飞轮储能在华中区域火电调频中的应用分析

由于运行寿命长、安全系数高、功率倍率高、功率响应速度快、控制精度高等特点,飞轮储能在火储联合调频领域的应用越来越受关注.本文解析了华中区域关于火电厂调频的补偿政策,获得了飞轮储能参与火储联合调频中影响经济收益的几个关键性能指标,并在一套500 kW/100 kW·h飞轮储能系统上进行了性能测试,依据测试结果,结合一台300 MW火电机组的自动控制发电(AGC)指令日典型数据,设计了一套飞轮储能系统和火电机组联合调频的控制策略,模拟运行并计算了调频补偿收益,对比火电机组单独参加调频获得的补偿收益,分析增加飞轮储能系统后所获得的额外收益,结果表明飞轮储能在火储联合调频应用中具有良好的全生命周期经济性.     

基于提升华北电网考核指标的飞轮储能参与调频划分电量控制策略北大核心CSCD

在“双碳”目标的背景下,以风光为主体的具有明显随机性和波动性的新能源大规模并网,接入电网后容易造成电网频率波动,严重威胁电网安全。储能技术辅助调频主力的火电机组参与发电侧一次调频可以有效提升电网安全性和机组运行经济性。为充分利用飞轮储能辅助电网调频的优势,考虑储能当前电量对调频影响,建立火-储联合模型,分析火电-飞轮联合系统调频能力。本工作针对电网频率特性及机组调频特点,以满足调频指标为要求,充分考虑储能当前电量对调频性能的影响,提出一种基于提升华北电网考核指标的飞轮储能参与调频划分电量下垂控制策略。该策略根据飞轮储能当前电量进行计算,在不同电量时采用不同出力时间限制,以尽力满足电网一次调频考核指标。同时,利用MATLAB/Simulink软件分析了在负荷扰动下系统的调频效果及调频资源的出力情况。结果表明所提方法能够在飞轮储能电量处在不同状况时,利用不同放电时间来有效改善机组调频性能,提高机组量化指标。     

储能电站参与辅助服务的综合分析

近年来,风力发电、光伏发电等大型新能源并网发电,给电力系统的稳定和安全运行带来了挑战。储能系统作为一种辅助服务,参与火电厂的频率调节和峰值负荷调节,不仅可以帮助火电机组满足电网的快速调频和峰值调节要求,而且可以实现电网的供需平衡。本文建立了储能系统的全寿命周期成本模型,包括储能系统参与辅助服务的初始投资、运行维护、收益及补偿模型,以及考虑储能系统实际运行的成本模型。最后,通过实例对储能系统的经济指标进行了评价和分析。     

电池储能系统辅助电网调频控制策略研究

伴随中国新能源迅猛发展所导致电网频率波动等问题,电池储能广泛应用于辅助传统机组参与调频服务。该文首先梳理中国现有储能相关政策及相关文献,总结储能辅助调频市场环境演变规律,然后,重点分析传统机组调频及电池储能系统参与一次调频的原理过程,详细比对虚拟下垂控制与虚拟惯性控制策略的差异性特点;电池储能系统参与二次调频进行深度剖析,并对阶段功率分配作出详尽分析,同时提出考虑多约束条件的控制策略模型,为储能电站参与调频出力提供有效参考依据。最后,针对储能系统的未来发展提出建设性意见,并对下一步的研究方向做出展望。     

适应大规模新能源消纳的网源协调系统控制优化研究

光伏发电、风电等新能源出力的波动性和随机性会造成发电系统输出功率随机波动,加重电网频率的调节负担,同时大规模新能源接入电力系统,会替代部分常规机组,进一步削弱电网的调频能力。首先阐述了大规模新能源并网后对电力系统频率响应的影响及电力系统对调频的需求,然后从光伏发电、风电等新能源,需求侧资源,储能系统等参与调频以提高电网调频能力方面进行了综述分析。结论表明,光伏发电、风电等新能源参与调频,需求侧资源与适当容量储能合理参与调频市场是提高电网调频能力的有效方法,随着调度技术的日益成熟、储能成本的降低,针对电网调频进行研究将具有更高的实际应用价值。     

