350MW燃煤机组电储能调频优化配置及经济性研究

研究350MW燃煤机组的电储能辅助调频配置方案。基于集合经验模态分解AGC指令和非参数核密度估计配置电储能容量和决策储能出力,并通过仿真计算所配置煤机-电储能联合调频系统的性能指标。结果表明：配置容量为7.5MW/7.5MW·h电储能后,煤机-电储能联合调频系统将机组Kp值由原来的2.17提高到10.59,调频性能改善显著,年均辅助服务补偿收益从456.53万元增加到2227.96万元。计及电储能系统全寿命周期成本,机组年调频综合净收益增量为992.05万元,所研究配置方法得到了良好的调频收益。     

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.     

基于功率和容量补偿的火/储AGC调频可行性分析与启示北大核心CSCD

随着“十四五”能源结构优化调整的推进,电网固有调频惯量减少,规模化电化学储能系统投入调频市场,其技术与经济可行性受到业界关注。针对当前AGC调频在功率与容量两种补偿方式下,何种方式更能体现储能性能优势且可越过收益的盈亏平衡点等问题,基于考核与补偿中的关键参量,建立了考虑电池储能系统功率与容量特性的火/储联合AGC调频的功率补偿和容量补偿数学模型,确定两种补偿方式下影响收益的性能特征量,选取调节性能中的爬坡速率为桥接参量,构建了功率和容量补偿单价与爬坡速率间的关联关系,提出了获得同等收益下的功率与容量补偿单价比率,通过补偿单价比率对比分析了两种补偿方式下的测算模型对储能参与AGC差调频性能与收益表征的充分性。算例基于调频需求较大但补偿方式不一的,以功率补偿为代表的广东省和容量补偿为代表的陕西省典型日运行数据,通过仿真计算得出技术与收益测算结果,并进行了比对分析,得出了两种补偿方式下的经济可行性比对结果,为储能在调频电力市场的投资决策提供借鉴与参考。     

电能量—调频市场联合优化模式研究

  目的  调频作为电力系统稳定运行的机制与保障,其辅助服务市场化已提上日程。电能量-调频联合优化成为一种市场组织模式。以PJM市场为研究大背景,对考虑调频资源性能差异的电能量-调频市场联合优化模式进行研究。  方法  通过建立调频辅助服务定价调整模型,以及电能量-调频联合优化模型,应用于某实际省级电网进行仿真,设置丰水期、枯水期典型场景,并与国内电能量-调频分阶段出清模式进行对比,从调频资源出清、对现货市场购电费用影响、调频市场活跃程度三个方面进行详细研究。  结果  分阶段模式下,快速调频资源具有明显优势,且造成电能量市场购电费用上升。电能量-调频联合优化模式中,快慢调频资源出清结果受定价调整策略影响,电能量市场购电费用上升幅度较分阶段模式小,且其调频市场出清价格以及波动程度均较分阶段模式高。  结论  具有合理价格调整策略的电能量-调频联合优化模式有助于实现调频性能差异机组合理竞争,激发市场活力。     

考虑调峰调频双重约束的储能规划方法研究

  目的  在新型电力系统的构建进程中,新能源将保持高速发展态势。风、光等新能源大规模并网,其出力的随机性和波动性将给电力系统安全经济运行带来挑战。新型储能由于其具备快速的响应能力和削峰填谷的功效,再加上成本的逐步下降,未来将是电力系统不可或缺的灵活调节资源。  方法  储能容量规划是电力系统全局性问题,通过分析新能源消纳率和调频充裕度,从系统调峰和调频两个方面,以系统总成本最低为目标提出了省级电网储能规模分析方法。  结果  文章以省级电网实际参数为例,采用时序生产模拟软件分析了电源开机方式,对比了不同储能规模对全社会经济性的影响。  结论  结果表明,合适的储能规模可在提高新能源消纳的同时降低全社会成本,该方法的有效性得到了验证,可为实际应用提供指导。     

模糊控制优化下的混合储能系统辅助燃煤机组调频仿真北大核心CSCD

在新能源并网容量日益增多的背景下,提高燃煤火电机组的调频能力是满足目前电网新能源消纳调频需求的主要途径之一。对此,利用由飞轮储能与电化学储能组成的混合储能系统辅助火电机组提高调频性能是重要的技术手段。本工作针对600 MW供热机组,在Matlab/Simulink中构建混合储能系统辅助燃煤火电机组调频的仿真模型,并对提出的控制策略进行仿真验证。结果表明,机组耦合混合储能系统能有效减少电网频率变化量,降低汽轮机输出功率波动,稳定主蒸汽压力;针对混合储能系统中的功率分配系数,利用模糊控制策略进行优化,发现模糊控制策略能够在连续的充/放过程中,使混合储能系统保持良好的功率变化适应性。     

