AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的分析与探讨

AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的分析与探讨

王向儒

中电建甘肃能源华亭发电有限责任公司 甘肃华亭 744100

摘要：随着我国新能源并网规模日益增加，风能、 太阳能等可再生能源是我国调整能源结构、实现节能减排的重要战略举措，电网建设管理工作质量的优化，加快了储能系统与火电机组联合调频技术之间的融合。为了更好地发挥管理工作优势，推动火电机组工作质量，能源监管部门和电网企业也希望具有响应时间、调节精度以及双向调节的快速调频资源进入市场提供服务。目前我国电网AGC调频能力与电网峰值和频率之间的矛盾成为了当前制约我国能源发电的主要问题，为此本文结合当前的发展现状，对于AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频存在的问题进行分析，同时明确了AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的操作现状、基础的工作原理以及应用的实际成效，对于当前所推进试行的技术方案进行比较分析，明确在AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频工作中存在的问题，为后期的工作落实奠定了坚实基础。

关键词：储能系统；调频；火电机组

随着我国传统能源的逐渐匮乏，加快新型能源开发管理，落实并网发电管控就成为了当前能源开发管理的核心。因新型能源发电的波动性以及间歇性强，其本身的调节难度增大，大规模的并网运行为后期的电网安全稳定运作也产生了一定的制约。现阶段我国的电网使用中，多数仍旧是以火电机组实现电网的基础负荷，通过提供AGC的调频，以更好地保证电网的稳定运作。但是因为常规环境下的火电机组迟滞性明显，反应质量低等问题，调片的质量难以达到基础的电网要求，因此加快AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的工作落实尤为必要。

一、AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的理论分析

1、工作基础原理以及调频效果分析

在整个电网系统的高效运维过程中，自动发电控制管理系统（AGC）主要是通过实时的数据分析以及实时的调节控制电网之中的调频电源，继而完成对于电网频率的控制管理，逐渐的应对因为时间较短所导致的区域电网环境下随机特性所出现的有功不均衡的实际问题。现阶段的市场环境之中，为了达到稳定的操作质量，我国的多数电网都以AGC调频为基础，实现水电、燃机以及火电机组等日常设备的电源供给。

因为在常规环境下的机组结构之中的机械设备器件的惯性较为明显，一次运转操作就能实现能源向电能转化的过程，尤其是火电机组下的AGC调频使用操作以及电网调度指令下发等操作难度较大的环节。其主要所呈现出来的问题在于调节的延迟性较高且调整的指令偏差较大的问题。相较于常规机组的惯性较大且容易出现延迟的特点，储能系统结构就可以为相关的技术人员提供最为优质的调频功能性，可以在较短的时间内，高质量地实现明确的功率输出，其最终的综合落实管理要求完全可以适应整个调频时间内的功率变换的具体需求。

为了实现储能系统跟踪电网AGC指令以及反应的过程，确定储能系统的跟踪曲线与AGC之间的指令。在整个操作环节之中，储能系统最终的出力以及跟踪曲线之间几乎与原本的曲线连接重合，这种现象基本不会导致调节的延长以及偏差也较多。为此以常规性的火电机组实现电网的基础运作，可以联合系统结合AGC的工作调频实现工作方式的优化。

2、储能方式的选择分析

结合当前的工作机制，我们按照能量存储的方式方法，储能技术多数可以划分为物理的储能、电化学储能、电磁储能等等、通过相关能源分析的全球储能项目数据库，我们可以充分的认识到，在当前的环境之中已经完成投入将已经完成投产或是一些在建的项目，物理储能工程本身的单机容量较大，工程数量较少，电磁储能的项目实际应用较少等等，因此理念池现阶段始终是实现储能调频工程的主流技术手段。

结合当前实际的操作现状分析，我们可以按照极端的材料进行划分，锂电池主要有磷酸铁锂、 钛酸锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂电池。磷酸铁锂和钛酸锂电池占据了锂电池储能项目的近一半，之后三元锂电池开始兴起，在当前的市场环境之中，应用较多的就是三元锂以及磷酸铁锂两种电池材料。