电池储能系统参与电网调频的优势分析

针对目前因大规模新能源并入电网等而引发的频率稳定问题,对传统调频技术存在的固有缺陷、大规模风电并入电网影响频率稳定的规律进行了分析。基于电池储能系统功率-频率特性、响应快与短时功率吞吐能力强的优点,分析得出电池储能系统适合作为新的辅佐传统电力一、二次调频技术的新手段。与传统调频机组在调频效果上的定量比较,以及国内外政策的分析,来论证电池储能系统参与电网调频的优势与前景。     

基于EMD分解的混合储能辅助火电机组一次调频容量规划北大核心CSCD

高新能源渗透率的新型电力系统更容易发生发电侧与用户侧的负荷失衡,从而造成电网频率波动,这对电网安全带来了巨大的挑战。提升发电侧主动调频支撑成为解决这一问题的关键。储能技术辅助调频主力的火电机组参与发电侧一次调频不仅可以提升电网安全性,也能降低机组磨损,提升机组运行的经济性。现存一次调频储能容量配置方法比较单一。因此,本文提出了一种基于EMD分解的混合储能辅助火电机组一次调频容量规划方法。使用EMD对储能的目标功率进行处理,并将处理后的IMF分量进行重构,从而确定混合储能的功率与能量配额,以归一化成本为最优目标,完成储能系统规划,弥补了现存研究未充分考虑功率高低频响应导致的储能配置方案不合理,不能充分利用不同形式储能特性造成的储能投资成本高、储能系统收益低、调频效果不理想等缺点。并以宿迁660 MW机组为一次调频算例验证了本文方法的可行性与经济性。研究结果可以为参与一次调频的火电机组储能规划提供一定技术参考。     

Capacity configuration of battery energy storage as an alternative to thermal power units for frequency regulation

传统调频机组因其固有特性而不易实现实际出力与理论计算值相吻合,并且工作在经济运行区内,难以应对电力系统快速发展,新能源发电并入等引起的频率稳定问题.电池储能系统(battery energy storage system,BESS)具有快速,精确的功率响应能力等优势,从而成为新的辅助调频手段的关注热点.在探讨BESS参与电网一,二次调频的实现方法基础上,对与火电机组具备同等调频能力的BESS功率与容量进行配置,并提出了储能容量控制策略建议.示例计算和对比分析,验证了该配置方案的可行性和储能系统参与电网调频的可靠性,为新调频手段的选取与分析提供了借鉴.     

新能源发电系统参与频率和电压响应的模型预测控制策略

随着风电和光伏的快速发展,大规模新能源接入可危及电网的安全稳定运行,新能源发电应参与调频、调压,且提供足够的备用容量.为此,基于模型预测控制方法,本文提出新能源发电系统参与调频和调压的控制策略.该策略分为两层,在考虑风电场、光伏电站和电池储能系统各自的约束条件的前提下:上层控制器通过求解约束优化问题,计算各新能源发电系统的最优功率输出指令,满足最优的调频、调压效果;下层控制器负责执行,对上层功率指令进行跟踪输出.最后对提出的策略进行仿真分析,结果表明该策略能提高电网的调频和调压性能.     

储能火电联合调频的容量优化配置研究

  目的  为储能火电联合调频项目合理配置储能容量,建立联合调频的收益模型,提供储能功率选择的依据。  方法  基于广东某电厂机组的历史运行数据和市场出清价格,对机组和储能联合调频进行仿真计算,分析储能功率选择对联合调频性能和收益的影响。  结果  仿真结果表明:储能系统通过提升机组的调频性能和增加调频里程,大幅提升调频收益,且随着储能功率的增加,调频收益逐渐增加后趋于稳定;受机组性能差异和运行状况的影响,储能对调频性能和调频收益提升的程度不同。  结论  证实通过仿真计算确定储能容量是合理可行的,可为后续联合调频项目中储能容量优化提供参考。     

抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明：在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。     

风电场配套电化学储能系统的设计研究

风电场配套建设储能系统可有效平滑风电输出的有功功率的波动,使风电满足接入电网相关标准的要求,减少"弃风"现象,增加风电场业主的收益,使风电场实现暂态有功功率紧急响应和暂态电压紧急支撑的功能,从而参与电网的调峰、调频.基于风电场配套储能系统的理论研究和实际工程案例,提出了一套风电场配套电化学储能系统的电气设计方案,以期为...     

