储能参与电力系统快速调频的需求评估方法

随着特高压直流建设和可再生能源发展,直流闭锁故障对电力系统快速调频提出了挑战。针对储能技术改善电力系统频率稳定性,提出了一种储能参与系统快速调频的需求评估方法。首先提出了电力系统快速调频的瓶颈评估指标和瓶颈场景分析方法,为储能容量配置提供了场景基础;接着又提出了基于瓶颈边界场景的储能容量优化配置方法,以最小化储能容量配置成本消除电力系统快速调频的瓶颈场景;最后基于江苏电网实际数据进行了算例分析,结果验证了所提出的需求评估方法的有效性。     

不同类型储能电源参与电网调频的效果比较研究

保持频率稳定是电力系统正常运行的基本要求。未来,储能电源将成为电力系统中必不可少的辅助调频手段。为比较不同类型储能电源参与电网调频的效果,以常用的电池储能电源(BESS)、电容器储能电源(CES)和超导磁储能电源(SMES)为研究对象,建立了包含储能电源的经典两区域电力系统模型;提出储能电源参与电网调频的运行模式为有功/无功功率(PQ)控制;最后,通过模拟两种不同的负荷扰动,分析了自动发电控制(AGC)-BESS、AGC-CES、AGC-SMES和仅含AGC四种组合方式参与电网调频的控制效果;同时,对后续研究工作进行展望。     

大规模储能电源参与电网调频研究综述

为解决风电大规模并网引起的电网调频容量不足问题,可引入储能辅助电网调频,利用其快速响应特性改善调频效果。综述了储能参与电网调频的技术现状,包括必要性与可行性分析、区域电网与储能仿真模型、协调控制方法(储能控制策略、容量配置以及经济性评估、储能-传统调频电源的联合运行),并指出其不足之处。凝练出该研究方向的关键科学问题,并阐述了未来需重点关注的研究内容：储能用于电网调频的应用场景确定、定价机制设计及容量优化配置。     

储能系统参与电网调频控制技术研究

正尽管电力系统不断进步,但电网二次调频依然面临挑战。针对此问题,构建了储能系统参与电网调频的控制系统。该控制系统包含常规机组一、二次调频的协调控制方法、储能系统与常规调频电源的协调控制方法以及储能系统参与电网二次调频协调控制方法。对协调控制方法进行了仿真验证,通过建立满足控制策略的目标函数,实现了区域控     

多重应用场景下的电网侧储能需求评估方法

储能设备作为一种优质的灵活性资源,在电网调频、调峰、平抑新能源波动等方面均能起到重要作用。现有储能规划研究中缺乏对多重应用场景下系统储能需求边界的评估方法。文章基于系统运行历史数据与电力系统运行模拟方法,给出了一种适用于多重应用场景的系统整体储能需求评估方法。基于江苏电网2020年规划测试系统,应用此方法计算了江苏电网调频、调峰、平抑新能源波动等3个场景下电网侧储能的需求。其中调频储能需求为289.3 MW/134.2 MW·h;平抑风电与光伏波动的储能需求分别为389.6 MW/ 629.2 MW·h与636.8 MW / 433.5 MW·h;调峰储能需求为1 245 MW /1 680 MW·h。文章还同时给出了储能类型选择的建议。     

电化学储能参与调频市场的贡献评估方法

电化学储能参与调频服务市场、秒级响应联络线功率偏差,而衡量联络线功率偏差控制的指标CPS1和CPS2是由分钟级的联络线偏差电量累计值计算得到的,难以客观评价储能对调频的贡献。为此,提出了一种电化学储能参与调频服务市场的贡献评估方法。该方法将区域控制偏差作为反映储能电站调频作用的影响变量,通过建立“储能电站调频功率”与“区域控制偏差ACE”间的关联性,得到储能调频对区域控制偏差的作用值,进而构建衡量储能对系统调频贡献程度的指标;基于置信水平,分析储能对调频贡献程度指标的分布情况,确定储能在调频市场的贡献及经济效益。根据某省级电网的实际运行数据进行测算的结果表明,该方法能准确衡量储能的调频贡献,为科学合理地制定储能参与调频服务机制提供依据。     

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。     

规模化储能系统参与电网调频的控制策略研究

传统的火电与水电调频机组因其固有特性难以满足电力系统快速发展、新能源发电集中并网等引起的频率稳定控制需求,储能以其灵敏精准的出力特性逐步在电力系统调频领域中实现了规模化应用。针对规模化储能资源响应速度快、跟踪精度高、调节方向易改变及有限的容量等特点展开了其参与电网调频的控制策略研究:首先,建立了区域电网自动发电控制(AGC)系统及包含储能荷电状态(SOC)的储能系统仿真模型;然后,综合考虑储能资源与常规电源的发电特性,提出了计及储能SOC的快慢速调频资源协调控制策略;最后,搭建了4种不同的仿真场景,通过仿真试验对提出的控制策略的有效性进行了验证。     

