文/潘冬輝 鞠振河

1 儲能調(diào)頻必要性

當(dāng)前優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源非常少，且電網(wǎng)的負(fù)荷波動比較大，電網(wǎng)的負(fù)荷和火電廠之間的出力偏差就會導(dǎo)致頻率的偏移。而隨著我國風(fēng)光發(fā)電市場的逐漸成熟，使得電網(wǎng)短時間內(nèi)的供需平衡出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的問題。靠現(xiàn)有燃煤機(jī)組的慣性調(diào)節(jié)不能滿足要求，而儲能可以把頻率調(diào)整回來，能夠在毫秒級中做出響應(yīng)。

2 電廠儲能調(diào)頻的原理

火電機(jī)組一般是通過廠用2萬伏特線路，經(jīng)過一次降壓，把儲能系統(tǒng)接入到廠用電母線，然后再經(jīng)過一個升壓，跟火電機(jī)組的2萬伏特線路直接并聯(lián)，最后給上級電網(wǎng)處理。每次調(diào)節(jié)時，電網(wǎng)會給火電機(jī)組下達(dá)一個指令，如果下達(dá)功率增加的指令，那么儲能系統(tǒng)發(fā)電功率和火電機(jī)組就會聯(lián)合出力。在火電機(jī)組自己慢慢感到電網(wǎng)指令功率的時候，儲能就退出來了。整個過程當(dāng)中，通過控制系統(tǒng)不斷計算火電廠的出力和電網(wǎng)調(diào)度指令之間的偏差，然后反饋給儲能系統(tǒng)。同時，儲能系統(tǒng)的起始狀態(tài)不能處于滿電狀態(tài)，一般處在60%左右的狀態(tài)。系統(tǒng)的主要二次控制原理，當(dāng)AGC調(diào)度的指令發(fā)出來以后，和DCS系統(tǒng)算出來功率偏差直接給儲能系統(tǒng)，控制儲能系統(tǒng)出力。

3 電廠儲能調(diào)頻投資方式

有關(guān)火電廠調(diào)頻的細(xì)則有兩個：分?jǐn)偤脱a(bǔ)償。電廠調(diào)頻的主要投資方式，一般包括第三方投資，而火電廠很少參與投資，但是這個也不是絕對的?；痣姀S和投資方一般要分?jǐn)偅褪前蜒a(bǔ)償收益進(jìn)行分成，一般投資方是拿收益的大頭的。

儲能的應(yīng)用主要包括三個方面：發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)。對一個火電廠調(diào)頻系統(tǒng)，這個投資也不完全在電池上，用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的儲能系統(tǒng)，一般來說電池TCS設(shè)備投資比重大；而對于火電廠來說，往往是電池和PCS，這些設(shè)備投資比重大概是50%，另一半投資在工程上，包括控制系統(tǒng)的控制策略等等。

4 儲能電池的集裝施工方案

目前，儲能系統(tǒng)一般來說分為把PCS和電池集裝箱做到一個集裝箱，或者分開做集裝箱兩種。像用戶側(cè)的低壓項目，我們把PCS跟儲能電池跟電池做在一個儲能集裝箱里面。而對于火電廠調(diào)頻的這種高壓并網(wǎng)項目，一般來說我們是把PCS和升壓變壓器單獨放在一個集裝箱了，把儲能電池再放在一個集裝箱里。

5 儲能系統(tǒng)配比

梯次利用電池也是可以做儲能項目的，對于這種調(diào)頻項目，一般從配比來看是2C的配比（比如9兆瓦的系統(tǒng)，配4.5兆瓦儲能）[5]。不過在實際應(yīng)用當(dāng)中，一般我們配3C的系統(tǒng)，為了保證可靠性，為了保證及時出力，都是提高一個檔來用這個電池的。同時包括系統(tǒng)功率的匹配性等等。

在火電廠調(diào)頻當(dāng)中，一般選擇電池儲能系統(tǒng)的配比是安全機(jī)組功率的3%，也就是說30萬機(jī)組一般是配3%，相當(dāng)于300兆瓦等于9兆瓦的儲能，這9兆瓦是他出力的功率，電池一般是配半個小時，就是配到4.5左右的兆瓦時，配半個小時基本上就能滿足連續(xù)三次的上升或者下降。

6 儲能調(diào)頻效益指標(biāo)

火電機(jī)組的調(diào)頻主要是調(diào)解AGC的值，補(bǔ)償計算公式如下：

上式中，D是調(diào)節(jié)深度，Y代表補(bǔ)償收益，Kp值為K1與K2之積，K1是調(diào)整速率，主要指接到指令以后，精確地調(diào)高電網(wǎng)指令的精度之間的調(diào)節(jié)時間除上爬坡的速率。K2是響應(yīng)指令的時間，傳統(tǒng)的火電機(jī)組這個Kp值一般小于等于1。南方電網(wǎng)的調(diào)頻政策和北方的略有不同，它是把K1、K2系數(shù)相加而已。

做儲能調(diào)頻項目一般是有要求的，一般分擔(dān)考核當(dāng)中罰款比較多的電廠可以做這樣的項目。而儲能調(diào)頻項目的經(jīng)濟(jì)性收益，也跟當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)補(bǔ)償政策有關(guān)，如果補(bǔ)償政策良好，那么收益就快，反之收益就慢。

我們知道，山西平朔有個30萬機(jī)組項目，配的是9MW/4.5MWh儲能系統(tǒng)，擁有5個升壓和變流集裝箱，包括集控集裝箱等。該項目每次調(diào)頻可以把Kp值從0.6、0.7調(diào)到5.5以上，大概一天的收益，基本可以維持在6萬元到10萬元之間。

7 結(jié)論

僅僅依靠傳統(tǒng)火電廠調(diào)頻越來越不滿足電網(wǎng)發(fā)展的需求，而儲能作為優(yōu)質(zhì)調(diào)頻資源，可以有效解決頻率偏差的問題。而且越來越多的地區(qū)也出現(xiàn)了相關(guān)的補(bǔ)償服務(wù)機(jī)制，隨著儲能市場的不斷發(fā)展并逐步走向成熟，也定會帶來可觀的收益，具有廣闊的發(fā)展前景。