霍克锂电池储能技术参与AGC调节的应用探讨

摘要：储能技能应用于AGC调频来源并广泛应用于美国，截至2012年末，美国各地应用于电网AGC调频的储能体系到达100MW的规划，储能技能现已完结规划化商业运作。关于燃煤发电机组，一次能源转换成电能需求阅历一系列复杂的进程，一起其轴系具有旋转惯性，因而燃煤机组对有功功率的调理呼应速度较慢，通常需求较长时刻才干完结调理要求。因而，火电机组在长期承当深重的AGC调理使命时，特别是当电网中调指令改变起伏较大时，因为其呼应速度慢，造成了机组锅炉短期内迅速加煤，这样会导致机组制粉体系负载升高、设备磨损严重、发电煤耗增高级一系列负面影响。本文以某热电厂投产的2MW磷酸铁锂电池储能体系为例，探讨了这项新技能的特色、原理以及应用收益。

关键词：储能体系主动发电操控（AGC）；调理速率；调理精度；呼应时刻；收益

主动发电操控，是一种老练的电力闭环操控技能，是现代电力体系调度机构内能量管理体系（EMS）的核心功能之一，在电力体系中得到广泛应用。电力体系因为各种主客观原因会出现发电与用电间的电能差额，AGC能够主动调理电网中调频电源的有功功率，完结对电网频率及联络线功率的操控，满意电力体系调频的需求。

1储能体系构成与调频的操控原理

现在，我国储能技能应用于AGC调频尚处起步阶段。2013年，某热电厂3号燃煤机组投产了北京睿能世纪科技有限公司2MW磷酸铁锂电池储能体系。储能体系主要由储能单元、功率变换装置、冷却装置、通讯与操控单元构成。2MW储能单元，接入2MVA双向PCS，通过升压变压器接入6.3kV高压厂用电回路。PCS作为储能体系与电网衔接的功率接口设备，承当操控电网与储能单元间能量双向活动的功能，满意功率操控精度和充放电快速转换的呼应速度要求。储能体系辅助用电由电厂380V低压厂用电供给，供给储能体系照明、冷却和操控体系用电，一起储能体系内置UPS确保在辅助供电中断情况下体系的运转安全。

AGC运转形式下，3号燃煤机组通过主变压器并网，DCS体系接纳AGC调度指令，并监控机组出力和本地负荷信号，通过CCS体系调理燃料、给水等炉机动作，操控机组净出力跟从AGC调度指令。火电机组与储能体系联合调频的基本原理是在传统火电机组中，添加储能设备，以火电机组作为呼应AGC调频指令的根底单元，而以储能体系作为弥补的快速呼应单元。使用储能体系快速调理输出功率的才能，到达改进机组AGC呼应速度和精度的目的。

在运转进程中，储能操控体系通过DCS硬接线方法单向接纳3号机组运转状态和参数，不会干涉机组的运转，不向机组DCS上传数据和指令，不接入机组操控回路，不改变机组操控逻辑。储能操控体系通过RTU接口获得AGC指令和机组出力等运转数据，通过算法计算确认储能体系对机组出力的修正形式和修正量，并下发至储能体系操控单元，终究储能体系的出力和机组的出力在RTU进行兼并后上传电网公司。储能操控体系接纳储能体系反应状态信号，下发储能体系投切指令等信号，然后完结储能体系的出力操控。一起，机组单向接纳储能体系基本运转状态参数，正常情况下也不干涉储能体系的运转。因而，储能体系和3号机组在AGC运转方面是各自独立的体系。

2储能技能参加AGC调频收益分析

根据北京电网《两个细则》文件的规定，现在北京电网对AGC机组的查核分为AGC可用率查核和AGC功能查核两部分。因为储能体系和发电机组在AGC运转方面是各自独立的体系，所以储能技能将直接影响电网对AGC机组的调理功能查核。调理功能的查核Kp值是对调理速率K1、调理精度K2、呼应时刻K3的综合性查核。

Kp=K1×K2×K3

K1=v/vn

K2=2—ΔP/0.01•Pn

K3=2—ΔT/Tn

其间v是AGC机组调理速率，vn是机组规范调理速率，ΔP是实践出力与设定出力的差值，ΔT是机组出力在原出力点上，可靠地跨出与调理方向共同的调理死区所需时刻，Tn是呼应时刻基准值。某热电厂3号机组调理功能在储能未参加情况下Kp平均为4.0左右，通过储能体系参加调频，ΔP、ΔT值均有显着降低，Kp值进步至4.5以上。Kp值的进步，使机组能够长期投运BLR形式（机组盯梢基准功率曲线并参加ACE误差调理的方法）。在BLR形式下，能够完结发电计划的主动免考。一起，北京电网根据机组调理深度D和综合功能指标Kp进行AGC调理功能补偿，Kp值的进步也意味着补偿收益的增多。此外，Kp值的进步能够将火电机组从深重的AGC调频使命中解放出来，调频的快速呼应才能带来了相对安稳的出力及高负荷率，这将有用避免有功功率欠调情况下的燃煤量过调，有利于改进机组燃煤效率，进步机组的可用率及使用寿命。某热电厂是承当北京冬天供热的热电联产机组，是重要的电源点。在北京电网中，AGC调频电源大部分是燃煤、燃气热电联产机组。受热负荷安稳的束缚，调频才能不足，优质调频资源稀缺，使得电网的调频才能进一步下降。当某热电厂引进相对小容量的储能体系后，能够增强机组的调频才能，有利于改进区域电网调频资源不足的问题，进步区域电网体系的全体AGC调频才能，进步电网运转的可靠性及安全性。

储能体系并不仅仅是发电单元，因为储能体系在充放电进程中存在损耗，以及需求考虑储能体系运转辅助用电等，因而，储能体系与火电机组联合运转呼应AGC指令的进程中，会造成机组体系总体上网电量丢失。该体系每天将或许耗费约1MWh厂用电，比较电网15元/MW的调频补偿收益，具有经济性。

从国家方针上看，现在，北京电网《两个细则》方法中只针对传统发电机组拟定了详细补偿方法和结算方法，储能体系作为新的商场参加主体，其补偿形式还有待明确。比较传统电源，储能体系的初始投资较高，需考虑在确保公正的前提下，适当地将储能归入结算体系。此外，关于AGC服务的补偿和查核的指标是依照传统机组的特色拟定，还没有针对储能这类新型调频资源缔结规范，关于调频服务质量远远高于传统调频机组的储能体系，依照同样规范进行补偿是显失公正的。美国于2011年出台了《批发电力商场的调频服务补偿》法案，解决了储能体系参加AGC调频服务商场的合理收益的问题，对整个职业的健康发展起到了决定性的效果。在可预见的未来，若我国出台相关方针，某热电厂将享有更多的方针收益。

3结语

频率安稳是电网安全运转的重要确保，某热电厂地处华北电网负荷中心，选用储能体系与AGC联合调频的方法，能够进步调理速率、调理精度和呼应时刻，可长期履行AGC调频使命，能够确保体系频率的安稳，进步频率及联络线功率的合格率，进步电网运转的可靠性及安全性。机组调频才能的增强降低了发电机组煤耗和设备损耗，进步了机组运转的经济性，一起给电厂带来了新增的AGC调频和补偿收益。一起某热电厂选用的2MW磷酸铁锂电池储能体系选用老练的模块化规划，从产品采购、体系建设到上线运转，周期也仅需求3个月左右，远小于传统发电电源的建设时刻，建设计划上也具有切实的可行性。