9-趙樂雷 --火儲調頻系統集成（北京寶光智中-杭州儲能會議）.pdf

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1、Times:2022.09北北京京寶寶光光智智中中能能源源科科技技有有限限公公司司火火電電儲儲能能調調頻頻系系統統集集成成隸屬于中國電氣裝備集團，央企控股，西電集團上市公司寶光股份+清華大學技術團隊共同組成公公司司介介紹紹北北京京寶寶光光智智中中能能源源科科技技有有限限公公司司技術來源于清華大學電機系院士團隊熱備用配合新能源接入電能質量管理阻尼功率振蕩多目標多控制 模式協調輸出控制削峰填谷系統調頻無功支撐孤島運行調用相應 功能模塊48121620244055504560時 間(h)負荷(MW)實 際 負 荷一 次 預 測 和 優 化 結 果 滾 動 預 測 和 優 化 結果A孤 島2 M W

2、儲 能站10kV 饋 線2 M補 償 母 線電 容 負 荷110kV#1#2#3 碧 嶺 站10kV1 M3 MB1.041.0210.980.960.940.920.90.880.861.060.5 1 1.5 2 2.5 3時間(s)逆變器端電壓(標幺)負荷0.85MW+0.21MVar 負荷0.85MW+0.15MVar 負荷0.85MW+0.26MVar限 幅K 死 區 儲 能 系 統11 TsR充 放 電 控 制S O CPPreffrefflocal負 荷 參 考 設 定 值碧 嶺 站f儲 能 系 統 動 態 無 功 支 撐 控 制 仿 真 0.02.04.06.08.010.01

3、2.00MV A1MV A電 壓 有 效 值（kV）5MV A無功支撐系統調頻孤島運行3.6 3.6 1 3.6 2 3.6 3 3.6 4 3.6 5 3.6 6 3.6 7 3.6 8 3.6 94x 1 0051 01 52 02 53 0時 間(s)功率波動量(MW)原 始 波 動 量A K F 1 A K F 2 D F C D R LZ電 池 儲 能 系 統 B E S S負 荷L模 擬Zload 電 壓 跌 落負荷母線統母線 外 部 級 控 制380V電 壓 跌 落 治 理諧 波 治 理中 間 級 控 制PI控 制P W M 脈 沖 發 生 器內 部 級 控 制1 s T11 s

4、 T21s TiK p1 s Tp1XT1KD11 s TsVVISref+-+T -K3 1 s T31 s T4 1 s T5A s T6B s T7K4高 通 濾 波 P Vd a m p +-熱備用平滑風電 電能質量治理無窮大系阻尼振蕩V電電力力輔輔助助服服務務電電力力輔輔助助服服務務：指為維持電力系統安全穩定運行，或恢復系統安全，以及為保證電能供應，滿足電壓、頻率質量等要求所需要的一系列服務。電電力力輔輔助助服服務務的的種種類類：有功平衡服務、無功平衡服務、事故應急及恢復服務。相相關關政政策策支支持持p 頂頂層層產產業業政政策策：國家能源局正式發布電力并網運行管理規定和電力輔助服務管

5、理辦法p 地地方方細細則則落落實實：南南方方區區域域電電力力并并網網運運行行管管理理實實施施細細則則南南方方區區域域電電力力輔輔助助服服務務管管理理實實施施細細則則2022.6華華中中區區域域湖湖北北、江江西西、重重慶慶電電力力調調頻頻輔輔助助服服務務市市場場交交易易規規則則（征征求求意意見見稿稿）2022.6山山東東省省電電力力輔輔助助服服務務管管理理實實施施細細則則（2022年年修修訂訂版版征征求求意意見見）2022.7華東區域電電力力輔輔助助服服務務管管理理實實施施細細則則模擬運行稿 2022.8火火電電廠廠儲儲能能輔輔助助調調頻頻需需求求的的提提出出火電機組調頻的固有缺陷儲能系統的優勢

