2019年電網側儲能電站監控系統應用與思考.pdf

1、電網側儲能電站監控系統應用與思考Application and Thinking of Monitoring System for Power Grid Side Energy Storage Power Station2019-01-05Version 0.1全球儲能截至2018年底，截至2018年12月底，全球已投運儲能項目的累計裝機規模為180.9GW，同比增長3%，其中，抽水蓄能的累計裝機規模最大，為170.7GW，同比增長1.0%，電化學儲能和熔融鹽儲熱的累計裝機規模緊隨其后，分別為6.5GW和2.8GW，同比分別增長121%和8%。1頂端小標題數據來源2019年儲能白皮書電力儲能的

2、發展概況國內儲能截至2018年12月底，中國已投運儲能項目的累計裝機規模為31.2GW，同比增長8%，其中，抽水蓄能的累計裝機規模最大，約為30.0GW，同比增長5%，電化學儲能和熔融鹽儲熱的累計裝機規模緊隨其后，分別為1.01GW和0.22GW，同比分別增長159%和1000%。2頂端小標題數據來源2019年儲能白皮書2018年，中國新增投運儲能項目的裝機規模為2.3GW，其中電化學儲能的新增投運規模最大，為0.6GW，同比增長414%。電力儲能的發展概況3頂端小標題電源側平滑出力波動跟蹤調度計劃聯合調頻輔助服務電網側調峰調頻系統備用提升新能源消納改善電能質量滿足電網尖峰負荷微網應用用戶側削

3、峰填谷需量管理需求響應光儲充聯合應用提高供電可靠性電源側：張北風光儲輸示范工程、青海格爾木時代光儲聯合發電項目、遼寧臥牛石風電場液流電池儲能電站、全國已有四省開展“火電+儲能”調頻項目電網側：南方電網調峰調頻鋰電池儲能電站、江蘇鎮江電網側儲能項目、大連20萬千瓦（80萬千瓦時）液流電池儲能調峰電站、西藏尼瑪縣可再生能源微網工程用戶側：江蘇無錫星洲工業園儲能系統項目、江蘇常州首套工商業智慧能源儲能系統、無錫新加坡工業園區智能配網項目、嘉定安亭充換儲一體化電站項目電力儲能的發展概況電力儲能的發展概況4頂端小標題示范應用方面，江蘇、河南、湖南、甘肅等省已陸續開展電化學儲能相關示范應用:江蘇第一批電網

4、側儲能項目規模為101MW/202MWh已于今年7月份在鎮江投產，江蘇第二批電網側儲能項目規劃270MW/470MWh，將在南京、蘇州、淮安、鹽城等地開展建設河南電網依托科技項目，規劃建設100MW/200MWh電網側儲能電站，目前已投產29MW/29MWh 湖南長沙電池儲能電站項目分為兩期建設，一期規模為60MW/120MWh；二期規劃建設規模60MW/120MWh 甘肅網域大規模儲能項目，探索跨領域聯合應用模式。項目規劃1500MWh，其中一期182MW/720MWh將于2019年建成，并計劃在電源、電網、用戶側分別建設50、120及12MW儲能項目;新疆、青海儲能項目電力儲能的發展概況5

5、頂端小標題 問題電網側儲能電站的應用場景越發多樣，不同應用場景的如何優化能量控制，實現最大利用效果；電網側儲能電站的單站容量越來越大，海量數據的處理。監控系統是儲能電站的“大腦”實現：變電站監測、設備監控、運行控制、AGC/AVC、應急響應等功能來自網絡不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理6頂端小標題基本功能變電站監控保護測控安防溫控儲能電站監控儲能系統的運行控制AGC、AVC子站儲能單元運行數據監測電網側儲能電站監控系統的基本功能不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理7頂端小標題電網側儲能電站監控系統的基本結構數采服務器服務器GPS數采網段數采網段主交換機維護工作站儲能電站RTU數據服

6、務器LinuxGPS儲能變流器1-NLinux 監控工作站儲能電池BMS1-M 網關機網關機通信網段通信網段Linux 數據傳輸網數據傳輸網省調省調D D50005000地調地調D D50005000縱向加密裝置縱向加密裝置 安全、可靠雙機雙網冗余結構；國產操作系統、數據庫。不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理8頂端小標題 特點靈活性、快速性；解決調峰問題。電網側儲能電站的能量管理-局部供電能力快速提升，減緩供電能力不足供電能力負荷需求 能量管理策略：根據負荷特性及當前供電能力，在解決負荷超限問題的供電需求前提下，優化儲能電站充放電方式，優化目標是儲能電站的soc運行范圍最小及功率最低（減

