儲能聯合調頻

近年來 ，隨著儲能電池成本的顯著下降 ，加速了儲能係統的商業化應用 ，儲能係統在電力係統發輸配用各個領域的應用迅速展開 ，火電AGC調頻是儲能係統商業化的典型應用 。

儲能+火電的聯合調頻係統是目前合適的方式 ，兩者相互補充 ，發揮各自優勢 ，使得常規燃煤機組調頻性能大幅提升 。對於高頻波動的隨機負荷分量及部分脈動分量 ，儲能係統具備幾乎實時響應的能力 ，而對於小波動 ，緩慢出力的脈動分量及持續分量 ，火電機組輕鬆應對 。

調頻綜合指標K=0.25×（2K1+K2+K3） ，其中K1=本台機組實測速率/控製區域內所有AGC機組的平均調節速率 ，K2=1-發電單元響應延遲時間/5min ，K3=1-發電單元調節誤差/發電單元調節允許誤差 。南方電網規則 ，K1高為5 ，K2 、K3高為1 ，因此綜合指標K值大為3 。下圖為某燃煤電廠某台發電機組AGC性能能統計曲線 ：

以上指標除了表征調頻單元參與AGC響應效果之外 ，更重要的是性能指標的高低直接影響機組調頻收益 。調度機構將單位報價V與K值的比值（V/K)作為競價排名的指標P ，依次從低到高排序 ，排名靠前者中標 ，比如A機組報價12元/MW,K值1 ，B機組報價15元/MW ，K值1.5 ，則調頻性能指標PA=12.5 ，PB=10 ，於是價格高B機組反而優先中標 。

這種綜合指標評定法做到了K值越高 ，收益越好 ，也實現為效果付費獎勵 。另外 ，針對K值高的機組 ，調度中心還能增加調頻裏程（單位MW） ，機組收益進一步擴大 ，如下圖為K值與調頻裏程的相關性曲線 。

下圖是各級組參與AGC響應的日收益與其K值的對比曲線 ，樂玩國際可以看出調頻收益與K值的正相關性 。圖中望洋電廠為燃氣機組 ，其K值高達1.65 ，常規燃煤機組普遍在0.6-0.9之間 ，和燃氣機組存在顯著的差距 ，為了提升燃煤機組K值水平 ，增加調頻收益 ，各發電廠在尋找各種優化方式 ，其中火電+儲能係統聯合調頻是有效的方式之一 。

儲能在此有2個方麵的優勢 ：提高機組性能K值 ，延長機組運行壽命 。聯合調頻的需求是提升電站調頻指標K和提升AGC補償收益 。

2調頻儲能係統

調頻儲能係統 ，實際上還是一套儲能係統 ，隻是應用場景和接入點不同 ，電池 ，BMS ，電池簇組成了儲能係統的直流側 ，PCS ，變壓器組成了儲能係統的交流側 ，交流側接入廠變的低壓端 ，如下圖所示 ：

儲能容量配置，通常按照機組額定出力的3%配置 ，比如300MW的機組 ，配置9MW的儲能係統 ，電池路線選用磷酸鐵鋰 ，電池倍率在1C-2C之間 ，儲能係統多采用集裝箱設計 ，配上消防和空調係統 ，集裝箱內外的布置見下圖 ：

3儲能技術路線

當前調頻儲能技術路線大致分為3類 ，一是常規係統 ；二是分散集中式係統 ；三是高壓級聯係統 ，目前常見應用為第一種 。

3.1 常規係統

常規係統是使用多 ，技術成熟的方案 ，其特點是通過直流電池端的並聯匯流 ，實現儲能單元容量的提升 ，多台電櫃出線端並聯 ，匯流後接入儲能逆變器（PCS櫃） ，組成儲能單元 ，PCS之間並聯接入變壓器 ，對外供電 。

以上方案的不足之處是並聯電池櫃之間存在環路電流 ，電池均衡存在木桶效應 ，不利於電池的精細化管理 ，交流側PCS並聯升壓 ，整個係統損耗較大 ，轉化效率偏低 。

3.2 分散集中係統

關於分散集中拒絕電池簇之間的直流匯流 ，消除簇間環流 ，消除容量短板效應 ，提高電池使用壽命 ，這也是分散集中式儲能係統的核心 。現在來看 ，主要實現手段是將PCS模塊化 ，比如將單台500kW的PCS分為為10台50kW的PCS小機 ，每台小機的交流側集中並聯 ，保證外特性的不變 ，對內分散 ，即每台小機直流側接入一簇電池 。拓撲如見下圖 。

3.3 高壓級聯儲能係統

在分散集中式係統上再做變革升級 ，將PCS小機的交流側由並聯改為串聯 ，拓撲結構如下圖 ：

該係統與前兩種相比 ，顯著的差別是省去了變壓器 ，無需再升壓 ，係統效率更高 ，相同出力下 ，電流更低 ，電池壽命更長 。