大规模储能电站参与电力系统自动发电控制的协调控制策略优化研究

文章提出了一种双层结构的储能电站参与电网二次调频的优化控制策略。首先,综合对比分析了常规机组与储能电站参与电网二次调频的技术特性,并在调度层面对储能电站与常规机组的功率进行解耦;然后研究了储能电站辅助火电机组调频的协调控制框架,以实现不同调频资源的合理分配;在储能电站主控层面,建立了表征储能实时调频能力的评估模型,并采用改进遗传算法对模型进行求解,以对储能各单元出力进行精细化协调管理;最后,基于仿真模型验证了所提控制策略的有效性。     

基于电池寿命损耗的火电一体化调频系统容量配置

电池储能系统具有快速、精确的功率响应能力,为传统火电机组配置适当容量的储能系统,不仅能够帮助电厂更好的跟踪自动发电控制指令,而且可以帮助电网更高效地完成AGC(自动发电控制指令)控制目标。以锂离子电池为基础,采用对机组补偿的控制策略,在保证AGC补偿收益最大情况下,基于储能电池寿命方程,建立储能系统寿命损耗成本最小的目标函数,然后对机组运行过程中实际需求的容量进行分析,综合得出最优的配置容量。对某发电厂实际运行的数据进行算例分析,进一步验证了所提方法可以有效提升机组的调频效果。     

基于区域控制偏差的电池储能参与电网二次调频的容量配置方法

文章以电池储能系统参与电力系统二次调频为研究对象,提出了一种基于小波变换的储能参与电网二次调频容量优化配置方法。区别于传统容量配置方法中储能系统和火电机组采用定比例功率分配方法,该容量配置方法采用小波变换对初始区域控制偏差（Area Control Error,ACE）信号进行分解重组和再分配,将高频信号分配给储能系统,将低频信号分配给火电机组;然后建立储能参与电网调频的成本-效益模型,分析不同重组点下的调频效果指标和净效益,得出最终的容量配置结果;最后,基于实测的ACE信号验证了配置结果的合理性和有效性。     

考虑风电接入的调峰调频电源配置

为满足大规模风电的接入,必须进一步在系统内规划或引入新的调峰调频容量。将风电当作负的负荷,提出了风电场等效调峰调频容量的概念,风电接入后的风电场等效调峰调频容量体现了风电接入后对系统调峰的影响,根据Pweq来决定调峰调频容量的配置。不仅依靠传统方法增加电源侧调节机组,还从风电出力波动角度考虑增加储能系统的手段解决风电接入后对系统调峰调频的影响。     

供热电厂AGC储能辅助调频系统项目的可行性分析

AGC储能辅助调频系统采用电池储能系统在火电厂应用日臻成熟,其在供热电厂应用还未大量使用建设。该文对供热电厂的调频辅助服务是否可行,供热电厂本身存在的一些问题能否解决及如何解决进行了探讨,具有现实意义。     

储能电站接入对配电网保护的影响分析

储能系统接入配电网会对配电网运行及保护带来很大影响。储能系统既可以作为电源向电网输送功率,也可以作为负荷从电网中吸收功率,其运行具有很大的随机性,储能系统与配电网之间传输功率的大小也是不确定的。基于配电网传统保护基本原理,分别在储能系统作为负荷和作为电源两种状态下,分析了储能系统接入对配电网运行及保护的影响。针对储能系统作为电源状态接入配电网,分别分析了储能电站接入对接入点下游线路和上游线路两个方向的影响。最后,针对影响情况提出相应的保护改进方案。     

风光接入下储能系统双层优化模型

提出一种风光接入下储能系统的双层优化模型,综合考虑规划和运行2个不同时间尺度问题的相互影响。外层考虑储能系统配置下的全网总成本,用改进粒子群算法迭代求解;内层考虑储能参与下的电网运行成本,采用CPLEX进行求解。在改进的IEEE 10机39节点系统进行仿真验证,结果表明所提模型可得到合理的储能配置方案,在对比不同情景下的经济指标可得到双储能配置为仿真系统的最佳方案。     

可再生能源并网发电的可靠性分析和节能分析

针对可再生能源机组并入电网的电能呈波动性对系统电能质量及运行可靠性产生较大不利影响,研究了接入可再生能源机组的电网的可靠性指标以便定量了解系统运行可靠性.基于蒙特卡罗法以IEEE-39节点标准测试系统为例,计算了接入风力发电机组和光伏发电机组后电网的可靠性指标LOLE,探讨了接入储能装置对可靠性指标产生的影响,设计了可再生能源发电煤耗节约量的计算方法.结果表明,同时接入两种机组优于单独接入一种机组,可再生能源并网机组的增加导致系统稳定性下降.