中國儲能網(wǎng)訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合主辦，100余家機構(gòu)共同支持的湖南（長沙）電池博覽會暨第二屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會在長沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會主題是“新能源、新機遇、新高度”。
會議期間，組委會邀請了湖南大學(xué)馬俊杰分享主題報告《面向電網(wǎng)多運行場景的規(guī)?；瘍δ芸刂萍夹g(shù)》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
馬俊杰：我國為推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)，需要大力建設(shè)新能源以替代化石能源發(fā)電。而新能源是一個不靈活的資源，為了實現(xiàn)新能源的頻率穩(wěn)定性以及靈活調(diào)度，儲能是一個非常好的補充。目前，我們在儲能促進(jìn)新能源消納及提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，從源網(wǎng)荷三個角度進(jìn)行了研究。
首先，在發(fā)電側(cè)，我們提出了新能源電站與儲能的聯(lián)合運行技術(shù)。
當(dāng)風(fēng)機或光伏和儲能進(jìn)行協(xié)同運行的時候，可以實現(xiàn)降低發(fā)電計劃的偏差、減少棄風(fēng)棄光、深度參與系統(tǒng)的調(diào)峰輔助服務(wù)、取代新能源電站傳統(tǒng)的SVG等。另外，風(fēng)電和光伏是一個低慣量或者是零慣量的系統(tǒng)，頻率穩(wěn)定性是非常差的。如果將儲能配置到光伏或者風(fēng)電旁邊的時候，可以將儲能和新能源聯(lián)合協(xié)調(diào)運行，從而提升并網(wǎng)點的頻率支撐能力。
在電源側(cè)新能源-儲能協(xié)同運行方面，我們首先分析了儲能單元的參與因子，進(jìn)行了等效慣量分析，提出了風(fēng)儲系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略，實現(xiàn)了面對電網(wǎng)功率波動導(dǎo)致頻率擾動時的協(xié)同，以及面對風(fēng)速波動時儲能抑制風(fēng)功率波動的協(xié)同。通過仿真對比可看出，由于儲能有快速響應(yīng)特性，因此遭遇頻率擾動的時候，它降低頻率波動效果是最好的。風(fēng)儲協(xié)調(diào)把功率波動分配到儲能和風(fēng)電場中，通過兩者共同進(jìn)行一個控制作用，有效的抑制頻率跌落，同時根據(jù)儲能電池的SOC指標(biāo)實現(xiàn)了儲能本體中多個儲能單元之間SOC均衡。
其次，在配用電側(cè)，我們提出了交直流混合配用電系統(tǒng)的功率慣量控制技術(shù)。
目前配用電系統(tǒng)有很多的分布式光伏、風(fēng)電和儲能單元，形成了交直流混合的微網(wǎng)系統(tǒng)。交直流微網(wǎng)的優(yōu)點在于能夠更好地利用不同分布式儲能的特性，提升能源的轉(zhuǎn)換率。缺點就在于不同子網(wǎng)之間容易形成直流斷面，功率傳輸控制比較難，分處于多個子網(wǎng)之間的儲能單元不能夠得到充分的利用。
針對這個問題，我們提出了交直流混合配用電系統(tǒng)的功率慣量控制技術(shù)。將電壓波動轉(zhuǎn)化為虛擬頻率的一個變化量，形成微網(wǎng)本地儲能單元的柔性功率的響應(yīng)值，將頻率波動轉(zhuǎn)化成它的一個虛擬電壓的變化，生成一個柔性功率的響應(yīng)值。通過IC用于傳輸子網(wǎng)之間的一個功率的交流。方法優(yōu)點在于，第一它有清晰的一個物理含義；第二它通過虛擬同步控制和虛擬電容，實現(xiàn)了柔性的功率支撐，有比較好的動態(tài)特性；此外采用了分布式設(shè)計，各個子網(wǎng)中的儲能有本地的控制，在本地之外可以與上級進(jìn)行通訊，不需要高帶寬通訊，可靠性比較高。
仿真結(jié)果表明，方法能夠有效減小交流子網(wǎng)的頻率變化量，抑制子網(wǎng)的電壓突變，避免負(fù)荷發(fā)生電壓超調(diào)，電能質(zhì)量也可以有比較好的改善。另一方面，當(dāng)本地的儲能已經(jīng)充分利用但是還不能解決本地微網(wǎng)的電源頻率和電壓的問題時，可以由多個分布式混合的儲能單元分屬于不同子網(wǎng)的分布式單元，共同通過IC變流器協(xié)同完成跨區(qū)域慣量支撐，良好的跨區(qū)域的慣量支撐能力實現(xiàn)了電網(wǎng)全局慣量響應(yīng)能力的提升。
第三個方面是在網(wǎng)側(cè)，面向電力網(wǎng)絡(luò)彈性提升的一個儲能規(guī)劃與評估。
儲能電站建設(shè)完以后，它也可能面向著多類型的應(yīng)用場景，例如功率調(diào)度、頻率支撐、調(diào)峰、調(diào)壓等等。面向多類型運行場景，我如何對儲能參與后對電網(wǎng)整體水平的提升程度進(jìn)行有效的評估，是需要考慮的問題。例如，假設(shè)要安100MVA的儲能在電網(wǎng)里面，安在哪個位置可以對電網(wǎng)的整體潮流、功率頻率支撐、負(fù)荷調(diào)度等方面起到最佳的綜合效果。
在這個方面，我們進(jìn)行了含儲能系統(tǒng)的彈性評估，基本思路是通過分析儲能相對于系統(tǒng)目前所需功能提升的冗余程度，評估儲能對網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、對電源支撐能力、對負(fù)荷側(cè)功率支撐能力的提升程度。
在IEEE-39節(jié)點的系統(tǒng)儲能分析的結(jié)果展示了不同節(jié)點安裝儲能以后，對系統(tǒng)的彈性都有提升水平?？梢钥闯鰞δ軙r系統(tǒng)彈性大概是1100左右，安裝儲能后，無論其安裝在哪個節(jié)點，系統(tǒng)彈升均有所提升，安到35節(jié)點的時候提升最多，達(dá)到1380左右。其次是32和33，這些節(jié)點就可以作為儲能建設(shè)的備選節(jié)點，作為儲能規(guī)劃的參考。目前這個方法在湖南電網(wǎng)規(guī)劃中也得到了一定的應(yīng)用。目前現(xiàn)在彈性評估主要還是考慮其潮流調(diào)度能力，下一步會考慮儲能電站實際參數(shù)以及控制策略對系統(tǒng)彈性的影響。
整體而言，我們在源、網(wǎng)、荷三個方面分析了規(guī)?；瘍δ艿哪芰Γ约疤岢隽藨?yīng)對于新能源出力波動性與間歇性、促進(jìn)新能源消納、提升電網(wǎng)慣性水平、提升復(fù)雜電網(wǎng)彈性運行的相關(guān)算法及技術(shù)。
謝謝大家!