计及调频备用的储能平抑风电功率波动控制策略北大核心CSCD

新能源场站配置储能系统可以平抑输出功率的波动、承担新能源机组调频义务。若储能仅考虑单一平抑波动工况时可能会造成风储联合系统调频有功备用不足。因此本文提出一种考虑调频有功备用与荷电状态恢复的平抑风电功率波动策略,首先利用聚类算法提取储能平抑波动典型工况,计算储能平抑波动功率需求和剩余有功功率;其次,结合国标对风电场有功备用相关标准,利用储能调频备用与风电减载联合提供有功备用,并对储能平抑波动功率设置限幅;最后,利用模糊控制理论设计储能系统边缘区荷电状态恢复策略。基于实际风电场运行数据进行仿真分析,结果表明所提出的方法可在储能系统平抑风电波动时提供有功备用以及边缘区荷电状态恢复。     

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。     

火电机组一次调频技术研究进展综述

目的  火电机组的一次调频技术是保障电网安全稳定运行的重要内容。 方法  文章评述了当前火电机组一次调频技术、辅助一次调频技术、耦合调频控制策略以及一次调频技术潜在的发展方向。 结果  对于机组一次调频技术主要包括调节阀预节流、可调整回热抽汽调频和凝结水节流调频,其中以凝结水节流调频技术为主;辅助一次调频技术主要基于飞轮储能和蓄电池响应速率快的特点满足机组输入输出需求,并对耦合辅助调频技术的焦点和难点进行了分析;基于调频技术的系统建模及控制策略研究能够使机组参数间的匹配性更为优化。 结论  最后,对比了近年来一次调频技术的应用情况,认为飞轮储能一次调频和滑压运行优化将是其重点发展方向。     

储能技术应用场景和发展关键问题

  [目的]  储能是能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术,能够提供调峰、调频等多种服务,是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。  [方法]  综述了现有主要储能技术的特点,分析了电源侧、用户侧和电网侧应用场景下储能的作用和需求。根据应用现状,指出影响储能进一步发展应用的安全性、经济性和商业模式关键问题。  [结果]  最后从储能应用方角度提出应加强储能运行模拟、多重组合利用、集中和分散相结合等建议。  [结论]  研究结论可为储能技术的应用研究和发展提供参考。     

新一轮电改下电力辅助服务市场机制及储能参与辅助服务的经济性研究

[目的] 新能源并网的大规模提升导致电网系统调峰调频的需求增加,如何完善电力辅助服务市场机制引起广泛关注。而且随着储能电池技术的日趋成熟及储能系统自身的优势,储能联合其他类型能源参与辅助服务的经济效益如何成为关注热点。 [方法] 重点介绍了我国电力辅助服务市场的发展历程,并结合2018年上半年各区域辅助服务市场相关数据分析了不同区域参与辅助服务的特点,对电改形势下的辅助服务市场机制作了进一步预测分析;同时介绍了储能参与辅助服务的市场前景及补贴政策。 [结果] 通过市场机制和补贴政策的梳理,明确了储能参与辅助服务市场的巨大前景。 [结论] 以火电联合储能参与AGC调频的实例验证了储能参与辅助服务具有良好的经济性,为相关投资者提供决策支撑。     

辅助火电机组调峰系统的储热参数设计研究

目的  为适应原有火电机组对新能源电力消纳的需求,提高其调峰能力是关键因素之一。 方法  储热系统作为燃煤热电机组“热电解耦”的重要方式,评价其参数匹配性具有工程参考价值。文章采用一种耦合储热装置来增加燃煤机组深度调峰能力的方法,并结合热负荷以及电负荷的功率曲线,对储热装置参数的影响规律展开了系统研究。 结果  结果表明：以区域负荷曲线为典型案例,随着储热罐的储热容量和充放热速率参数的提高,储热系统对机组的热负荷调节能力先逐渐提升并在分别在112.75 MW和129 37 MW·min时达到上限,此时深度调峰参数为77 MW左右;此外,储热容量与充放热速率具有一定的匹配关联,二者中瓶颈因素将直接制约系统的深度调峰性能。 结论  通过对储热和放热边界情景的积分,精确的展示了储热罐在辅助调峰过程的中作用,同时结合其运行策略的优化设计能够进一步分析储热辅助调峰系统的参数匹配关系,为后续火电机组耦合储热系统的参数设计提供参考。     

面向数据中心的储能系统应用研究

[目的]在新基建的背景下,数据中心得到迅猛的发展,数据中心作为高密度负荷,如何最大限度采用清洁能源并降低运行能耗,得到越来越多的关注.[方法]梳理了当前储能系统主流电池技术参数及数据中心供电需求.[结果]通过电池参数分析,给出了适用于数据中心储能系统的电池选型建议,随后提出了面向数据中心储能系统的应用模式以及满足快速切...     

