国内火电机组一次调频功能的实现方式,并分析了影响机组一次调频性能的主要因素,包括自动发电控制(AGC)指令与一次调频动作反向、汽机转速的测量精度、调频死区和不等率参数的设置、汽机调门特性、一次调频功能的逻辑实现过程、机组与调度数据通讯等。在此基础上提出了相应的优化方法,以有效改善机组一次调频性能。     

计及储能SOC恢复的孤岛直流外送AGC模型预测控制

在交直流并联运行电网中,送端孤岛直流外送系统可避免直流闭锁故障所导致的直流潮流向交流通道大范围转移的问题,但孤岛系统缺乏大电网支撑,系统惯量小,调频能力有限,大规模新能源的随机性出力会给其频率稳定带来严重的影响.针对直流送端孤岛运行状态易于建模预测的特点,提出了计及储能荷电状态(SOC)恢复的孤岛直流外送自动发电控制模型预测控制方法.依据电网等效思路将孤岛电网等效为单一机网模型用于预测电网的未来行为动态;根据多步预测计算区域控制偏差预测值,构造目标函数使得预测值较大时储能系统和火电机组共同参与调频,预测值较小时对储能系统SOC进行恢复;在PSCAD/EMTDC中进行仿真分析,验证所提控制方法的有效性.     

考虑功率变化速率的储能辅助单机调频控制策略

风电具有显著的波动性和不确定性,大规模风电并网给电力系统的频率调节带来了严峻的挑战。储能具有灵活爬坡特性和双向调节能力,可有效辅助常规机组参与频率调节,提高参与自动发电控制(AGC)的机组响应能力,从而提高高风电功率波动系统的频率稳定性。以机组功率调节速率能否弥补系统功率波动为判断依据,以储能的有功功率变化速率和有功功率基点作为控制变量,提出一种考虑功率变化速率的储能辅助单台火电AGC机组参与电力系统频率调节的协调控制策略,自适应决策储能的动作时机和动作速率。基于PSCAD/ETMDC平台的仿真结果表明,所提策略以储能更少的动作频度和动作深度,达到了更优的调频效果,可有效减少储能功率/能量容量配置,具有良好的经济性,为储能的多场景应用奠定了基础。     

广东电网AGC运行需求与控制模式探讨

在广东电网规模日益扩大,与外部电网联系更加紧密,电网调峰、调频更艰难的情况下,研究大区域互联系统自动发电控制AGC(AutomaticGenerationControl)策略与技术,提高电网频率质量已是重要研究课题。结合广东电网的AGC系统运行需求进行了分析,介绍了AGC控制基本原理、过程和控制类型。详细讨论了广东电网恒定频率控制FFC(FlatFrequencyControl)、恒定联络线交换功率控制FTC(FlatTie鄄lineControl)、联络线和频率偏差控制TBC(Tie鄄lineload&frequencyBiasControl)三种控制模式,对可能存在的问题作了分析。     

基于特高压和超高压直流互联的送端电网AGC系统控制策略

采用基于特高压和超高压直流的电网异步联网方式对现有的自动发电控制(AGC)系统控制策略和电网频率控制的适应性问题逐步显现.为分析直流系统异步联网方式对电网AGC系统控制策略带来的影响,结合直流系统负荷的频率静态特性及其附加频率控制器的动态特性,分析了区域电网AGC对控制区设置、控制模式选择以及与直流附加频率控制器的适应性的影响,并对目前国内广泛应用的控制性能评价标准(CPS)控制策略适应性进行探讨.基于PSD-FDS平台进行直流系统与AGC的频率控制仿真验证和实际工程应用,结果表明基于特高压和超高压直流互联的送端电网AGC控制策略能够较好地适应异步互联电网,为异步联网方式下AGC系统控制策略制定和优化提供参考.     

改善电厂调频性能的储能策略研究和容量配置

具有快速充放电特性的储能技术,作为一种新的调频方式已逐步进入多国的辅助服务市场,参与到传统机组的自动发电控制(AGC)中。基于华北地区的辅助服务补偿政策,提出了改善电厂调频性能的储能充放电策略和容量配置方法。首先,根据政策中AGC考核指标Kp值的定义,提出调节速率、调节精度、响应时间3项指标的计算方法,并制定出提升调节性能、降低响应时间的储能充放电策略。同时,为了延长储能的使用寿命,制定了电池荷电状态的越限回归策略。在分析储能各项成本和收益的基础上,建立了以净收益最大为目标函数的储能经济性模型。最后,通过具体算例,对使用该策略前后机组的AGC性能进行对比分析并采用差分进化算法计算出了机组配置储能的最优容量。结果表明,使用储能策略可以显著提升机组的Kp值,带来明显的调频收益。     

自动发电控制在河北南部电网中的应用

结合在定联络线功率和频率偏差控制方式下的功率调整情况以及采用的A系列评价标准,分析了河北南部电网在AGC应用方面存在电厂投入AGC积极性不高、火电机组本身的调节特性、供热机组冬季调节容量变小和风电场对电网影响方面的问题.通过实际工作提出了应对措施:一是制定AGC机组运行标准和考核管理办法,定期对机组性能进行测试;二是按...     

华北电网多区域自动发电控制与在线经济调度的研究

华北电网先后与东北电网和华中电网实现联网。为适应电网调度体制改革和大区电网联网后的频率与联络线潮流控制,对自动发电控制AGC(Automatic Generation Control)软件功能如何能够进行多区域控制进行了研究,介绍了多区域三种控制模式、控制性能标准控制策略、电网稳定控制策略。同时利用电网能量管理系统应用软件优化AGC,进一步在华北电网实现在线经济调度。     

AGC容量需求研究

自动发电控制(AGC)容量需求分析是预测AGC未来时刻所需容量的重点.也是辅助服务市场中AGC责任分配的基础,并能够为控制和减小AGC容量需求,更好地完成AGC控制任务提供依据.在相关研究成果的基础上,提出以历史负荷为依据,考察历史AGC真实需求的AGC容量需求模型,其中完整地考虑了AGC跟踪死区、AGC机组之间配合问题、备用的跟踪遗漏以及风力发电等新能源发电的自然发电波动等因素.研究表明上述几个因素所占份额较大,不容忽略.根据东北电网AGC相关历史数据,计算历史某天东北电网的真实AGC购买需求,结果表明了该模型的合理性和有效性.     

含CAES和多类型柔性负荷的电力系统多时间尺度电能-备用联合优化调度

为了应对大规模风电接入,压缩空气储能(CAES)技术和柔性负荷主动响应技术在近年来发展迅速。以含CAES电站、可转移负荷、可中断负荷、可直接负荷控制(DLC)负荷、风电场、常规机组的电力系统为研究对象,综合考虑CAES电站和多类型柔性负荷在日前、日内、实时时间尺度下的调度特性及其在备用与调频方面的应用潜能,建立考虑源-荷-储协调互动的电力系统多时间尺度电能-备用联合调度模型。该模型以最小化电网运营商的总支出成本为优化目标,能够同时制定系统的发电计划、旋转备用购置与调用计划和自动发电控制(AGC)参与因子配置计划。基于修改版PJM-5Bus系统的仿真结果验证了所建调度模型的有效性。