PDF《储能参与电力系统快速调频的需求评估方法》

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9 年3月ElectricP o w e r E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y 第38卷第2期储能参与电力系统快速调频的需求评估方法 樊海锋

1 ,俞智鹏

2 ,刘文龙

3 ,徐春雷

1 ,耿光超

3 (

1 .

国网江苏省电力有限公司, 江苏 南京

2 1

0 0

2 4 ;

2 . 东南大学电气工程学院, 江苏 南京

2 1

0 0

9 6 ;

3 . 浙江大学电气工程学院, 浙江 杭州

3 1

0 0

2 7 ) 摘要: 随着特高压直流建设和可再生能源发展, 直流闭锁故障对电力系统快速调频提出了挑战.针对储能技术 改善电力系统频率稳定性, 提出了一种储能参与系统快速调频的需求评估方法.首先提出了电力系统快速调频的 瓶颈评估指标和瓶颈场景分析方法, 为储能容量配置提供了场景基础;

接着又提出了基于瓶颈边界场景的储能容 量优化配置方法, 以最小化储能容量配置成本消除电力系统快速调频的瓶颈场景;

最后基于江苏电网实际数据进 行了算例分析, 结果验证了所提出的需求评估方法的有效性. 关键词: 储能;

快速调频;

需求评估;

瓶颈 中图分类号: T M

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4 文献标志码: A 文章编号:

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9 6

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0 3 (

2 0

1 9 )

0 2

0 0

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0 7 收稿日期:

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1 8

0 9

1 1 ;

修回日期:

2 0

1 8

1 1

1 3 基金项目: 国家自然科学青年基金资助项目(

5 1

6 0

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5 5 ) ;

国 家电网有限公司总部科技项目( J

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6 )

0 引言 因具有良好的经济、 环境效益, 可再生能源发 电将会逐步取代常规机组, 特别是燃煤火电机组. 根据《 江苏省 十三・五 能源发展规划》 [

1 ] , 可再生 能源装机占比将达到

1 7 %左右.目前可再生能源 发电如风电、 光伏, 主要采用最大功率点跟踪( m a x i m u mp o w e r p o i n t t r a c k i n g , M P P T ) 运行方式, 其有功 控制与频率变化解耦 [

2 ―4 ] , 不具备常规机组的惯性 响应和一次调频, 从而降低了系统调频对有功扰动 的适应性.同时, 江苏电网已投运多条特高压直流 线路包括锡泰直流、 锦苏直流 [

5 ―6 ] 等, 未来还将建设 投运其他特高压直流, 但直流线路发生闭锁故障 时, 电网将出现较大的有功缺额, 系统频率稳定性 将面临挑战 [

7 ―1

2 ] .基于上述两个因素, 在多直流馈 入和可再生能源发电不断发展的背景下, 当系统发 生较大扰动时( 如直流线路闭锁) , 系统频率会出现 快速跌落, 若频率小于低频减载启动值, 系统将自 动切除部分负荷, 降低了系统供电可靠性.因此, 研究含多直流馈入和高渗透率可再生能源的电力 系统的快速调频具有重要意义. 储能系统响应速率快、 充放电灵活, 可用于改 善电力系统快速调频能力 [

1 3 ―1

9 ] .在较大扰动发生 初期, 储能快速提供有功功率支撑, 可降低系统频 率跌落速率和减少系统频率最大偏差, 从而提高电 力系统的频率稳定性.目前, 有较多文献介绍储能 快速调频的控制方法 [

2 0 ―2

6 ] , 但储能参与系统快速调 频的需求评估鲜有涉及, 即系统快速调频的瓶颈分 析和储能参与系统快速调频的容量配置. 基于上述问题, 提出一种储能参与电力系统快 速调频的需求评估方法.首先, 分析电力系统快速 调频的瓶颈场景, 然后将以瓶颈最大的场景作为储 能容量配置的场景基础, 利用优化配置模型得到储 能功率容量和能量容量, 实现以最小化储能容量配 置成本消除电力系统快速调频的瓶颈场景.此外, 基于电力系统动态频率仿真模型, 研究了储能参与 电力系统快速调频的需求评估.