PDF《国内外兆瓦级储能调频示范应用现状分析与启示》

2 兆瓦级储能调频应用选型因素 一次调频为机组调速器及负荷特性自发吸收电 网高频低幅负荷波动以减少频率变化, 时间尺度为 秒级至分钟级, 二次调频即自动发电控制( AG C) 调 频由机组跟踪 AG C 指令以平抑区域控制偏差, 时 间尺度为分钟级.因此储能系统提供频率调节服务 时, 充放时间短且次数多, 属于功率型应用, 对循环 寿命及短时功率吞吐能力要求较高. 其中 AG C调频要求调频源进行快速功率爬坡 以较大出力迅速跟踪 AG C 指令, 因此电池类储能 需具备高倍率特性.此外, 还需考虑储能安全性、 功 率密度、 成本、 转换效率等特点.表1列出已应用于 调频的几类储能上述相关参数及特点[

1 6 G

1 9] . 表1 调频应用储能的参数及特点 T a b l e1 P a r a m e t e r sa n dt r a i t so f e n e r g y s t o r a g e i nf r e q u e n c yr e g u l a t i o na p p l i c a t i o n 储能类型 循环寿命 倍率特性 安全性 功率密度及成本 转换效率 磷酸铁锂电池

20 0 0~50

0 0次2C安全性较高

15 0 0~20

0 0 W / k g ,

16 0 0元/ ( k W?h ) ,

32 0 0元/ k W

8 5%~9 6% 钛酸锂电池

20 0 0~1

00 0 0次5C安全性超高, 不易爆不易燃

30 0

0 W / k g ,

90 0 0元/ k W,

45 0 0元/ ( k W?h )

8 5%~9 6% 三元锂离子电池

20 0 0~1

00 0 0次1C安全性较高

10 0

0 W / k g ,

11 0 0~18

0 0元/ k W

9 0%以上 钠硫电池

1 00

0 0次―压力裕度足够时安全 系数高, 隐患小 0. 5~2 W / L,

30 0 0元/ k W

4 8%~5 2% 结合表1及资料文献, 磷酸铁锂电池技术成熟, 但批次稳定性及低温性能缺陷[

2 0] 使得电池组较单 体循环寿命有所折扣.钛酸锂电池具有 高倍率特 性, 前景较广.三元锂离子电池可根据需求调制正 极材料, 一致性好且循环寿命不逊于锂离子电池, 在 调频领域兴起.钠硫电池倍率特性差, 运行时需高 温溶解钠硫, 安全隐患堪忧, 投运放缓. 液流电池虽然成本高昂且自放电率较高[

2 1] , 但 上万次循环寿命仍吸引项目投运.铅炭电池属电容 型改性铅酸电池, 即在铅酸电池负极引入高电容活 性炭材料, 改善循环寿命和功率密度. 飞轮储能充放电次数几乎不受限, 现有兆瓦级 调频项目少归因于高昂成本.压缩空气储能单位造 价与抽水蓄能相近, 与其相比, 非补燃型压缩空气储 能则可实现零碳充放[

2 2 ] . 综上所述, 具备关键性能优势的锂离子电池未 来一段时间仍将是调频用储能首选.此外, 随着改 性电池如铅炭电池及新型储能的关键材料研发和批 量生 产, 其成本降低, 商业化调频应用也将逐步扩大.

3 国内外兆瓦级储能调频运行模式 3.

1 国内外兆瓦级储能调频运行模式分类 储能调频渗入发电端、 输配环节、 需求侧, 依运 营商需求协同配套电源或独立并网提供调频辅助服 务, 按运行模式分为以下四类.

1 ) 辅助传统电源调频 储能系统装设在发电厂以辅助单台或多台火电 机组参与 AG C 调频, 在调节延时、 超调、 反调等情 况下执行 不同充放策略[

2 3] 改善目标机组AG C 性能.二者动作时机整定配合应避免能量对冲, 技术 实现取决于依据调节效果及补偿机制设计的指令分 配方法和能量管理策略.

2 ) 依托大规模新能源参与调频 大规模风光并网辅设储能进行波动平抑实现高 比例消纳, 储能系统通常可多功能切换, 包括响应调 度........