1儲能聯(lián)合調(diào)頻
近年來，隨著儲能電池成本的顯著下降，加速了儲能系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用，儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)發(fā)輸配用各個領(lǐng)域的應(yīng)用迅速展開，火電AGC調(diào)頻是儲能系統(tǒng)商業(yè)化的典型應(yīng)用。
儲能+火電的聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)是目前最合適的方式，兩者相互補(bǔ)充，發(fā)揮各自優(yōu)勢，使得常規(guī)燃煤機(jī)組調(diào)頻性能大幅提升。對于高頻波動的隨機(jī)負(fù)荷分量及部分脈動分量，儲能系統(tǒng)具備幾乎實時響應(yīng)的能力，而對于小波動，緩慢出力的脈動分量及持續(xù)分量，火電機(jī)組輕松應(yīng)對。
調(diào)頻綜合指標(biāo)K=0.25×（2K1+K2+K3），其中K1=本臺機(jī)組實測速率/控制區(qū)域內(nèi)所有AGC機(jī)組的平均調(diào)節(jié)速率，K2=1-發(fā)電單元響應(yīng)延遲時間/5min，K3=1-發(fā)電單元調(diào)節(jié)誤差/發(fā)電單元調(diào)節(jié)允許誤差。南方電網(wǎng)規(guī)則，K1最高為5，K2、K3最高為1，因此綜合指標(biāo)K值最大為3。下圖為某燃煤電廠某臺發(fā)電機(jī)組AGC性能能統(tǒng)計曲線：
以上指標(biāo)除了表征調(diào)頻單元參與AGC響應(yīng)效果之外，更重要的是性能指標(biāo)的高低直接影響機(jī)組調(diào)頻收益。調(diào)度機(jī)構(gòu)將單位報價V與K值的比值（V/K)作為競價排名的指標(biāo)P，依次從低到高排序，排名靠前者中標(biāo)，比如A機(jī)組報價12元/MW,K值1，B機(jī)組報價15元/MW，K值1.5，則調(diào)頻性能指標(biāo)PA=12.5，PB=10，于是價格高B機(jī)組反而優(yōu)先中標(biāo)。
這種綜合指標(biāo)評定法做到了K值越高，收益越好，也實現(xiàn)為效果付費獎勵。另外，針對K值高的機(jī)組，調(diào)度中心還能增加調(diào)頻里程（單位MW），機(jī)組收益進(jìn)一步擴(kuò)大，如下圖為K值與調(diào)頻里程的相關(guān)性曲線。
下圖是各級組參與AGC響應(yīng)的日收益與其K值的對比曲線，我們可以看出調(diào)頻收益與K值的正相關(guān)性。圖中望洋電廠為燃?xì)鈾C(jī)組，其K值高達(dá)1.65，常規(guī)燃煤機(jī)組普遍在0.6-0.9之間，和燃?xì)鈾C(jī)組存在顯著的差距，為了提升燃煤機(jī)組K值水平，增加調(diào)頻收益，各發(fā)電廠在尋找各種優(yōu)化方式，其中火電+儲能系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)頻是最有效的方式之一。
儲能在此有2個方面的優(yōu)勢：提高機(jī)組性能K值，延長機(jī)組運行壽命。聯(lián)合調(diào)頻的需求是提升電站調(diào)頻指標(biāo)K和提升AGC補(bǔ)償收益。
2調(diào)頻儲能系統(tǒng)
調(diào)頻儲能系統(tǒng)，實際上還是一套儲能系統(tǒng)，只是應(yīng)用場景和接入點不同，電池，BMS，電池簇組成了儲能系統(tǒng)的直流側(cè)，PCS，變壓器組成了儲能系統(tǒng)的交流側(cè)，交流側(cè)接入廠變的低壓端，如下圖所示：
儲能容量配置，通常按照機(jī)組額定出力的3%配置，比如300MW的機(jī)組，配置9MW的儲能系統(tǒng)，電池路線選用磷酸鐵鋰，電池倍率在1C-2C之間，儲能系統(tǒng)多采用集裝箱設(shè)計，配上消防和空調(diào)系統(tǒng)，集裝箱內(nèi)外的布置見下圖：
3儲能技術(shù)路線
當(dāng)前調(diào)頻儲能技術(shù)路線大致分為3類，一是常規(guī)系統(tǒng)；二是分散集中式系統(tǒng)；三是高壓級聯(lián)系統(tǒng)，目前最常見應(yīng)用為第一種。
3.1 常規(guī)系統(tǒng)
常規(guī)系統(tǒng)是使用最多，技術(shù)最成熟的方案，其特點是通過直流電池端的并聯(lián)匯流，實現(xiàn)儲能單元容量的提升，多臺電柜出線端并聯(lián)，匯流后接入儲能逆變器（PCS柜），組成儲能單元，PCS之間并聯(lián)接入變壓器，對外供電。
以上方案的不足之處是并聯(lián)電池柜之間存在環(huán)路電流，電池均衡存在木桶效應(yīng)，不利于電池的精細(xì)化管理，交流側(cè)PCS并聯(lián)升壓，整個系統(tǒng)損耗較大，轉(zhuǎn)化效率偏低。
3.2 分散集中系統(tǒng)
關(guān)于分散集中拒絕電池簇之間的直流匯流，消除簇間環(huán)流，消除容量短板效應(yīng)，提高電池使用壽命，這也是分散集中式儲能系統(tǒng)的核心。現(xiàn)在來看，主要實現(xiàn)手段是將PCS模塊化，比如將單臺500kW的PCS分為為10臺50kW的PCS小機(jī)，每臺小機(jī)的交流側(cè)集中并聯(lián)，保證外特性的不變，對內(nèi)分散，即每臺小機(jī)直流側(cè)接入一簇電池。拓?fù)淙缫娤聢D。
3.3 高壓級聯(lián)儲能系統(tǒng)
在分散集中式系統(tǒng)上再做變革升級，將PCS小機(jī)的交流側(cè)由并聯(lián)改為串聯(lián)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖：
該系統(tǒng)與前兩種相比，最顯著的差別是省去了變壓器，無需再升壓，系統(tǒng)效率更高，相同出力下，電流更低，電池壽命更長。