大规模储能参与电网调频的双层控制策略

风电等可再生能源大规模并网,其间歇性和波动性的出力特性会给电网带来机组调频容量不充足、调频效果不理想等调频问题。为此,文中提出一种大规模储能参与电网调频的双层控制策略。首先,基于复频域分析提出区域调节需求信号分配模式和区域控制误差信号分配模式的切换时机判据。然后,全面考虑不同调频电源的技术特征,提出大规模电池储能和火电机组协调响应系统自动发电控制指令的双层控制策略,在上层基于电源调频成本函数实现多约束条件下的功率经济分配,在下层基于模型预测控制实现频率分布式优化控制。最后,通过仿真验证了文中所提策略的经济性和有效性。     

飞轮储能技术在风力发电中的应用

随着风力发电的大发展,风电在未来电网中所占的比例越来越大,然而,风电在并网过程中带来的一系列问题,成为制约风力发电的瓶颈。飞轮储能技术作为一种电网调频和短时间内调峰的手段,具有一系列适合于风电并网调节的优点,引起了广泛的关注。一些试验性和实际的应用表明,飞轮储能技术在解决风电并网问题上有着很大的潜力。     

储能电站安全参与电网一次调频的优化控制策略

为安全实现储能系统对电网准确快速调频,对于系统频率偏移引起的有功率需求,提出一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)、健康状态(state of health,SOH)的储能辅助调频自适应优化控制策略,该策略依据储能单元实时状态决定多组储能单元参与电网一次调频的最优投切情况,在频率变化初期多组储能单元...     

基于有功不平衡指标的储能快速调频方法

因主流变速风电机组有功控制一般不主动参与频率调节,大规模风电并网对电力系统快速调频提出了挑战。储能系统具备有功功率快速响应优势,可改善系统动态频率响应特性,该文提出了一种基于有功不平衡指标的储能快速调频方法。首先,定义了在频率跌落阶段和恢复阶段系统有功不平衡指标。其次,设计了自适应模糊逻辑控制策略,依据系统有功不平衡指标和频率偏差动态调整储能系统在频率跌落阶段和恢复阶段的有功出力。最后,通过算例分析验证了所提出的储能快速调频控制方法的有效性,与常规比例微分（proportional differential,PD）控制方法相比,可减少储能系统容量需求,且对不同工况具有较好的灵活性和适应性。     

风储联合调频下的电力系统频率特性分析

风电高渗透率下,电力系统对风电场频率调节能力提出了技术要求.考虑风机惯性控制和变桨距控制的频率响应能力,提出将储能与风电自身调频手段相结合,参与系统频率调节.利用储能的柔性控制作用,弥补风电机组自身惯性控制时间短和变桨控制响应慢的不足,提高了电力系统频率稳定性.在风电场和储能系统频率特性模型的基础上,建立了风储联合调频下电力系统的频率特性模型,对比分析了风电调频、储能调频和风储联合调频下的电力系统频率特性,以及储能的容量配置需求.算例分析表明,风储联合调频需求的功率和容量仅为储能单独调频的67％和11.1％,降低了储能配置成本,提高了储能参与风电调频的经济可行性.     

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1...     

电池储能提高电力系统调频性能分析

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。     

电化学储能应用于电网频率安全防御三道防线的探讨

随着特高压直流的推广应用及新能源发电占比的不断提高,电网暂态频率安全保障技术面临着严峻挑战。电化学储能作为一种潜力巨大的灵活控制资源引起了广泛关注。从中国电网频率安全防御的三道防线着眼,基于储能的快速功率调节特性,分析了储能在频率稳定预防控制、紧急控制和校正控制中的定位,以不同场景下电网运行频率的控制目标为依据,探讨了面向暂态频率安全保障的电化学储能的容量配置技术要点,包括时域仿真中的计算条件选择、与传统控制措施的协调配合等方面,然后针对推动储能技术规模化应用中面临的主要问题,指出应在适应多应用场景的储能优化配置、储能电站优化运行模式研究、储能全生命周期的效益分析等研究方向开展深入研究。     

风电参与能量—调频联合市场的优化策略

设计合理的市场机制,允许风电自行选择参与能量市场与调频市场,将有助于缓解系统调频压力,并提升风电自身收益。考虑调频资源的调频性能、按调频质量结算是调频市场的主要特征,而风电的调频性能指标受到其投标策略和风电出力的影响,是一个动态变化的参数。为此,文中开展了风电参与能量—调频联合市场的优化策略研究,提出了考虑调频性能指标与偏差惩罚机制的能量—调频联合市场机制。对风电的调频性能指标进行了建模分析,提出了调频性能指标的估值方法,建立了所提出市场机制下的风电最大收益模型,并给出了求解风电参与能量—调频联合市场的最优投标策略的方法。算例分析表明,调频性能收益是激励风电调频的重要因素,而在投标决策中精确地对调频性能指标进行动态估值,将有助于提升风电的预期收益。     

基于压缩空气储能的风电场功率调节及效益分析

风能的间歇性和波动性给风力发电大规模并网应用带来了不利影响,利用储能技术能够很好地解决该问题,然而昂贵的成本一直是制约储能技术应用的瓶颈.文中提出了基于压缩空气储能(CAES)的风电场功率调节系统的额定功率以及容量的设计,在满足风电并网标准的前提下尽可能减小储能装置的规模,并利用仿真加以分析验证.建立了CAES装置效益...