鉅大LARGE | 點擊量：1289次 | 2022年10月12日
電池儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)調頻應用中現(xiàn)狀及突出優(yōu)勢
近年來，靠天吃飯的風電和光伏等新能源開始大規(guī)模并網(wǎng)，由于這些電源的間歇性特點，電網(wǎng)的脈搏難免會變得有些亂。而對癥下藥，傳統(tǒng)火電和水電機組調頻的藥效尚顯不足，還需要另外一劑良藥，也就是電池儲能。
2018年以來，火電儲能聯(lián)合調頻項目便從星星之火發(fā)展成了燎原之勢，項目數(shù)量激增到20余個。區(qū)域市場也從華北電網(wǎng)向蒙西電網(wǎng)、南方電網(wǎng)擴散，投資主體和利益分成模式日趨多元。
隨著儲能時代的到來，國家和地方出臺了一系列詳細的支持政策，可以預見，電池儲能系統(tǒng)在電力調頻中必將扮演重要的角色。
確定合法地位
目前，我國的調頻電源主要為火電機組，通過調整機組有功出力，跟蹤系統(tǒng)頻率變化。但是火電機組響應時滯長、機組爬坡速率低，不能準確跟蹤電網(wǎng)調度的調頻指令，存在調節(jié)延遲、調節(jié)偏差和調節(jié)反向等現(xiàn)象。并且，火電機組頻繁變換功率運行,會加重機組設備疲勞和磨損，影響機組的運行壽命。比較而言，水電機組響應較快，可以在幾秒內達到滿功率輸出。但水電機組的建設受地理條件的限制，整體可提供的調頻容量較為有限，亟需新的調頻手段以滿足電網(wǎng)調頻要求。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
而作為電池儲能系統(tǒng)，其響應速度快，短時功率吞吐能力強，調節(jié)靈活，可在毫秒至秒內實現(xiàn)滿功率輸出，在額定功率內的任何功率點實現(xiàn)精準控制。研究表明，持續(xù)充/放電時間為15分鐘的儲能系統(tǒng)，其調頻效率約為水電機組的1.4倍，燃氣機組的2.2倍，燃煤機組的24倍。
雖然電池儲能在調頻上優(yōu)勢明顯，但是真正確立下來其獨立合法地位卻是近一兩年的事情。2016年6月，國家能源局下發(fā)了《關于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務補償(市場)機制試點工作的通知》，首次給予電儲能設施參與輔助服務的獨立合法地位。
2017年10月，國家發(fā)改委聯(lián)合財政部、工信部、科技部和能源局發(fā)布《關于促進儲能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，指出“允許儲能系統(tǒng)與機組聯(lián)合或作為獨立主體參與輔助服務交易”，儲能參與電力調頻輔助服務市場機制初步建立。當年，山東、新疆等多省份陸續(xù)發(fā)布更新電力輔助服務市場運營規(guī)則。電力調頻輔助服務補償費用持續(xù)增長。各省的新政中多次出現(xiàn)儲能，儲能在電力調頻輔助服務中的重要地位逐漸凸顯。
解決電網(wǎng)調頻痛點
隨著高滲透率風電和光伏的大規(guī)模并網(wǎng)，現(xiàn)有調頻容量不足的問題日益突出，亟需新的調頻手段出現(xiàn)。要提高電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性，就必須提高區(qū)域的AGC控制性能，即要提高機組對AGC信號的響應能力，包括響應時間、調節(jié)速率和調節(jié)精度等指標。在新能源大量接入以及傳統(tǒng)機組存在發(fā)展局限性的情況下，電池儲能技術以其快速、精確的功率響應能力成為新型調頻輔助手段的關注熱點。
研究表明，電池儲能系統(tǒng)(BatteryEnergyStorageSystem，BESS)可在1s之內完成AGC調度指令，幾乎是火電機組響應速度的60倍;同時，少量的儲能可有效提升以火電為主的電力系統(tǒng)整體調頻能力。大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)響應速度快，短時功率吞吐能力強，且易改變調節(jié)方向，與常規(guī)調頻電源相結合，可作為輔助傳統(tǒng)機組調頻的有效手段。電池儲能系統(tǒng)的快速響應與精確跟蹤能力使得其比常規(guī)調頻方式高效，可顯著減少電網(wǎng)所需旋轉備用容量;因電池儲能系統(tǒng)參與調頻而節(jié)省的旋轉備用容量可用于電網(wǎng)調峰、事故備用等，能夠進一步提高電網(wǎng)運行的安全性與可靠性。
除了技術上的優(yōu)勢外，電池儲能系統(tǒng)在參與電網(wǎng)調頻的應用中，不僅能夠節(jié)省電力系統(tǒng)的投資和運行費用，降低煤耗，提高靜態(tài)效益，而且由于其響應快速，運行靈活，可以滿足系統(tǒng)運行的調頻需求而產(chǎn)生動態(tài)效益。
國內外技術成熟情況
在國外，電池儲能技術的各方面已經(jīng)逐步成熟，尤其是美國、智利、巴西和芬蘭，針對大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻已開展理論研究與示范驗證。
近日，有外媒報道，雷諾計劃建立先進的電池儲能系統(tǒng)，旨在到2020年成為歐洲最大的第二能源存儲中心。該儲能系統(tǒng)的總容量將會逐步增加到6萬千瓦時或7萬千瓦時，不過它們并不是建在一起，而是在法國和德國分散分布。
據(jù)了解，前三個儲能中心將于2019年初進行安裝，分別位于法國杜埃和克萊翁的雷諾工廠以及德國一家電廠。該項目由雷諾、三井集團等合作完成。此系統(tǒng)的目的是為在一定時間內調節(jié)電力消耗和生產(chǎn)之間的差異，增加能源結構中的再生能源比例，維持電網(wǎng)的供需平衡，為以后新能源汽車等提供充足的電能。
在我國，電池儲能技術參與電網(wǎng)調頻的研究與示范尚屬起步與借鑒階段。從國內目前投建的儲能示范工程來看，電池儲能系統(tǒng)參與電力調頻已逐漸被業(yè)界認識和重視起來，雖然目前還未開展更深入的研究與示范應用工作，但儲能技術參與電力調頻將是未來智能電網(wǎng)必須關注的重要科學問題。
但是，雖然國外的儲能技術已趨于成熟，但由于其網(wǎng)架結構、能源結構與我國相差甚遠，因此，亟需探索符合我國電網(wǎng)特點的儲能參與電力調頻技術，加大儲能在我國調頻輔助領域中的必要性與價值分析、基礎理論研究以及示范研究的力度，利用儲能更好地服務于電力調頻，服務于新一代“堅強”、“智能”電網(wǎng)。
