国网山西调度中心-构网型新型储能参与电力系统调频实践与展望

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202 • 中国电机工程学会高级会员 • 国际电工委（ IEC ） SC 8A 中国工作组成员 • IEEE PES 风光水储中国組 理事 • 全国电网运行与控制标委会 （ SAC TC446 ） • 全国太阳能光热发电标委会 （ SAC TC565 ） • 太阳能光热学术委员会委员 • 国家能源行业风电标委会 • 全国太阳能光热产业技术创 新战略联盟会员 • 山西省“三晋英才”支持计划 之“拔尖骨干”人才 —— 赵俊屹 国网山西省电力有限公司调度中心 调研员 / 教授级高工 赵实说，赵直 说 目 录 02 新型电力系统需要构网型 储能技术支撑 03 构网型新型储能参与系统调 频辅助服务实践 04 山西电网构网型新型储能参 与系统调频服务介绍 01 05 CONTEN TS 前 言 0 1 习近平指出：要适应能源转型需要 适应能源转型需要， 进一步建设好新能源基础设施网络， 推 进 电网基础设施智能化改造和智能微电网建设， 提高电网对清 洁能源的接纳、配置和调控能力。 刘吉臻教授提出工作建议 中国工程院院士、新能源电力系统全国重点实验室主任刘吉臻教 授就这个问题进行讲解， 提出工作建议。中央政治局的同志认 真听取讲解， 并进行了讨论。 中共中央政治局就新能源技术与我国的能源安全进行第十二次 集体学习。主持学习时强调， 能源安全事关经济社会发展全局。 习近平在主持学习时强调： 02 新型电力系统 需要构网型储能技术支撑 按需建设储能，有序建设抽水蓄能，积极推进新型储能建设； 多元化储能科学配置，充分发挥电化学储能、压缩空气储能、 飞轮储能、氢储能、热（冷）储能等各类新型储能的优势， 探索储能融合发展新场景， 提升电力系统安全保障水 平和系 统综合效率。 2023 年 4 月 24 日， 国家 能源 局发布了关于公开征求《关于加 强新型电力系统稳定工作的指导 意见（征求意见稿） 》 意见的 通知， 提出新型电力系统稳定 发展 27 条。 完善合理的电源结构、柔性电网平台、灵活性负荷侧全过程 夯实新型电力系统稳定基础。提出要科学安排储能建设。 科学安排储能建设： 一、优化调峰辅助服务交易和价格机制 二、健全调频辅助服务交易和价格机制 规范调频市场交易机制。调频市场原则上采用基于调频里 程的单一制价格机制。 合理确定调频服务价格上限。调频性能系数由调节速率、 调节精度、响应时间三个分项参数乘积或加权平均确定， 分项 参数以当地性能最优煤电机组主机（不含火储联合机组） 对应 的设计参数为基准折算。 原则上性能系数最大不超过 2 ， 调频 里程出清价格上限不超过每千瓦 0.015 元。 2024 年 02 月 07 日国 家 发改委能源局共同发文《关 于建立健全电力辅助服务市 场价格机制的通知》（发改 价格〔 2024 〕 196 号） 建立健全市场价格 机制 成为主力电源吗？ • 国家电网 个省级电网统计序列中， 有 14 个新能源装机容量超过 万千瓦。 新能源装机占比远超 30% ， 动态运行发电 功率更是超过全省发电实时功率 ( 开机容量 ) 。 集中在华北、西北、华东、华中的资源和经 济大省。 • 公司经营区新能源累计装机 8.66 亿千瓦， 占总电源装机的 。 • 公司经营区新能源新增装机 2.27 亿 千瓦 ， 占各类电源新增装机的 。 构网 协调稳定 充足供应 功率 质量 支撑 容量 电量 构网型新型储能： 服务于大系统 ( 电网） 、并以提升系统安全稳定支撑能力， 丰富系统调节 手段或能力为主。 主要包括： 提供调节功能的参与系统调频调压工作、日前日内调峰和紧急事故备用。 新型储能具备功能： 存储与调节 应用场景： 服务用户， 服务电源、服务大系 ( 电 网） 服务大系统（电网） 分类： 调峰、调频、备用 u : --- -- --- 03 构网型新型储能 参与系统调频辅助服务实践 厂 山西、广东为主的省级电力市场 ，率 先开展“ ”系统调频工作。