2023電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站接入與控制技術(shù)

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站接入與控制技術(shù)綜述內(nèi)容電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的思考全球范圍儲(chǔ)能在各領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀：在輔助服務(wù)應(yīng)用的項(xiàng)目裝機(jī)容量占比均最大，增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)最明顯；在集中式可再生能源并網(wǎng)、用戶側(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用已備受關(guān)注；電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站占比16%。截至2017年底，全球累計(jì)投運(yùn)了2926.6MW電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目，其中輔助服務(wù)領(lǐng)域的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為1005.7MW，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能累計(jì)455.5MW，占所有投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的16%。一、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況我國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)及增長(zhǎng)情況截至2017年底，我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)投運(yùn)規(guī)模390MW，占全球投運(yùn)規(guī)模的13%，年增長(zhǎng)率為45%2017年用戶側(cè)和可再生能源并網(wǎng)是國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能最具贏利潛力，有望率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的領(lǐng)域。35.237.253.484.4105.5

389.8

450400350300

268.8 250

200

1501005002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017儲(chǔ)能裝機(jī)（MW）用戶側(cè)59%集中式可再生能源并網(wǎng)29%輔助服務(wù)電網(wǎng)側(cè)9% 3%用戶側(cè) 集中式可再生能源并網(wǎng) 輔助服務(wù) 電網(wǎng)側(cè)2017年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域劃分2018年江蘇、河南、湖南的電網(wǎng)需求，我國(guó)將成為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展最快、裝機(jī)規(guī)模最大的國(guó)家一、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能建設(shè)加快，但…規(guī)模接入對(duì)電力系統(tǒng)影響及其電網(wǎng)適應(yīng)能力如何？如何參與電網(wǎng)輔助服務(wù)？如何優(yōu)化調(diào)度控制，實(shí)現(xiàn)：小儲(chǔ)能、大作用？運(yùn)行效果如何評(píng)價(jià)？一、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的思考內(nèi)容儲(chǔ)能電站相關(guān)技術(shù)要求GB/T

36547-2018

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定；GB/T

36548-2018

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范；GB/T

34120-2017

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能變流器技術(shù)規(guī)范；GB/T

34133-2017

儲(chǔ)能變流器檢測(cè)技術(shù)規(guī)程；NB/T

33014-2014

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范；NB/T

33015-2014

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定；NB/T

33016-2014

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)測(cè)試規(guī)程；Q/GDW

697-2011

儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范；Q/GDW

1887-2013

電網(wǎng)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)監(jiān)控及通信技術(shù)規(guī)范；Q/GDW

696-2011

儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范。二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求GB/T

36547-2018

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的電能質(zhì)量、功率控制、電網(wǎng)適應(yīng)性、保護(hù)與安全自動(dòng)裝置、通信與自動(dòng)化、電能計(jì)量、接地與安全標(biāo)識(shí)、接入電網(wǎng)測(cè)試等技術(shù)要求。適用于額定功率100kW及以上且儲(chǔ)能時(shí)間不低于15min的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其他功率等級(jí)和儲(chǔ)能時(shí)間的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。GB/T

36548-2018

電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)測(cè)試規(guī)范規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的測(cè)試條件、測(cè)試設(shè)備、測(cè)試項(xiàng)目及方法等。適用于額定功率100kW及以上且儲(chǔ)能時(shí)間不低于15min的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其他功率等級(jí)和儲(chǔ)能時(shí)間的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求序號(hào)功能和性能要求運(yùn)行模式充電放電實(shí)際運(yùn)行模式1電網(wǎng)適應(yīng)性測(cè)試電壓響應(yīng)測(cè)試√√頻率響應(yīng)測(cè)試√√2功率控制測(cè)試有功功率調(diào)節(jié)能力√√無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力√√功率因數(shù)調(diào)節(jié)能力√√3過(guò)載能力√√4低電壓穿越√5高電壓穿越√項(xiàng)目列表二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求序號(hào)功能和性能要求運(yùn)行模式充電放電實(shí)際運(yùn)行模式6電能質(zhì)量測(cè)試諧波電壓√√間諧波電壓√√電壓偏差√√直流分量√√電壓波動(dòng)和閃變√√電壓不平衡度√√7防孤島保護(hù)√8充放電響應(yīng)時(shí)間放電響應(yīng)時(shí)間√充電響應(yīng)時(shí)間√二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求序號(hào)功能和性能要求運(yùn)行模式充電放電實(shí)際運(yùn)行模式9充放電調(diào)節(jié)時(shí)間充電調(diào)節(jié)時(shí)間√放電調(diào)節(jié)時(shí)間√10充放電轉(zhuǎn)換時(shí)間充電到放電轉(zhuǎn)換時(shí)間√√放電到充電轉(zhuǎn)換時(shí)間√√11額定能量√√12額定功率能量轉(zhuǎn)換效率√√13通訊測(cè)試二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求功率控制應(yīng)具備恒功率控制、恒功率因數(shù)控制和恒充電/放電電流控制功能，能夠按照計(jì)劃曲線和下發(fā)指令方式連續(xù)運(yùn)行；在其變流器額定功率運(yùn)行范圍內(nèi)具備四象限功率控制功能，有功/無(wú)功應(yīng)在陰影區(qū)域內(nèi)動(dòng)態(tài)可調(diào)；有功功率控制