二、AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的应用

根据国家关于深化电力体系改革工作的相关要求，为了落实各项管理工作，我们在发电侧建设的电储能设施，可以与机组联合操作参与到调峰调频之中，或是作     为独立的主体结构实现服务市场的操作交易行为。经过了数十年的分析研究和示范操作运行，储能系统逐渐的在国内的电网系统之中实现了商用的投入支撑。大规模先进性的储能系统本身可以实现精确的控制充放电功率的实际功能，在电网调频的实际应用之中可以满足当前发电机组调频的管理工作要求。随着现阶段各种新兴的项目投产运营操作，AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频在我国的电力行业已经逐渐受到了多方面的关注和认可。

1、储能调频系统的构件组成

储能调频系统主要是以储能电池系统、储能变流器、变压器以及配电、电气保护系统以及消防系统等相关的结构组成。而储能调频系统的实际工作之中工作过程主要是电网调度将指令转移传输到机组，而储能主控单元主要是为了获取相关的储能指令内容，让发电机组按照常规性的工作流程进行操作，以顺应AGC的工作要求。储能主控单元主要是结合相关的指令要求和机组工作的实际情况，全面做好储能系统的控制管理，加快自动补偿机组的工作偏差优化。在储能辅助火电机组参与到AGC的调频运行管理方式的背景下，以火电机组以及储能辅助调频系统作为一个全方位具体化的顺应电网调度指令管控，火电机组和储能系统的工作通过信号传输分析，传输到电网调度侧端。

2、控制管理方案的构建

为了有效的实现AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频的常规工作，就需要在实际控制管理的基础上，全面做好信息的传输管控分析。一是要在发电组系统侧增加对于储能系统运行的工作状态进行监测分析，若是储能系统并网连接状态可以完成反馈，储能系统并网功率以及储能系统充放电系统等相关信号内容。二是大电机组本身可以将储能系统与相关的调频所需的机组状态发送到储能系统结构之中，若是发电机组并网功率、等相关调频的动作系统信号内容出现问题，可以及时有效的做出调节。

三、对于发电机组设备的影响以及安全保护措施的构建

为了保证储能系统的正常运作不会对发电机组的运作安全性产生较为直接的影响，就需要对储能系统之中的基础运行管控进行分析，构建出全方位、立体化的安全管理措施手段。储能系统本身的接入点多数都是发电机组的高压厂用电母线，需要充分地核对厂用变压器的实际容量是否适应储能系统的工作放电功率情况。储能系统需要全面结合工作特点配置相关的保护管理装置，即使储能系统出现故障问题，厂用开关可以及时的切除相关的配套系统，且不会显著影响整个机组的稳定安全性。

储能系统接入到发电机组之后，要充分的考虑到其本身对于介入母线短路对于整个电流运作状态产生的影响。对于继电保护装置工作产生的影响，对于母线线段的电能质量产生的影响。结合实际的工作方案和具体的工作情况，应当实现全方位的思考分析，确保最终的介入储能系统工作影响在原发电机组承受范围之内。通过相关的管理机制和相关的工作基础设计规范要求，同时结合项目具体的实际情况，判断其信号介入是否完整全面的介入到了发电机组的报警设备之中。

总结：相较于常规的发电机组，AGC辅助储能调频系统与火电机组联合调频本身可以精准的实现功率的输出，也是未来电网建设发展中调频的主要方向之一，但由于现阶段的短距离系统以及常规的发电机组联合AGC调频的普及性增大，仍旧需要相关的技术人员做好对于储能系统市场定位的明确，做好市场收益评估管理，统筹政策管理落实，推动常规发电机组以及储能系统之间的控制管理以及保护管理设计规范。这样才能确保二者之间的接口规范，满足相关的技术要求，以安全的工作模式实现日常的操作。

参考文献

[1] 张健铭.小地区孤网频率稳定控制研究[D].北京：华 北电力大学，2011. [2]刘坚.储能技术经济性现状及商业化运行障碍[J].中国能源，2017，39(7)：36-40.