7、小容量配置）。鎮江電網側儲能不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理頂端小標題 儲能充放電約束儲能系統的放電約束即為補充供電不足部分（紅色）；儲能系統充電約束則是一個范圍（綠色），超出范圍則儲能出力會疊加負荷特性超出電網供電能力，引起新的問題。能量平衡約束：儲能充電電量=儲能放電量；SOC運行范圍在儲能電站允許范圍內；充、放電功率在儲能電站允許范圍內。儲能系統的放電需求已經明確，不同充電策略將影響儲能系統的SOC運行范圍及充電功率。優化算法求解儲能容量計算YNYN1nnNYnESEScapESES初始化/2ifnj2112nnnnnnNMSSNMESES 212nnnNMSNMnESES210

8、nnnESNMS11=01;ES ESSn，ESES運行范圍與充放電特性關系優化結果9不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理10頂端小標題 問題源荷不匹配，220kV變電站出現倒送；能量管理策略：能量管理系統動態跟蹤源荷匹配程度，通過控制策略實現就地消納。電網側儲能電站的能量管理提高分布式電源就地消納，負荷優化金湖電網側儲能不同應用場景下的電網側儲能監控與能量管理11頂端小標題 問題電網輸送通道限制，可再生能源無法同時送出，棄風、棄光問題 能量管理策略能量管理系統動態評估所有電源的出力及輸送能力，優化充放特性。電網側儲能電站的能量管理提高西北電網的可再生能源基地新能源消納青海海西電網側儲能海

9、西電網輸送能力特性新能源發電特性優化算法及結果大規模電網側儲能電站監控系統數據處理能力12頂端小標題 江蘇鎮江建山儲能站（5MW）：全站遙測：16400全站遙信：4400全站遙調：30全站遙控：80地調轉發：遙測220，遙信332，遙控20，遙調5省調轉發：遙測186，遙信30，遙控1，遙調1 百兆瓦級儲能電站數據預估全站遙測：30w+全站遙信：10w+全站遙調：600+全站遙控：1600+大規模電網側儲能電站對監控的安全隱患海量數據對監控實時儲能監控的影響雪崩性能主備切換雙機N-1功率響應監控系統穩定運行大規模電網側儲能電站監控系統數據處理能力頂端小標題監控系統數據處理能力測試試驗對象序號檢

10、驗項目技術要求儲能監控系統1雪崩試驗海量數據事件產生下考核：1.遙信、遙測變化時延;2.CPU平均負荷率;3.完整接收SOE和遙信變位事件。2監控主機主備切換試驗海量數據事件產生下考核：1.遙信、遙測變化時延;2.CPU平均負荷率;3.完整接收SOE和遙信變位事件。3監控主機N-1試驗海量數據事件產生下考核：1.CPU平均負荷率;2.完整接收SOE和遙信變位事件。4通信服務器N-1試驗海量數據事件產生下考核：模擬主站完整接收信號變化事件準確性。5功率調節響應時間試驗海量數據事件產生下考核：模擬主站指令下發與PCS收到控制指令時延。6電壓波動響應時間海量數據事件產生下考核：計算電壓波動與EMS調

11、節指令下發的時間13大規模電網側儲能電站監控系統數據處理能力頂端小標題監控系統數據處理能力測試結果保障系統在多種數據變位條件下的各種工況數據無丟失且運行穩定14中國電科院RES6000電網側儲能電站監控系統應用15頂端小標題國內首個完成AGC涉網試驗，源網荷緊急互動響應試驗 全站運行控制；AGC、AVC子站功能；源網荷系統接入。工程應用：完成鎮江丹陽建山電網側儲能電站(5MW/10MWh)監控系統建設。中國電科院RES6000電網側儲能電站監控系統應用頂端小標題工程應用：完成鎮江丹陽建山電網側儲能電站(5MW/10MWh)監控系統建設。16一些思考17頂端小標題 儲能監控系統能量管理的優化算法可以放到本地，也可以放到調度側，視應用場景而定，但儲能電站的能量管理策略必將結合源網荷的特性進行優化求解，才能將儲能電站的發揮出最大的作用；面向不同電網需求，監控系統功能定位有所差別，江蘇電網側儲能將一次調頻功能定位在PCS側；而西北電網關于開展新能源場站快速頻率響應功能推廣應用方面，則偏向將調頻功能定位在廠站側的監控系統中；單站規模的增加，導致儲能電站數據監控量的上升，海量數據在廠站側的分析處理能力需要測試；此外，儲能監控再向上一級主站報送關鍵運行評價信息是監控系統高級應用必然趨勢，后期應發掘儲能監控系統在電站評價中的作用。謝謝Thanks for Your Time18