10(6)kV及以上電壓等級(jí)，具備就地和遠(yuǎn)程充放電控制功能，自動(dòng)執(zhí)行調(diào)度指令，響應(yīng)時(shí)間≤2s

，調(diào)節(jié)時(shí)間≤3s

，充放電轉(zhuǎn)換時(shí)≤2s;

110(220)kV及以上電壓等級(jí)，具有參與一次調(diào)頻的能力，具有AGC功能。無(wú)功功率控制10(6)kV及以上電壓等級(jí)接入公共電網(wǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，具備就地和遠(yuǎn)程無(wú)功功率控制和電壓調(diào)節(jié)功能。二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求頻率適應(yīng)性并入公共電網(wǎng)的系統(tǒng)：當(dāng)接入點(diǎn)頻率低于49.5Hz時(shí)，應(yīng)停止充電；當(dāng)接入點(diǎn)頻率高于50.2Hz時(shí)，應(yīng)停止向電網(wǎng)送電。頻率運(yùn)行要求頻率范圍運(yùn)行要求f<49.5Hz不應(yīng)處于充電狀態(tài)49.5Hz≤f≤50.2Hz連續(xù)運(yùn)行f>50.2Hz不應(yīng)處于放電狀態(tài)f為電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)的電網(wǎng)頻率。二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求低電壓穿越并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至0時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行0.15s；儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至曲線以下時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以從電網(wǎng)切出?？己祟愋凸收项愋涂己穗妷汗收舷嗳鄬?duì)稱并網(wǎng)點(diǎn)線/相電壓ABC兩相相間短路故障并網(wǎng)點(diǎn)線電壓AB相間BC相間CA相間兩相接地短路故障并網(wǎng)點(diǎn)線/相電壓AB接地BC接地CA接地單相接地短路故障并網(wǎng)點(diǎn)相電壓ABC輕載測(cè)試

(輸出功率0.1P-0.3P）重載測(cè)試(輸出額定功率P）二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求高電壓穿越儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在曲線輪廓線及以下區(qū)域，應(yīng)不脫網(wǎng)運(yùn)行；儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在曲線輪廓線以上區(qū)域，允許與電網(wǎng)斷開連接。指標(biāo)要求電壓范圍運(yùn)行要求0.9pu

≤UT≤1.1pu應(yīng)正常運(yùn)行1.1pu

<UT≤1.2pu應(yīng)至少持續(xù)運(yùn)行10s1.2pu

＜UT≤1.3pu應(yīng)至少持續(xù)運(yùn)行0.1s輕載測(cè)試

(輸出功率0.1P-0.3P）重載測(cè)試(輸出額定功率P）儲(chǔ)能系統(tǒng)故障穿越能力主要取決于儲(chǔ)能變流器。二、儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)情況儲(chǔ)能電站接入技術(shù)要求江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的思考內(nèi)容1 江蘇電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能建設(shè)情況為緩解鎮(zhèn)江東部地區(qū)2018年夏季高峰期間供電壓力，結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)周期短、布點(diǎn)靈活的優(yōu)勢(shì)，省公司在鎮(zhèn)江東部地區(qū)（揚(yáng)中、丹陽(yáng)、鎮(zhèn)江新區(qū)）開展了電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)，項(xiàng)目共建8個(gè)儲(chǔ)能站，采用了磷酸鐵鋰電池和儲(chǔ)能預(yù)制艙設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目總規(guī)模101MW/202MWh。三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析序號(hào)名稱地點(diǎn)功率/容量用地1大港儲(chǔ)能站鎮(zhèn)江新區(qū)16MW/32MWh110kV大港變外空余場(chǎng)地2五峰山儲(chǔ)能站鎮(zhèn)江新區(qū)24MW/48MWh租用五峰山變外空余場(chǎng)地3北山儲(chǔ)能站鎮(zhèn)江新區(qū)16MW/32MWh租用出口加工區(qū)空余場(chǎng)地4建山儲(chǔ)能站丹陽(yáng)5MW/10MWh110kV建山變空余場(chǎng)地5丹陽(yáng)儲(chǔ)能站丹陽(yáng)12MW/24MWh220kV丹陽(yáng)變外空余場(chǎng)地6三躍儲(chǔ)能站揚(yáng)中10MW/20MWh退役35kV三躍變7長(zhǎng)旺儲(chǔ)能站揚(yáng)中8MW/16MWh退役35kV長(zhǎng)旺變8新壩儲(chǔ)能站揚(yáng)中10MW/20MWh110kV新壩變空余場(chǎng)地合計(jì)--101MW/202MWh-三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析2 江蘇電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能功能網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的投運(yùn)發(fā)揮了“移峰填谷”的作用，降低了500kV訪仙變的下送負(fù)荷，緩解了鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)的供電壓力。功能：AGCAVC一次調(diào)頻；應(yīng)急響應(yīng)等。3 AGC功能AGC部署在省調(diào)，當(dāng)電網(wǎng)頻率變化時(shí)按照一定要求對(duì)電網(wǎng)提供的有功支撐，接受調(diào)度控制指令?？刂茖?duì)象確定：以并網(wǎng)點(diǎn)有功功率為AGC控制對(duì)象，8個(gè)控制對(duì)象；AGC子站功率優(yōu)化分配，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能單元的SOC校準(zhǔn)；AGC控制對(duì)象遠(yuǎn)方/就地信號(hào)的邏輯控制。三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析4 AVC功能AVC功能部署在地調(diào)：在電網(wǎng)電壓變化時(shí)按照一定要求對(duì)電網(wǎng)提供的無(wú)功支撐，接受調(diào)度控制指令。三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析全站電站無(wú)功能力SVG額定無(wú)功能力PCS無(wú)功能力QNpcs