化学电源及其在储能领域的应用

  目的  化学电源在储能领域展现出广阔的应用前景,需要对化学电源进行深入了解,合理地利用化学电源的优势,从而达到提高化学电源储能安全性和经济性的目的。  方法  综述了几种最有代表性和应用最为广泛的化学电源技术,分析其技术特点。结合当前化学电源在储能领域的应用现状,分析化学电源在储能领域面临的问题并提出应对建议。  结果  发展化学电源在储能领域的应用,需要新型专用储能电源的开发、电池管理系统的构筑以混合储能策略的设计等远、中、近期研究同时进行。将理论结合实践,提高化学电源储能的安全性、经济性,推动储能事业的发展。  结论  电化学储能在新能源消纳并网、电网调峰调频、用电质量的改善方面具有广阔前景,需要具体根据工作要求针对性地制定储能建设及工作方案,从而获得最大化的效益。     

抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行分析

  [目的]  利用抽水蓄能电站优化火电厂的出力曲线,是提高电力系统经济性的重要手段。  [方法]  建立了抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行的数学模型,然后以某实际电力系统为例对联合运行进行了优化模拟。最后探讨了联合运行节煤的内在机理。  [结果]  模拟结果表明抽水蓄能电站与火电厂联合优化运行降低了系统煤耗。  [结论]  建议要充分利用抽水蓄能电站来优化火电厂的出力曲线,提高电力系统运行经济性。     

进气冷却对燃机联合循环的性能影响分析

  [目的]  为了提高联合循环电厂运行灵活性,保证较好的机组运行经济性,避免燃气轮机在低效运行区,对燃机的进气冷却系统进行分析研究。  [方法]  基于GT-Pro/GT-Master软件,通过对采用进气冷却系统前后的燃机联合循环机组进行热平衡模拟计算,对机组的性能变化以及影响因素进行研究、对机组效率进行敏感性分析。  [结果]  分析结果表明:进气冷却系统可以大幅提高燃机的出力和效率;采用进气冷却系统后联合循环机组的出力增加,但效率略有下降。  [结论]  因此,对于联合循环机组,若电网允许机组多发电,则可以考虑设置进气冷却系统;若机组全年总出力固定,且年利用小时数并不饱满,则不宜设置进气冷却系统。     

广州增城H级燃气-蒸汽联合循环机组供热抽汽点选择研究

目的 针对大容量联合循环机组的中压供热蒸汽参数,找出最佳的抽汽供热方式。 方法 结合增城项目热负荷特点,对应用在燃气-蒸汽联合循环机组上的各种供热抽汽方案,在系统配置、初投资、负荷适应性、机组效率和发电出力等方面进行较详细的论述和分析。 结果 分析结果表明,相比热段抽汽方式和中压缸抽汽方式,冷段抽汽方式均具有更高的机组发电出力、发电效率和综合能源利用率,初投资也最低。 结论 冷段抽汽方式是一种参数匹配适应性更好、适应机组变工况运行能力更强、热经济性和初投资更优、更适合大容量联合循环机组的中压抽汽供热方式,该方案可供同类工程设计借鉴参考。     

基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究

  [目的]  由于风电出力的间歇性、随机性和反调峰特性,大规模可再生能源风电并网造成京津唐地区冬季供热季弃风现象愈加严重。  [方法]  为了能够定量研究电源调峰、联络线外送等弃风因素变化时对电网弃风的影响情况,从而准确衡量不同情形下电网对风电的接纳能力,文章从系统调峰的角度,以电热负荷平衡约束、机组出力约束为条件建立风电弃风评估模型。  [结果]  对京津唐电网弃风情况的模拟结果表明,常规电源调峰越深、联络线外送深度越小,系统接纳风电出力的空间越大;而过快的风电装机容量增长速度和较高的热电机组供热比率,会抑制风电出力,从而导致弃风。  [结论]  因此,可通过激励系统中常规电源积极主动进行调峰、控制联络线外送峰谷差和热电机组出力范围来提高系统接纳风电的能力;而根据未来规划水平,选取某一比例的风电装机容量增长速度,即可确定最佳的风电并网规模,控制弃风电量在一定水平内。     

印度电池储能市场分析与开拓

目的   随着国内电池储能市场的快速发展,越来越多的厂商加入到电池储能队伍中,行业竞争日益激烈。中资企业亟需向外开拓新的电池储能市场。 方法   通过收集、整理和分析印度风电和光伏发电行业数据,计算其配套电池储能市场容量,分析了其电池储能市场的发展现状和储能项目招标要求以及中国企业具备的优势。 结果   测算结果表明印度风电和光伏行业电池储能市场潜力巨大,中企得益于国内电池储能技术的快速发展,在印度开展电池储能业务时具有较大优势,但也面临巨大挑战。 结论   研究结论可以为中企赴印开展电池储能业务提供参考。     

基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析

[目的]在分析常规火电机组灵活性改造方案存在问题的基础上,提出了一种新型的灵活性改造技术方案,即在传统的"锅炉-汽机"热力系统中嵌入大容量高温熔盐储热系统,削弱原本刚性联系的"炉机耦合",实现火电机组深度调峰和灵活运行.[方法]根据汽、水和熔盐的不同热力特性,利用热力平衡原理,建立了"锅炉-高温储热-汽机"一体化热力系...