6、儲能+火電機組聯合調頻儲儲能能系系統統聯聯合合火火電電機機組組調調頻頻優優勢勢采用先進儲能技術進行調頻是未來電力行業發展方向；大幅提高電廠發電機組AGC調頻水平，使其成為電網最優質的調頻電源之一；儲能系統具有快速（秒級）精確（大于99%）的有功調節能力；儲能系統調節效果遠超火電機組；提高機組運行安全性提高機組運行經濟性對系統穩定性影響對電廠機組影響火火電電廠廠儲儲能能輔輔助助調調頻頻系系統統集集成成方方案案火電廠儲能輔助調頻市場已經迅速發展，是目前電力輔助服務市場具備成熟商業模式，有利于推廣運行?；鸹痣婋姀S廠儲儲能能輔輔助助調調頻頻系系統統安安全全評評估估儲能系統對電廠的安全評估短路電流計算分

7、析接入電化學儲能系統后短路電流變化情況，電廠原 6kV 母線進線及各出線斷路器是否滿足短路電流開斷要求，是否需要進行調整。高廠變負荷容量分析根據電廠提供的數據分析儲能投入后，高廠變容量是否滿足要求，在廠用電負荷較高時是否存在重載或者過載情況；在廠用電負荷較低時是否存在倒送功率情況，如何解決對廠內原有設備保護影響分析分別對儲能系統接入后對機組保護、廠用電保護影響分析儲能系統保護適用性分析對儲能系統保護配置進行分析，保證保護配合的合理性儲能系統接入對電網的安全評估對電能質量影響分別分析諧波、電壓波動和閃變的影響儲能本體安全評估BMS保護邏輯、儲能系統SOC算法及均衡策略杜絕了因電芯過充、過放、過流

8、以及溫度超限所帶來的安全問題電氣設計保護機制從器件選型、電纜選型、電氣聯動、消防聯動設計等方面保證電氣故障情況下避免發生熱失控事先全面評估是保證儲能系統安全建設和運行的重要保障儲儲能能容容量量選選擇擇儲能功率儲能容量時長儲儲能能本本體體選選型型考慮到實際使用的效果、成本及安全可靠性，一般采用：磷酸鐵鋰電化學儲能磷酸鐵鋰+飛輪混合儲能磷酸鐵鋰+超容混合儲能功率型磷酸鐵鋰：飛輪儲能超級電容儲儲能能電電池池系系統統方方案案設設計計儲儲能能電電池池系系統統方方案案設設計計電電氣氣系系統統方方案案設設計計 儲能系統通過并網開關接入廠用電系統（6kV或者10kV），需提前考慮高廠變容量 運行方式可采用“一

9、拖二”或者“二拖二”電電氣氣二二次次系系統統方方案案設設計計 RTU系統接入方案：在保證速度和網絡安全為原則的基礎上通過通訊接口連接，上傳儲能系統信號，并接收調度AGC指令等信息。擴容RTU系統DCS系統PMU系統 DCS系統接入方案：優先采用硬接線，接入機組功率等信息 高壓電氣保護系統設計方案：并網開關配置光纖差動保護，儲能高壓開關配置站用變保護儲儲能能E EMMS S&S SC CA AD DA A系系統統方方案案設設計計儲儲能能E EMMS S&S SC CA AD DA A系系統統方方案案設設計計控制系統采用分層架構設計，監控層+控制層；監控層由應用服務器、歷史服務器、工程師站、維護工

10、作站及打印機組成；支持雙網冗余配置模式；控制層采用分層控制模式，實現總協調控制器與分協調控制器的聯合控制策略總協調控制器實現對調度功率預測指令的接收，根據各個分協調控制器上送的電池和PCS運行狀態進行實時響應控制，實現功率指令分配；分協調控制器采用雙網組網，分快數據網和慢數據網，接收總協調控制器的指令并執行PCS控制儲儲能能E EMMS S&S SC CA AD DA A系系統統方方案案設設計計u 協調控制器采集機組DCS、RTU、并網開關柜、電池分控子系統BAMS、PCS子系統數據，根據調度下發AGC指令及電池運行狀態下達功率分配命令u 采集網、協調控制器采用冗余配置；u 采用快速網絡實現控