相继开展 磷酸铁锂和超级电容、 机械飞轮的“火 + 储”、 “新 + 储”的 AGC 二次调频。 近年来出现真空磁悬浮机械飞轮储能 参与系统调频， 相继投产了宁夏灵武电 厂火电配置“锂电 + 飞轮 ”、山西锦华热 电火电机组配置“锂电 + 飞轮 ”， 部分火 电机组配置飞轮改造项目 在多 地陆续展开 前 “ 储能 +” 系统调频工作 ◆ L 期建设和实战应用。 、 ， ， 。 2022 年 5 月， 山西能监办全国首家率 先 出台《山西电力一次调频市场交易实施细 则（试行） 》（晋监能市场规【 2022 】 1 号）。同年 7 月份施行。随后依次开展 了平台建设、成员培育、基础检测等工作。 04 参与了系统一次二次调频工 作 山西电网构网型新型储能 自 2022 年始， 山西电力调控机构在前期调研工作基础上， 正式开展了系统调频监测系统和辅助服务交易平台建设工作， 并积极推进指导调节型新型储能电站的接续并网工作。组织电 科院检测人员开始测试前期准备工作。 随着山西电网独立储能电站的投产相继开展调试工作， 山 西电网 2023 年 11 月 15-30 日和 12 月 21-27 日， 组织 2 座储能电站开展了两轮次的一次调频辅助服务市场调电试运 行。 调频工作 一次调频市场技术平台已基本建设完 成 市场报价 市场出清 报价 一次 调频 市场技 术平台 市场 主体 ( 试运行 期间） 出清 性能指标 执行 市场收益计算 调频里程 Ø 一是建立 系统采集全省 个枢 纽变电站频率的平均值作为基准， 自动校核市场主体一次 调频启动条件。 Ø 二是 ， 实现了 一次调频动作过程的准确记录 。 Ø 三是 ，通过多种 指标全面评价市场主体提供服务的情况。 调度主站端系统功能不断完 善 • 试运行期间两座储能 电站的性能指标虽然 在持续提升， 但是 在性能指标达到以后 未 。 • 监测点多 、 数据精细复杂。多点、 毫秒级数据， 对系统 的挑战很大。 • 储能电站一次调频错 误动作包括不动作、 反向动作两种情况， 主要原因为 等。 Ø 参与市场调节的手段会逐渐丰富， 市场有容量， 各 主 体间市场化运营不但要竞价竞量， 更要在技术和装置 比优比稳。 Ø 新型电力系统频率波动程度十分严重。精准协调控 制 下， 系统频率采集点至关重要。 Ø 新型储能及其二次控制系统协调优化直接关乎储能 性 能发挥效果和自身安全。 Ø 首次投产飞轮储能， 经过调试期后， 性能指标跃 上高水平， 目 前， 性能指标 Kp 值普遍大于 较 好水平大多在 3-5 之间大多。经过近十年的火 加储方式调频工作， 山西二次调频工作日趋成熟， 场网都收到较好成效， 尤其促进了以往的循环流 化床锅炉燃煤机组大功率响应迟缓改造。 m m 山西电网近年来二次调频工 作 全省网一共 15 家火电机组“火 + 储”投运 05 思考与展望 市场有睿量 , 容量是有界的。 目 前的调频 市场会随着新型电力系统的持续发展处于上 升 通道，市场容量在逐渐扩容。 睿量有界 , 有界的市场睿量会饱和。 随着需求和供给的发展融合，会出现平衡点，也就 是市场容量的拐点。 。 稳定大局为重， 健全功能、 提升品质， 协同 配合， 所有期望值不宜过大过急 新型储能装置参与一次调频调频， 还是大系统的一次调频 调 频， 在电力系统中都是首创性工作， 市场化基础下的运营 应用要逐步稳扎稳打推进， 尤其山西电网所处三华同步大 电网枢纽地位， 网情特殊， 不能求之过急， 贸然突进。 。 无 论 构网型储能为系统提供安全和品质保障， 发挥长效功能， 提供公共保障支撑， 应该采取容量补贴机制政策， 逐步走向良性运作路径。安全稳定的守护功能 --- 。 。 多元多源配合、场 网协同， 多级联动， 飞轮与电化学、超级电容都具有各自调 频优势， 可以互相配合场景配合， 时段配合、里程配合； 。 国网山西省电力公司 赵俊屹 赵实说，赵直说