0.16MVar

(1.05*0.5MVA)2

(0.5MW

)2例如：建山儲(chǔ)能電站無(wú)功能力：2MVar+10*0.16MVar=3.6MVar采用

SVG優(yōu)先調(diào)節(jié)策略，在SVG運(yùn)行能力內(nèi)，PCS無(wú)功能力暫不啟用。靜態(tài)無(wú)功能力PCS無(wú)功能力5 一次調(diào)頻一次調(diào)頻由PCS就地實(shí)現(xiàn)，PCS應(yīng)具備頻率采集能力，精度0.001-0.005HZ；一次調(diào)頻死區(qū)±0.033Hz；動(dòng)作條件：1）超出死區(qū)一定時(shí)間；2）超出頻差一定時(shí)間；調(diào)頻曲線儲(chǔ)能電站限幅值50%-80%額定功率，默認(rèn)80%；轉(zhuǎn)速不等率可調(diào);穩(wěn)定時(shí)間：1min-3min；響應(yīng)速度：400ms。三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析全站邏輯一次調(diào)頻投入：全部PCS投入一次調(diào)頻動(dòng)作：任意PCS動(dòng)作6 源網(wǎng)荷應(yīng)急響應(yīng)互動(dòng)邏輯：PCS接收到緊急控制信號(hào)后，滿功率放電1s，之后由監(jiān)控系統(tǒng)接管以經(jīng)濟(jì)模式運(yùn)行，若5分鐘沒有收到恢復(fù)信號(hào)，則自動(dòng)恢復(fù)緊急控制之前狀態(tài)。三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析地調(diào)信息遙控源網(wǎng)荷投入；遙信源網(wǎng)荷投；源網(wǎng)荷退；終端故障；終端告警。7 提高電網(wǎng)供電能力（延緩改造）優(yōu)化調(diào)控機(jī)理（優(yōu)化目標(biāo)）：儲(chǔ)能SOC運(yùn)行范圍最小，且功率最低；方式：通過(guò)AGC三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析分解充電范圍時(shí)段可充容量求解算法（改進(jìn)蟻群）Path

APath

BPath

C生成隨機(jī)儲(chǔ)能充、放電特性SOC運(yùn)行范圍SOC運(yùn)行范圍最小局部最優(yōu)解優(yōu)化目標(biāo)全局最優(yōu)解二層優(yōu)化更新信息素求解問(wèn)題可行解集功率最小收斂結(jié)果求出在可充電范圍內(nèi)的充電功率得出最優(yōu)結(jié)果迭代7 提高電網(wǎng)供電能力（延緩改造）優(yōu)化調(diào)控機(jī)理（優(yōu)化目標(biāo)）：儲(chǔ)能SOC運(yùn)行范圍最小，且功率最低三、江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站調(diào)控案例分析求解結(jié)果求解結(jié)果：16次迭代，優(yōu)化目標(biāo)收斂，儲(chǔ)能運(yùn)行最小容量為0.244（即可得出響應(yīng)的最小SOC范圍），最小運(yùn)行功率0.068，初始化SOC值0.125。以最小的運(yùn)行區(qū)間，解決同樣的供電能力提升！8 黑啟動(dòng)功能儲(chǔ)