11、制數據通信；u 就地開關柜通過通信管理機實現設備信息采集和轉發；火火電電儲儲能能輔輔助助調調頻頻EMS協協調調控控制制系系統統：需要研究解決的實際問題：u儲能調節如何適應機組的調節速率不穩定性控制；uPCS功率分配；u電池SOC均衡策略；u大指令的跟蹤策略；u一次調頻響應策略；火火儲儲調調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術火電機組（慢過程）熱工機電電池+PCS（快過程）電化學反應電力電子變換儲儲能能E EM MS SAGC指令（隨機過程）儲能動態速率跟蹤策略：動態速率跟蹤仿真模型，結合儲能系統預測曲線，以及與調度端AGC控制策略的高效協同，綜合建立儲能與電廠機組協調運行的最優控制模型，利用人

12、工智能算法迭代進行滾動求解，得到對儲能的最優控制策略?；鸹饍φ{調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術火火儲儲調調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術電池多單元SOC智能均衡策略：通過對電池單元電壓、溫度、SOC運行特性曲線分析，建立一種SOC動態多層級均衡策略模型，在AGC調頻及空閑時進行多次SOC均衡，實現SOC均衡最優化，保證儲能系統的安全運行及調節效果。PCS功率分配策略依據電池的SOC/SOE以及PCS的工作狀態，實現PCS的功率響應閉環控制分配策略，在不同的狀態下實現電池充放電的均衡控制火火儲儲調調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術控制模式多樣化：EMS采用多種控制模式進行設計，

13、通過不同的判定策略，保證儲能系統在多種控制模式下的穩定控制火火儲儲調調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術一次調頻與AGC的配合：EMS設置不同頻率狀態及AGC指令模式下，EMS不同的判定策略，保證儲能系統在完成AGC穩定控制的同時，也能兼顧一次調頻，不能出現誤調節及反向調節情況?；鸹饍φ{調頻頻E EMMS S關關鍵鍵技技術術EMS站級安全控制策略：高廠變低壓側限流和反送電策略：防止在儲能系統充電時出現高廠變低壓側過流，放電時高廠變反送電情況。消防聯動安全策略：EMS系統與儲能消防系統實現聯動機制，在火災發生時及時切斷帶電線路及設備，保護系統安全。運運行行效效果果（廣廣東東韶韶關關電電廠廠3

14、 33 30 0MMWW機機組組9 9MMWW/4 4.5 5MMWWh h）運行性能指標（綜合K值）和收益均居市場前列火火儲儲調調頻頻項項目目案案例例廣廣東東平平海海電電廠廠1 10 00 00 0MMWW機機組組3 30 0MMWW/1 15 5MMWWh h）火火儲儲調調頻頻項項目目案案例例廣廣東東華華潤潤南南沙沙電電廠廠3 33 30 0MMWW機機組組9 9.6 6MMWW/4 4.8 8MMWWh h）火火儲儲調調頻頻項項目目案案例例廣廣東東大大埔埔電電廠廠6 60 00 0MMWW機機組組1 18 8MMWW/9 9MMWWh h）火火儲儲調調頻頻項項目目案案例例山山東東大大唐唐臨臨清清電電廠廠3 33 30 0MMWW機機組組9 9MMWW/9 9MMWWh h）功率平滑 削峰填谷 吸納限電 SOC多單元平衡 一次調頻 AGC控制 AVC動態調壓 曲線跟蹤 電能質量 震蕩阻尼抑制風光儲一體化系統解決方案-“自上而下”集成架構設計 滿足電網穩定性要求 助力用戶電力輔助服務市場收益PCS電池EMS未來儲能市場的競爭 會更聚焦于EMS 發揮儲能最大價值北 京 寶 光 智 中 能 源 科 技 有 限 公 司電電力力輔輔助助服服務務市市場場核核心心技技術術和和集集成成服服務務提提供供商商趙樂雷 Tel:13910637769 E-mail:微信公眾號：寶光智中